Facial Nerve Axotomy Induces Changes on Hippocampal CA3-to-CA1 Long-term Synaptic Plasticity

Facial nerve axotomy induces morphological changes in hippocampal pyramidal neurons

Facial nerve injury in rats have been widely used to study functional and structural changes that occur in the injured motoneurons and other central nervous system structures related with sensorimotor processing. A decrease in long-term potentiation of hippocampal CA3-to-CA1 commissural synapse has recently been reported related to this peripheral injury. Additionally, it has been found increased corticosterone plasmatic levels, impairment in spatial memory consolidation, and hippocampal microglial activation in animals with facial nerve axotomy. In this work, we analyzed the neuronal morphology of hippocampal CA1 and CA3 pyramidal neurons in animals with either reversible or irreversible facial nerve injury. For this purpose, brain tissues of injured animals sacrificed at different postlesion times, were stained with the Golgi-Cox method and compared with control brains. It was found that both reversible and irreversible facial nerve injury-induced significant decreases in dendritic tree complexity, dendritic length, branch points, and spine density of hippocampal neurons. However, such changes' timing varied according to hippocampal area (CA1 vs. CA3), dendritic area (apical vs. basal), and lesion type (reversible vs. irreversible). In general, the observed changes were transient when animals had the possibility of motor recovery (reversible injury), but perdurable if the recovery from the lesion was impeded (irreversible injury). CA1 apical and CA3 basal dendritic tree morphology were more sensible to irreversible injury. It is concluded that facial nerve injury induced significant changes in hippocampal CA1 and CA3 pyramidal neurons morphology, which could be related to LTP impairments and microglial activation in the hippocampal formation, previously described.

Activación de la microglía en el hipocampo asociada con lesión del nervio facial

Introducción. Las lesiones del nervio facial afectan la plasticidad a largo plazo en el hipocampo, así como la memoria de reconocimiento de objetos y la memoria espacial, dos procesos dependientes de esta estructura. Objetivo. Caracterizar en ratas el efecto de la lesión unilateral del nervio facial sobre la activación de células de la microglía en el hipocampo contralateral.Materiales y métodos. Se hicieron experimentos de inmunohistoquímica para detectar células de la microglía en el hipocampo de ratas sometidas a lesión irreversible del nervio facial. Los animales se sacrificaron en distintos momentos después de la lesión, para evaluar la evolución de la proliferación (densidad de células) y la activación (área celular) de la microglía en el tejido del hipocampo. Los tejidos cerebrales de los animales de control se compararon con los de animales lesionados sacrificados en los días 1, 3, 7, 21 y 35 después de la lesión.Resultados. Las células de la microglía en el hipocampo de animales con lesión del nervio facial mostraron signos de proliferación y activación a los 3, 7 y 21 días después de la lesión. Sin embargo, al cabo de cinco semanas, estas modificaciones se revirtieron, a pesar de que no hubo recuperación funcional de la parálisis facial.Conclusiones. La lesión irreversible del nervio facial produce proliferación y activación temprana y transitoria de las células de la microglía en el hipocampo. Estos cambios podrían estar asociados con las modificaciones electrofisiológicas y las alteraciones comportamentales dependientes del hipocampo descritas recientemente.