Efecto de la acetona cianohidrina, un derivado de la yuca, sobre la actividad motora y la función renal y hepática en ratas Wistar / Effects of acetone cyanohydrin, a derivative of cassava, on motor activity and kidney and liver function in Wistar rats

Introducción: La acetona cianohidrina (ACH) es una sustancia tóxica resultante de la hidrólisis enzimática de linamarina, contenido en las raíces de yuca (Manihot esculenta Crantz); su consumo a largo plazo se asocia con 2 trastornos neurológicos: konzo y la neuropatía atáxica tropical. Estudios anteriores han evaluado las alteraciones conductuales después del consumo de esta sustancia, pero los efectos tóxicos sobre los procesos fisiológicos se desconocen. Método: Se asignaron 32 ratas Wistar macho a 4 grupos experimentales (n = 8): un grupo vehículo (solución salina 0,3 ml/rata, ip) y 3 grupos con ACH (PubChem CID: 6406) a concentraciones de 10, 15 y 20 mM, durante 28 días, cada 24 h. Se evaluó la actividad motora espontánea en campo abierto y la coordinación motora en pruebas de rotarod y nado a 0, 7, 14, 21 y 28 días de tratamiento. Al final de las pruebas conductuales (día 28) se tomaron muestras de sangre por punción transcardiaca para evaluar la función renal y hepática. Resultados: La ACH promovió alteraciones en la actividad locomotora y promovió tanto el nado lateral como la conducta de giro en la prueba de nado los días 21 y 28 del tratamiento. La ACH incrementó los parámetros de la función renal y hepática de una manera dependiente de la concentración, excepto la glucosa y la bilirrubina total. Conclusión: Estos datos indican que el contenido de este compuesto tóxico contenido en las raíces de yuca podría ser potencialmente peligroso bajo el consumo a largo plazo en sujetos vulnerables

Introduction: Acetone cyanohydrin (ACH) is a toxic substance present in cassava roots (Manihot esculenta Crantz) which results from enzymatic hydrolysis of linamarin. Long-term consumption is associated with 2 neurological disorders: konzo and tropical ataxic neuropathy. Previous studies have evaluated behavioural alterations linked to ACH consumption, but the toxic effects of this substance on physiological processes remain unknown. Method: 32 male Wistar rats were assigned to 4 experimental groups (n = 8 per group): a vehicle group (0.3 mL saline solution, IP) and 3 ACH groups (PubChem CID: 6406) dosed at 10, 15, and 20 mM/24h for 28 days. We evaluated spontaneous motor activity with the open field test and motor coordination with the rotarod and forced swimming tests at 0, 7, 14, 21, and 28 days of treatment. At the end of the assessment period (day 28), blood samples were collected by transcardiac puncture to evaluate kidney and liver function. Results: ACH caused alterations in locomotor activity and promoted both lateral swimming and spinning in the forced swimming test at 21 and 28 days of treatment. Furthermore, it led to an increase in the levels of the parameters of kidney and liver function in a concentration-dependent manner, except for glucose and total bilirubin. Conclusion: Our results suggest that long-term consumption of this toxic compound present in cassava roots may be potentially dangerous for vulnerable subjects

Análisis de la actividad y coordinación motora en ratas con cirugía estereotáxica e implante de cánula en el hipocampo dorsal / Analysis of activity and motor coordination in rats undergoing stereotactic surgery and implantation of a cannula into the dorsal hippocampus

Introducción: La cirugía estereotáxica permite el implante de electrodos o cánulas para estudiar el funcionamiento de diversas estructuras cerebrales a nivel preclínico. El hipocampo ha sido ampliamente estudiado con esta metodología, debido a su participación en desórdenes neurológicos, cognitivos, emocionales y afectivos. Sin embargo, el efecto per se de esta metodología sobre la coordinación y la actividad motora, para identificar o descartar alteraciones neurológicas que pudieran influir en los resultados de protocolos que la utilizan, requiere ser explorado. Métodos: Se evaluó el efecto de la cirugía estereotáxica y el implante de cánula en el hipocampo de ratas hembra Wistar en las pruebas de actividad locomotora, nado y Rota-rod. El análisis estadístico consideró la fase del ciclo estral de las ratas. Resultados:Ninguna de las variables evaluadas en las pruebas de actividad locomotora (cuadros cruzados, tiempo de acicalamiento y conducta vertical), nado (giros, nado lateral, latencia a la primera inmovilidad y tiempo de inmovilidad) o Rota-rod (latencia a la caída), fueron modificadas por la manipulación quirúrgica, en relación con ratas intactas. Independientemente de la manipulación quirúrgica, las ratas en metaestro-diestro cruzaron más cuadros y tuvieron mayor tiempo de inmovilidad, que las ratas en proestro-estro. Conclusión: La cirugía estereotáxica y el implante de cánula en el hipocampo dorsal carecen de efectos sobre la coordinación y la actividad locomotora de la rata, por lo que se descarta algún daño neurológico que pudiera interferir en la interpretación de resultados en protocolos que incluyen esta manipulación experimental (AU)

Introduction: Stereotactic surgery is used to place electrodes or cannulas in the brain in order to study the function of several brain structures in preclinical research. The hippocampus has been extensively studied with this methodology due to its involvement in a wide range of neurological, cognitive, emotional, and affective disorders. However, the effects of stereotactic surgery on coordination and motor activity should be evaluated in order to determine whether this surgical procedure causes any neurological alterations that may bias the results of studies incorporating this technique. Methods: We evaluated the effects of stereotactic surgery and implantation of a cannula into the hippocampus of female Wistar rats on the motor activity, forced swim, and rotarod tests. The stage of the oestrous cycle was included in the statistical analysis. Results: Stereotactic surgery had no impact on any of the motor activity variables assessed in the open field (squares crossed, time spent in grooming, and rearing), forced swim (turning behaviour, lateral swimming, latency to first immobility, and time spent immobile), and rotarod (latency to fall) tests, compared with intact rats. Regardless of surgical manipulation, rats in the metestrus and diestrus stages crossed a greater number of squares and displayed longer immobility times than those in the proestrus and estrus stages. Conclusion: Stereotactic surgery for cannula placement in the dorsal hippocampus does not affect coordination and motor activity in rats. We can therefore conclude that this procedure has no neurological complications that may interfere in the interpretation of results of studies applying this technique (AU)

La interleucina-1Beta aumenta la muerte neuronal en el giro dentado del hipocampo asociada al estado epiléptico en la rata en desarrollo / Interleukin-1Beta increases neuronal death in the hippocampal dentate gyrus associated with status epilepticus in the developing rat

Introducción: La interleucina 1β (IL-1Beta) aumenta la muerte neuronal necrótica debido al estado epiléptico (EE) en el área CA1 del hipocampo de ratas en desarrollo; sin embargo, se desconoce si ejerce un efecto similar en el giro dentado (GD) hipocampal. El objetivo de esta investigación fue analizar el efecto de IL-1Beta en la muerte neuronal inducida por el EE en el GD de ratas Wistar de 14 días de edad. Métodos: El EE se indujo con el modelo de litio-pilocarpina. Seis horas después del inicio del EE, la IL-1Beta se inyectó intracerebroventricularmente (0, 0,3, 3, 30 o 300 ng/μl); grupos adicionales se inyectaron con el antagonista natural del receptor tipoi (IL-1RI) de IL-1Beta (IL-1Ra, 30 ng/μl) en ausencia o presencia de IL-1Beta (3 ng/μl). La muerte neuronal se evaluó en la capa granular del GD 24 h después del EE mediante la tinción de hematoxilina-eosina. Las células muertas se caracterizaron por presentar citosol eosinofílico y núcleos condensados y fragmentados. Resultados: Se observó un incremento en el número de células eosinofílicas en el GD ipsilateral a la inyección de 3 y 300 ng/μl de IL-1Beta en comparación con el grupo vehículo; en el GD contralateral se observó un efecto similar únicamente con 3 ng/μl de IL-1Beta. La coadministración de IL-1Beta con el IL-1Ra no evitó el aumento en el número de células eosinofílicas. Conclusión: La IL-1Beta aumenta la muerte neuronal con morfología apoptótica provocada por el EE en el GD del hipocampo, mecanismo independiente de la activación del receptor IL-1RI (AU)

Background: Interleukin-1Beta (IL-1Beta) increases necrotic neuronal cell death in the CA1 area after induced status epilepticus (SE) in developing rats. However, it remains uncertain whether IL-1Beta has a similar effect on the hippocampal dentate gyrus (DG). In this study, we analysed the effects of IL-1Beta on 14-day-old Wistar rats experiencing DG neuronal death induced by SE. Methods: SE was induced with lithium-pilocarpine. Six hours after SE onset, a group of pups was injected with IL-1β (at 0, 0.3, 3, 30, or 300 ng/μL) in the right ventricle; another group was injected with IL-1Beta receptor (IL-1R1) antagonist (IL-1Ra, at 30 ng/μL) of IL-1RI antagonist (IL-1Ra) alone, and additional group with 30 ng/μL of IL-1Ra plus 3 ng/μL of IL-1Beta. Twenty-four hours after SE onset, neuronal cell death in the dentate gyrus of the dorsal hippocampus was assessed using haematoxylin-eosin staining. Dead cells showed eosinophilic cytoplasm and condensed and fragmented nuclei. Results: We observed an increased number of eosinophilic cells in the hippocampal DG ipsilateral to the site of injection of 3ng/μL and 300 ng/μL of IL-1Beta in comparison with the vehicle group. A similar effect was observed in the hippocampal DG contralateral to the site of injection of 3 ng/μL of IL-1Beta. Administration of both of IL-1Beta and IL-1Ra failed to prevent an increase in the number of eosinophilic cells. Conclusion: Our data suggest that IL-1Betaincreases apoptotic neuronal cell death caused by SE in the hippocampal GD, which is a mechanism independent of IL-1RI activation (AU)

Efecto protector de 2 presentaciones comerciales de Ginkgo biloba sobre las alteraciones motoras inducidas por el jugo de yuca (Manihot esculenta Crantz) en la rata Wistar / The protective effect of two commercial formats of Ginkgo biloba on motor alterations induced by cassava juice (Manihot esculenta Crantz) in Wistar rats

Introducción: Se evaluó el efecto protector de 2 presentaciones comerciales de Ginkgo biloba sobre las alteraciones motoras inducidas por el consumo de jugo de yuca (Manihot esculenta Crantz) en ratas macho Wistar. Método: Los efectos se evaluaron en las pruebas de campo abierto y nado a los 0, 7, 14, 21 y 28 días de tratamiento, una hora después de la administración correspondiente. Resultados: A partir del día 21 del consumo de jugo de yuca incrementó el número de cuadros cruzados en campo abierto y, en la prueba de nado, produjo el nado lateral a partir del día 7, con respecto al grupo control. Conclusión: Los extractos de Ginkgo biloba previnieron las alteraciones motoras asociadas al consumo de jugo de yuca, probablemente por el contenido de flavonoides presentes en ambas presentaciones de Ginkgo biloba (AU)

Introduction: This study evaluated the protective effects of 2 commercial formats of Ginkgo biloba on motor alterations induced by cassava (Manihot esculenta Crantz) juice consumption in male Wistar rats. Methods: The effects were evaluated with the open field and swim tests at 0, 7, 14, 21, and 28 days of treatment, one hour after administering the product. Results: Compared to controls, open field crossings increased after day 21 of cassava juice consumption, and lateral swimming in the swim test was reported after day 7. Conclusion: Ginkgo biloba extracts prevented motor alterations associated with cassava juice consumption, probably due to the flavonoid content in both formats of Ginkgo biloba (AU)

Participación del área CA1 del hipocampo en la incoordinación motora inducida por acetonacianohidrina en la rata / Contribution of hippocampal area CA1 to acetone cyanohydrin-induced loss of motor coordination in rats

Introducción. Algunos vegetales destinados a la alimentación contienen compuestos tóxicos que, al ser consumidos, predisponen al desarrollo de algunas enfermedades. La yuca (Manihot esculenta Crantz) es una fuente importante de alimento, pero contiene glucósidos cianogénicos (linamarina y lotaustralina) que han sido asociados con el desarrollo de la neuropatía atáxica tropical y el konzo. En la rata, la administración intraperitoneal de acetonacianohidrina (un metabolito de la linamarina) produce alteraciones neurológicas y daño neuronal en el hipocampo. No obstante, se desconoce si el área CA1 del hipocampo participa en las alteraciones neurológicas asociadas a la acetonacianohidrina. Método. Treinta y dos ratas macho Wistar de 3 meses de edad fueron destinadas a 4 grupos (n=8 cada grupo): vehículo (1 de solución salina fisiológica) y 3 grupos con acetonacianohidrina (1 de solución 10, 15 y 20mM). Las sustancias fueron microinyectadas intrahipocampalmente durante 7 días consecutivos (cada 24h); los efectos fueron evaluados diariamente en las pruebas de actividad locomotora, rota-rod y nado. Al quinto día postratamiento se evaluaron nuevamente en las pruebas conductuales para identificar o descartar la permanencia del daño inducido por la acetonacianohidrina. Resultados. La microinyección de acetonacianohidrina 20mM produjo hiperactividad, incoordinación motora y reducción de la exploración a partir del tercer día del tratamiento. En la prueba de nado, todas las concentraciones de acetonacianohidrina produjeron la conducta de giro desde el primer día de microinyección. Conclusión. El área CA1 del hipocampo participa en las alteraciones motoras inducidas por la microinyección de acetonacianohidrina, como ha sido reportado para otros compuestos de la yuca (AU)

Introduction. Some vegetable foodstuffs contain toxic compounds that, when consumed, favour the development of certain diseases. Cassava (Manihot esculenta Crantz) is an important food source, but it contains cyanogenic glucosides (linamarin and lotaustralin) that have been associated with the development of tropical ataxic neuropathy and konzo. In rats, intraperitoneal administration of acetone cyanohydrin (a metabolite of linamarin) produces neurological disorders and neuronal damage in the hippocampus. However, it is unknown whether hippocampal area CA1 plays a role in neurological disorders associated with acetone cyanohydrin. Method. A total of 32 male Wistar rats 3 months old were assigned to 4 groups (n=8 per group) as follows: vehicle (1μl physiological saline), and 3 groups with acetone cyanohydrin (1μl of 10, 15, and 20mM solution, respectively). The substances were microinjected intrahippocampally every 24hours for 7 consecutive days, and their effects on locomotor activity, rota-rod and swim tests were assessed daily. On the fifth day post-treatment, rats underwent further assessment with behavioural tests to identify or rule out permanent damage induced by acetone cyanohydrin. Results. Microinjection of acetone cyanohydrin 20mM resulted in hyperactivity, motor impairment, and reduced exploration from the third day of treatment. All concentrations of acetone cyanohydrin produced rotational behaviour in the swim test from the first day of microinjection. Conclusion. The hippocampal area CA1 is involved in motor alterations induced by microinjection of acetone cyanohydrin, as has been reported for other cassava compounds (AU)

Alteraciones motoras inducidas por la microinyección de linamarina en el hipocampo dorsal de la rata Wistar / Motor impairments induced by microinjection of linamarin in the dorsal hippocampus of Wistar rats

Introducción: La yuca, cassava o mandioca (Manihot esculenta Crantz) constituye uno de los alimentos básicos en regiones tropicales y subtropicales, por ser fuente importante de hidratos de carbono. No obstante, contiene compuestos cianogénicos, como linamarina y lotaustralina, que a nivel experimental se ha encontrado que afectan a estructuras cerebrales como el tálamo, la corteza piriforme y el hipocampo, entre otras, lo cual podría explicar algunas enfermedades neurológicas, como el konzo y la neuropatía atáxica tropical. Sin embargo, la participación del hipocampo en las alteraciones neurológicas asociadas a los componentes químicos de la yuca aún no ha sido identificada. Método: Se incluyeron ratas macho de 3 meses de edad (cepa Wistar), distribuidas en 4 grupos (n = 8 cada grupo): un grupo vehículo (1 l de solución inyectable) y 3 grupos con linamarina (10, 15 y 20 mM). Las sustancias fueron microinyectadas intrahipocampalmente (CA1) durante siete días consecutivos (cada 24 h) y los efectos fueron evaluados diariamente en las pruebas de actividad locomotora, rota-rod y nado. Resultados: La microinyección de linamarina en el hipocampo dorsal produjo hiperactividad e incoordinación motora que fue acentuándose con los días de tratamiento. En la prueba de nado desplegaron la conducta de giro sobre su propio eje, a partir del cuarto día de microinyección. Conclusión: La microinyección de linamarina en el hipocampo dorsal de la rata se asocia a alteraciones en la coordinación motora, lo cual indica la participación del hipocampo dorsal, entre otras estructuras cerebrales, en las alteraciones neurológicas asociadas al consumo inapropiado de la yuca en el ser humano

Introduction: Cassava, also known as yuca or manioc (Manihot esculenta Crantz), is a staple food in tropical and subtropical regions since it is an important source of carbohydrates. Nevertheless, it contains cyanogenic compounds including lotaustralin and linamarin, which have been shown by experimental models to affect brain structures such as the thalamus, the piriform cortex, the hippocampus, and others. These findings may explain the presence of such neurological diseases as konzo and tropical ataxic neuropathy. However, hippocampal involvement in the neurological alterations associated with the chemical compounds in cassava has yet to be explored. Method: Male Wistar rats (3 months old), were assigned to 4 groups (n = 8 per group) as follows: a vehicle-control group (receiving injectable solution 1 l) and three groups receiving linamarin (10, 15, and 20 mM). The substances were microinjected intrahippocampally (CA1) every 24 hours for 7 consecutive days, and their effects on locomotor activity, rotarod, and swim tests were assessed daily. Results: Linamarin microinjected into the dorsal hippocampus produced hyperactivity and loss of motor coordination which became more evident as treatment time increased. In the swim test, rats treated with linamarin displayed lateral rotation beginning on the fourth day of microinjection. Conclusions: Microinjection of linamarin into the dorsal hippocampus of the rat is associated with impaired motor coordination, suggesting that the dorsal hippocampus, among other brain structures, may be affected by the neurological changes associated with inappropriate consumption of cassava in humans

Las cícadas y su relación con algunas enfermedades neurodegenerativas / Cycads and their association with certain neurodegenerative diseases

Introducción: Las cícadas son plantas que en algunas partes del mundo son empleadas como alimento fresco o materia prima para la elaboración de harina con alto valor nutricional. Sin embargo, contienen principios activos como metilazoximetanol, β-metilamino-L-alanina, β-oxalilamino-L-alanina y cicasina, entre otros, que pueden producir efectos neurotóxicos. El consumo de cícadas y sus derivados se ha asociado con enfermedades neurodegenerativas, como el complejo demencia-parkinsonismo-esclerosis-lateral amiotrófica y otras enfermedades caracterizadas por alteraciones en la motricidad. Por lo tanto, no debemos perder de vista que todo producto, aunque sea de origen natural, puede ser benéfico o perjudicial para la salud, lo cual dependerá de sus componentes químicos y de la vulnerabilidad de quienes los consumen. Desarrollo: Se realizó un análisis de la literatura sobre las propiedades neurotóxicas de las cícadas y su asociación con enfermedades neurológicas, con el fin de proporcionar información estructurada a la población para contribuir a la prevención de problemas de salud en quienes interactúan con estas plantas. Conclusión: Las cícadas contienen neurotóxicos que contribuyen al desarrollo de enfermedades neurológicas cuando son ingeridas inadecuadamente, por lo que debemos considerar que si bien algunos vegetales pueden tener un alto valor nutricional y subsanar el déficit alimentario en las poblaciones vulnerables, también pueden ser tóxicos e impactar negativamente sobre la salud

Introduction: Cycads are ornamental plants that in some parts of the world are used as fresh food or raw material for producing flour with a high nutritional value. However, they also contain active compounds, including methylazoxymethanol, β-methylamino-L-alanine, β-alanine-L-oxalylamino and cycasin, which may produce neurotoxic effects. Some studies have associated consuming cycads and their derivatives with neurodegenerative diseases such as amyotrophic lateral sclerosis/Parkinsonism dementia complex, and other diseases characterised by motor impairment. Therefore, we must not forget that any product, no matter how natural, may present health risks or benefits depending on the chemical compounds it contains and the susceptibility of those who consume it. Development: We completed a literature analysis to evaluate the neurotoxic properties of cycads and their association with neurological diseases in order to provide structured scientific information that may contribute to preventing health problems in people who use these plants. Conclusion: Cycads contain neurotoxic compounds that may contribute to the development of neurological diseases when ingested improperly. We must be mindful of the fact that while some plants have a high nutritional value and may fill the food gap for vulnerable populations, they can also be toxic and have a negative impact on health

El tratamiento con progesterona previene las alteraciones motoras inducidas por la intoxicación con semillas de cícada (Dioon spinulosum) en la rata macho / Treatment with progesterone prevented the motor impairment induced by poisoning with seeds of Cicada (Dioon spinulosum) in the male rat

El consumo crónico de semillas de cícadas ha sido asociado con enfermedades neurodegenerativas, las cuales predominan en el género masculino. En México, las semillas decícada (Dioon spinulosum) son usadas como sustituto de maíz y a nivel experimental producen un déficit motor; probablemente causado por sus componentes neurotóxicos. En este sentido, la progesterona ejerce efectos neuroprotectores contra traumatismo cerebral, hipoxia, así como la muerte neuronal inducida por colchicina en el SNC; por lo que podría prevenir los efectos neurotóxicos producidos por el consumo crónico de semillas de Dioon spinulosum en ratas, una posibilidad explorada en el presente estudio. Se emplearon 32 ratas macho de la cepa Wistar distribuidas en cuatro grupos: a) un grupo control recibió 1 ml de agua purificada (v.o.) y 0,2 ml de aceite de maíz (s.c.); b) un grupo cícada recibió 5g/kg de la semilla de cícada (v.o.) y 0,2 ml de aceite de maíz (s.c.); c) un grupo más recibió 1 ml de agua purificada (v.o.) y 3 mg/kg de progesterona (s.c.); y d) el último grupo recibió semilla de cícada y progesterona. Los tratamientos fueron administrados diariamente durante 40 días y el efecto fue evaluado en las pruebas de actividad locomotora y nado forzado a los 20, 30 y 40 días de tratamiento. El grupo cícada redujo el número de cuadros cruzados en la prueba de actividad locomotora. En la prueba de nado forzado, los animales tratados con la semilla de cícada fueron los únicos que presentaron la conducta de giro, un efecto que fue prevenido por el tratamiento previo con progesterona. La administración de vehículo y progesterona no produjo per se la conducta de giro. En conclusión, la progesterona previene las alteraciones motoras inducidas por el consumo crónico de semillas de cícada en ratas forzadas a nadar (AU)

The chronic consumption of cycad seeds has been associated with neurodegenerative diseases, which are predominant in masculine gender. In Mexico, the cycad seeds (Dioon spinulosum) are used as a maize substitute and at experimental level produce a motor deficit; probably caused by its neurotoxic compounds. Progesterone could prevent the neurotoxic effects against traumatic brain injury, hypoxia and neuronal death induced by colchicine in the CNS. In addition, progesterone could prevent these neurotoxic effects produced by the chronic administration of cycad seeds (Dioon spinulosum) in rats, a possibility explored in the present study. Male wistar rats were randomly divided in 4 groups: a) a control group received 1 ml purified water (PO) and oil (0.2 ml, s.c.);b) a cycad group received a cycad seed 5g/kg (PO) and oil (0.2 ml,s.c.); c) another group received 1 ml of purified water (PO) and progesterone (3mg/kg, s.c.) and d) the last group received cycad seed and progesterone. All treatments were administered daily during 40 days and the effect was evaluated in behavioral tests (open filed and forced swim) were conducted on 20, 30 and 40 days of treatment. The cycad group decreased the number of squares crossed in the open field whereas, in the forced swim test, rotational behavior was only observed in the group administered with cycad seeds, this effect was prevented by previous progesterone treatment. The vehicle and progesterone administration did not produce the rotational behavior per se. In conclusion, progesterone prevents the motor deficit induced by the chronic consumption of cycad seeds in forced swim rats (AU)