Calbindin-D28K is a cytosolic calcium binding protein found in a variety of cells that transport calcium. The chorioallantoic membrane and yolk sac of oviparous squamate reptiles (lizards and snakes) transport calcium from the eggshell and yolk to the developing embryo. I used immunohistochemistry to localize calbindin-D28K expression in the chorioallantoic membrane and yolk sac of two species of oviparous scincid lizards, Plestiodon fasciatus and Saproscincus mustelinus. Calbindin-D28K was detected in the chorioallantoic membrane and yolk sac of both lizard species by a polyclonal anti-snake calbindin antibody and a monoclonal anti-cow calbindin antibody. Calbindin-D28K was localized in the chorionic epithelium and allantoic epithelium of the chorioallantoic membrane and in endodermal cells scattered throughout the yolk mass of both species. This is the first demonstration of calbindin-D28K in allantoic epithelium and in endodermal cells of the yolk sac of lizards.

Pseudemoia pagenstecheri is a viviparous Australian scincid lizard in which the maternal-embryonic placental interface is differentiated into structurally distinct regions. The chorioallantoic placenta contains an elliptical-shaped region, the placentome, characterized by hypertrophied uterine and embryonic epithelial cells supported by dense vascular networks. The remainder of the chorioallantoic placenta, the paraplacentome, is also highly vascularized but uterine and chorionic epithelia are thin. An omphaloplacenta with hypertrophied epithelia is located in the abembryonic hemisphere of the egg. There is extensive placental transport of organic and inorganic nutrients, e.g., 85-90% of neonatal calcium is received via placental transfer. Calcium uptake by extraembryonic membranes of squamates correlates with expression of the intracellular calcium binding protein, calbindin-D 28K, and plasma membrane calcium ATPase (PMCA) is a marker for active calcium transport. We estimated expression of calbindin-D 28K and PMCA in the chorioallantoic membrane in a developmental series of embryos using immunoblotting and used immunohistochemistry to define the cellular localization of calbindin-D 28K to test the hypotheses that 1) expression of calcium transporting proteins is coincident with placental transport of calcium and 2) the placenta is functionally specialized for calcium transport in regions of structural differentiation. Calbindin-D 28K and PMCA were detected at low levels in early stages of development and increased significantly prior to birth, when embryonic calcium uptake peaks. These data support the hypothesis that placental calcium secretion occurs over an extended interval of gestation, with increasing activity as embryonic demand escalates in late development. In addition, calbindin-D 28K expression is localized in chorionic epithelial cells of the placentome and in the epithelium of the omphalopleure of the omphaloplacenta, which supports the hypothesis that regional structural differentiation in the placenta reflects functional specializations for calcium transport.

Embryos of oviparous squamate reptiles obtain all organic and most inorganic nutrients from yolk; yolk provides 19-86% of hatchling calcium content. The remaining calcium is extracted from the eggshell. Yolk calcium provision to viviparous embryos also is variable and includes three patterns. The contribution of yolk to embryonic development for most viviparous squamates is similar to oviparous species, but the attenuated eggshell of viviparous species is a poor source of calcium because it lacks an outer layer of calcium carbonate, and embryos supplement yolk calcium via placental transfer. In a second pattern, yolk provides all organic nutrients and calcium. The final pattern occurs in viviparous species that are substantially placentotrophic and placental transfer accounts for most organic and inorganic nutrients, including calcium. The many independent evolutionary transitions to viviparity among squamates have inspired interest in a possible link to patterns of embryonic calcium nutrition. A prominent model predicts that the pattern of maternal provision and embryonic uptake of calcium unique to squamates facilitates the evolution of viviparity. A primary assumption of the model is that the evolution of viviparity precedes the evolution of calcium placentotrophy. An alternative model predicts that viviparity and placentotrophy evolve concurrently because mechanisms for nutrient provision and mobilization are not dependent on reproductive mode. These hypotheses have not been tested directly but review of the literature indicates that neither fully explains the diversity of squamate embryonic calcium nutrition. Viviparous species differ from oviparous species primarily in the timing of uterine calcium secretion and structure of eggshell calcium. Future studies should focus on the mechanisms that promote these differences.

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Der Morbus Parkinson ist durch den selektiven Zelltod der dopaminergen Neurone der Substantia nigra pars compacta gekennzeichnet. Hierbei sind die verschiedenen Populationen pigmentierter Neurone innerhalb der SNc unterschiedlich stark betroffen. Die Ursachen für diese unterschiedliche Schädigung sind noch nicht bekannt. Möglicherweise besteht aber ein Zusammenhang mit der Verteilung der extrazellulären Matrix innerhalb der Substantia nigra. Für die Untersuchung wurden immunhistochemische Methoden an Hirnschnittserien von menschlichen Kontrollgehirnen angewandt. Zur Darstellung von Komponenten der extrazellulären Matrix wurden drei verschiedene Antikörper genutzt. Dazu gehörten anti- CRTL-1, welcher das Link- Protein 1 von CSPGs detektiert, ein Aggrecan- Antikörper ( Klon HAG7D4), welcher an das Kern- Protein menschlichen Aggrecans bindet, sowie anti- Proteoglykan- Di-0S (Klon 1B5), der die Reste der Chondroitin- Sulfat- Seitenketten verschiedener Proteoglykane detektiert, die nach Verdau mit Chondroitinase ABC übrigbleiben. Zur räumlichen Orientierung und strukturellen Gliederung der Substantia nigra nach der von Damier et al. ( 1999) beschriebenen Calbindin- Methode, auf deren Grundlage die SNc in eine Calbindin-reiche Matrix und Calbindin- arme Bereiche, die sogenannten Nigrosomen, gegliedert wird, wurden benachbarte Hirnschnitte mit anti- Calbindin D₂₈K behandelt. Es zeigte sich, dass extrazelluläre Matrix in Form von perineuronalen Netzen nur an den nicht pigmentierten Neuronen der SNr und SNl vorkommt, während die pigmentierten Neurone der SNc keine perineuronalen Netze besitzen, aber von einer Vielzahl von ACs kontaktiert werden. Deren Dichte war an großen, stark Melanin- haltigen Neuronen am höchsten, sodass in der dorsalen Schicht der SNc, also in den Nigrosomen 3 und 4, besonders viel extrazelluläre Matrix detektiert werden konnte. Im ventralen Anteil der SNc war entsprechend der unterschiedlichen Zellgrößen, insbesondere in Nigrosom 1, eine heterogene Verteilung der extrazellulären Matrix festzustellen. Zur Untersuchung über mögliche Veränderungen der extrazellulären Matrix im Verlauf des Morbus Parkinson wurden Hirnschnitte menschlicher Gehirne mit diagnostiziertem Morbus Parkinson ebenfalls mit den drei Antikörpern zur Darstellung der extrazellulären Matrix behandelt. Dabei zeigte sich, dass insgesamt die Menge extrazellulärer Matrix verringert scheint. Eine Darstellung der perineuronalen Netze mit anti- Proteoglykan- Di-0S (Klon 1B5) war nicht mehr möglich. Wie bereits in früheren Studien verschiedener Autoren festgestellt, waren die stärksten Auswirkungen der neurodegenerativen Prozesse im ventralen Anteil der SNc, vor allem in Nigrosom 1, auszumachen, während die Neurone der Nigrosomen 3 und 4 im dorsalen Anteil weniger vulnerabel erscheinen. Diese Ergebnisse verstärken die Annahme, dass die extrazelluläre Matrix eine protektive Funktion für bestimmte Neuronengruppen besitzt. Bei der Parkinsonschen Erkrankung wird möglicherweise zuerst dieses Schutzsystem zerstört bevor es zum progressiven Neuronenverlust kommt. Ungeklärt bleibt weiterhin was die Ursachen dafür sind.

Der Morbus Parkinson ist durch den selektiven Zelltod der dopaminergen Neurone der Substantia nigra pars compacta gekennzeichnet. Hierbei sind die verschiedenen Populationen pigmentierter Neurone innerhalb der SNc unterschiedlich stark betroffen. Die Ursachen für diese unterschiedliche Schädigung sind noch nicht bekannt. Möglicherweise besteht aber ein Zusammenhang mit der Verteilung der extrazellulären Matrix innerhalb der Substantia nigra. Für die Untersuchung wurden immunhistochemische Methoden an Hirnschnittserien von menschlichen Kontrollgehirnen angewandt. Zur Darstellung von Komponenten der extrazellulären Matrix wurden drei verschiedene Antikörper genutzt. Dazu gehörten anti- CRTL-1, welcher das Link- Protein 1 von CSPGs detektiert, ein Aggrecan- Antikörper ( Klon HAG7D4), welcher an das Kern- Protein menschlichen Aggrecans bindet, sowie anti- Proteoglykan- Di-0S (Klon 1B5), der die Reste der Chondroitin- Sulfat- Seitenketten verschiedener Proteoglykane detektiert, die nach Verdau mit Chondroitinase ABC übrigbleiben. Zur räumlichen Orientierung und strukturellen Gliederung der Substantia nigra nach der von Damier et al. ( 1999) beschriebenen Calbindin- Methode, auf deren Grundlage die SNc in eine Calbindin-reiche Matrix und Calbindin- arme Bereiche, die sogenannten Nigrosomen, gegliedert wird, wurden benachbarte Hirnschnitte mit anti- Calbindin D₂₈K behandelt. Es zeigte sich, dass extrazelluläre Matrix in Form von perineuronalen Netzen nur an den nicht pigmentierten Neuronen der SNr und SNl vorkommt, während die pigmentierten Neurone der SNc keine perineuronalen Netze besitzen, aber von einer Vielzahl von ACs kontaktiert werden. Deren Dichte war an großen, stark Melanin- haltigen Neuronen am höchsten, sodass in der dorsalen Schicht der SNc, also in den Nigrosomen 3 und 4, besonders viel extrazelluläre Matrix detektiert werden konnte. Im ventralen Anteil der SNc war entsprechend der unterschiedlichen Zellgrößen, insbesondere in Nigrosom 1, eine heterogene Verteilung der extrazellulären Matrix festzustellen. Zur Untersuchung über mögliche Veränderungen der extrazellulären Matrix im Verlauf des Morbus Parkinson wurden Hirnschnitte menschlicher Gehirne mit diagnostiziertem Morbus Parkinson ebenfalls mit den drei Antikörpern zur Darstellung der extrazellulären Matrix behandelt. Dabei zeigte sich, dass insgesamt die Menge extrazellulärer Matrix verringert scheint. Eine Darstellung der perineuronalen Netze mit anti- Proteoglykan- Di-0S (Klon 1B5) war nicht mehr möglich. Wie bereits in früheren Studien verschiedener Autoren festgestellt, waren die stärksten Auswirkungen der neurodegenerativen Prozesse im ventralen Anteil der SNc, vor allem in Nigrosom 1, auszumachen, während die Neurone der Nigrosomen 3 und 4 im dorsalen Anteil weniger vulnerabel erscheinen. Diese Ergebnisse verstärken die Annahme, dass die extrazelluläre Matrix eine protektive Funktion für bestimmte Neuronengruppen besitzt. Bei der Parkinsonschen Erkrankung wird möglicherweise zuerst dieses Schutzsystem zerstört bevor es zum progressiven Neuronenverlust kommt. Ungeklärt bleibt weiterhin was die Ursachen dafür sind.

As ações da atividade física na neuroquímica dos neurônios, com enfoque às proteínas ligantes de cálcio (Ca2+), e o estado de ativação de células gliais da medula espinal do rato foram investigadas em preparados imuno-histoquímicos através da análise morfométrica e microdensitométrica com auxílio do computador. Ratos machos adultos foram divididos em dois grupos: treinado, cujos animais foram expostos à roda de corrida onde realizava atividade física espontânea, por um período de 4 e 14 noites; e sedentário, onde os animais foram mantidos em caixas individualizadas, sem a roda de corrida. Após os períodos determinados, os animais sofreram eutanásia e suas medulas espinais foram processadas para imunohistoquímica. Os ligantes de Ca2+ neuronal e glial foram avaliados pela imunorreatividade das proteínas calbindina e parvalbumina e, ainda, pela imunorreatividade da proteína S100 astrocitária. A atividade física voluntária promoveu uma diminuição na imunorreatividade da proteína calbindina em nível torácico no corno posterior (lâminas I e II de Rexed), assim como no núcleo espinal lateral após 14 dias. No nível lombar, também se observou uma diminuição da imunorreatividade no corno posterior (lâminas I e II de Rexed). Contudo os animais submetidos à atividade física voluntária por 4 dias apresentaram um aumento na área imunorreativa da proteína parvalbumina em relação ao seu controle. Efeito semelhante ocorreu no núcleo dorsal nos grupos que treinaram por 4 e 14 dias. Entretanto, no fascículo cuneiforme ocorreu uma diminuição da imunorreatividade à parvalbumina. Já em relação à proteína S100, os animais treinados apresentaram um aumento na imunorreatividade (spMGV) no corno anterior. Assim, conclui-se que a atividade física voluntária modificou a imunorreatividade das proteínas ligantes de Ca2+ na medula espinal, o que pode estar associado aos mecanismos de ativação intracelular realizados pelo cálcio, bem como a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica. / Actions of the physical activity in the neurochemistry focuzing calcium-bindin proteins and the activation of the glial cells in the spinal cord of the rat were investigated with imunohistochemistry over. Male wistar adult rats were divided in two groups: trained, which animals exercised in the wheel running for 4 and 14 nigths; and sedentary, which animals were maintained in private box without wheel running. After that period rats were sacrificed and their spinal cords were processed to imunohistochemistry. Calcium-bindin proteins neuronal (parvalbumin and calbindin) and glial (S100) were evaluted. The activity promoted a decrese in the imunoreativite of the calbindin protein in the torácic level of the posterior horn (lamina I and II of Rexed), and lateral spine nucle after 14 days. In the lombar level, decrese in the posterior horn was also found. Animals submited to physic activity for 4 days showed an increased in the imunoreatived area of parvalbumin. Similar effect was observed all of groups that were treineds for 4 e 14 days. However, in the cuneiforne fascicule, parvalbumin decreased. The S100 protein showed decresed in the anterior horn. In conclusion volunteer phisical activity changed the pattern of the calcium-bindin protein immunoreactivity in the spinal cord, effect than can be associated to neuroplasticity.