Barreira nasal como via terapêutica e de indução de modelo de demência

A via de administração intranasal pode ser utilizada para tratamento de patologias do SNC ou para o desenvolvimento de doenças neurológicas experimentais. Entre estas doenças, destacamos a doença de Alzheimer (DA), caracterizada por neurodegeneração progressiva associada a déficits cognitivos como, por exemplo, de memória espacial e de reconhecimento e alterações metabólicas e gliais. Neste estudo, utilizou-se a via intranasal como via de administração de sobrenadante e exossomos mesenquimais, na tentativa de reverter um modelo de DA do tipo esporádica induzido por estreptozotocina intracerebroventricular (STZ-ICV). Para isso, isolou-se células mesenquimais estromais do tecido adiposo de ratos Wistar Kyoto. Sobrenadante de células com 80% de confluência, na quarta passagem, foi utilizado para tratamento ou para isolamento de vesículas extracelulares. Foram administrados 10 μl/narina de sobrenadante ou fração exossomal (1 μg/μl/dia) por 5 dias, iniciados 14 dias após a indução do modelo. Ao final do tratamento, os animais foram submetidos a testes comportamentais de memória espacial (Y-maze) e teste de reconhecimento de objeto (TRO). A análise neuroquímica envolveu a atividade da glutamina sintetase (GS) e captação de glicose de fatias hipocampais. Os dados demonstraram que o sobrenadante evitou os déficits de memórias apresentados pelos animais que receberam STZ-ICV assim como aumentou os níveis de captação de glicose. Por outro lado, na atividade da GS, o sobrenadante parcialmente reduziu seus valores ao do controle, enquanto os exossomos não alteraram sua atividade e parcialmente aumentaram os níveis de captação de glicose. Na segunda parte deste estudo, investigou-se os efeitos da administração intranasal de estreptozotocina como suposta indutora de modelo de demência. Para isso, através da literatura, foi revisado a constituição da barreira nasal. Independentemente da presença de transportador de glicose tipo 2 (GLUT-2) em células olfatórias, foi hipotetizado que o transporte de estreptozotocina, que é incapaz de atravessar a barreira hematoencefálica, seria possível através da via de transporte paracelular, entre os espaços celulares entre células embainhantes olfativas (OECs) e fibrobastos do nervo olfatório (ONF) onde a presença de junções celulares seriam menos abundantes. Nesse sentido, realizou-se um estudo experimental através da administração nasal de 15 mg/kg de estreptozotocina em animais Wistar, e após 4 semanas de administração os animais foram testados no TRO e observando-se déficit cognitivo nos animais que receberam STZ, em relação ao grupo controle. Esses dados demonstram que a barreira nasal é uma via de propagação de substâncias terapêuticas ou tóxicas para o sistema nervoso central.The intranasal route of administration can be used for the treatment of CNS pathologies or for the development of neurological diseases. Among these diseases is Alzheimer's disease (AD), a disease characterized by progressive neurodegeneration associated with cognitive deficits such as, for example, spatial and recognition memory and metabolic and glial changes. In this study, the intranasal route was used as the route of administration of mesenchymal supernatant and exosomes, in an attempt to reverse an intracerebroventricular streptozotocin (STZ-ICV) sporadic-type AD model. For this, stromal mesenchymal cells were isolated from the adipose tissue of Wistar Kyoto rats. Supernatant from cells with 80% confluence, in the fourth passage, was used for treatment or for isolation of extracellular vesicles. Ten microliters per nostril of supernatant or exosomal fraction (1 μg/μl/day) were administered for 5 days, 14 days after model induction. At the end of the treatment, the animals were submitted to behavioral spatial memory tests (Y-maze) and object recognition test (ORT). Neurochemical analysis involved glutamine synthetase (GS) activity and glucose uptake from hippocampal slices. The data showed that the supernatant avoided the memory deficits presented by the animals that received STZ-ICV as well as increased glucose uptake levels. On the other hand, in the GS activity, the supernatant partially reduced its values to the control, while the exosomes did not change their activity and partially increased the glucose uptake levels. In the second part of this study, the effects of intranasal administration of streptozotocin as a supposed inducer of a model of dementia were investigated. For this, through the literature, the constitution of the nasal barrier was reviewed. Regardless of the presence of glucose transporter type 2 (GLUT-2) in olfactory cells, it was hypothesized that the transport of streptozotocin, which is unable to cross the blood-brain barrier, would be possible via the paracellular transport pathway, between the cellular spaces between cells. olfactory scaffolds (OECs) and olfactory nerve fibroblasts (ONF) where the presence of cell junctions would be less abundant. In this sense, an experimental study was carried out through the nasal administration of 15 mg/kg of streptozotocin in Wistar animals, where 4 weeks after administration the animals were tested in the ORT and cognitive deficit was observed in the animals that received STZ, in relation to the group control. These data demonstrate that the nasal barrier is a route of propagation of therapeutic or toxic substances to the central nervous system

Efeitos da vibração de corpo inteiro sobre a morfofuncionalidade do nervo isquiático em um modelo experimental de lesão por esmagamento

Os efeitos de diferentes formas de modalidades terapêuticas sobre a regeneração nervosa periférica e a recuperação funcional têm sido alvo de investigação em estudos experimentais. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da vibração de corpo inteiro sobre a morfofuncionalidade do nervo isquiático em um modelo de lesão por esmagamento. Ratos Wistar machos foram aleatoriamente distribuídos em cinco grupos: controle (C; n=10), sham (SH; n=10), lesionados e não treinados (NT; n=11), lesionados e treinados com vibração de corpo inteiro iniciada 3 dias após a lesão (V3; n=11) e lesionados e treinados com vibração de corpo inteiro iniciada 10 dias após a lesão (V10; n=11). A lesão foi realizada pelo esmagamento do nervo isquiático direito. O treinamento teve início 3 ou 10 dias após a lesão (conforme o grupo) e foi realizado em uma plataforma vibratória (TBS 100A Total Image Fitness Inc; CA) adaptada para o uso em animais. Os parâmetros utilizados foram: cinco séries de 3 minutos nas frequências de 15 Hz e 30Hz e amplitude de 2 mm, cinco dias por semana, durante cinco semanas. Para avaliar a recuperação funcional foram utilizados o cálculo do Índice Funcional do Isquiático (IFI), Teste da Escada Horizontal (EH) e Teste da Barra Estreita (BE), os quais foram realizados duas vezes por semana ao longo do treinamento. Ao final do experimento, os animais foram anestesiados e submetidos a eutanásia por perfusão transcardíaca e foi coletada a porção do nervo isquiático distal ao local da lesão. As amostras foram fixadas em glutaradeído 2,5% e pós-fixadas em tetróxido de ósmio 1%, desidratadas em acetona e incluídas em resina (Durcupan; ACM-Fluka). Cortes transversais semifinos foram realizados utilizando o Ultramicrótomo (Leica), corados com azul de toluidina e utilizados para análises histológicas e morfométricas. Para análise das imagens foi utilizado o programa Image Pro Plus 6.0. As análises estatísticas dos parâmetros funcionais e morfométricos foram realizadas conforme o modelo de Equações de Estimações Generalizadas e ANOVA oneway, respectivamente, onde a significância foi considerada para P<0,05. Ao final do treinamento, os valores do IFI foram menores nos grupos NT, V3 e V10 que os dos grupos C e SH (P<0,05). No teste EH, os grupos NT, V3 e V10 apresentaram maior número de erros que os grupos C e SH (P<0,05). No teste BE, apenas o grupo V10 apresentou diferença significativa (P<0,05) em relação aos grupos C e SH, enquanto que os grupos NT e V3 apresentaram recuperação funcional completa. No decorrer do experimento o grupo lesionado que iniciou o treinamento 10 dias após a lesão teve maior déficit funcional que o grupo lesionado não treinado e treinado a partir de 3 dias após a lesão 13 dias (IFI), 16 dias (IFI e EH), 28 e 35 dias (BE) após a lesão. Na comparação entre os valores dos grupos lesionados treinados (V3 e V10), o grupo V10 mostrou maior déficit funcional no 13° dia após a lesão (IFI; P<0,05). Nas análises histológicas e morfométricas, os grupos lesionados NT, V3 e V10 apresentaram regeneração nervosa incompleta, com menor porcentagem de fibras nervosas mielinizadas, menor área de secção transversa das fibras nervosas mielinizadas, menor espessura da bainha de mielina e maior grau de mielinização (P<0,05). Não existiram diferenças entre os grupos lesionados para os parâmetros morfométricos. Em conclusão, nos ratos submetidos à lesão do nervo isquiático, o treinamento físico por vibração não alterou os parâmetros histomorfométricos deste nervo, porém, quando iniciado 10 dias após a lesão nervosa, promoveu prejuízos na recuperação funcional.The effects of therapeutic modalities on peripheral nerve regeneration and functional recovery have been investigated in animal models of nerve injury. In this study, we analyze the effects of whole body vibration on the morphological and functional regeneration of the sciatic nerve in a crush injury model. Male Wistar rats were randomly assigned to five groups: control (C; n = 10), sham (SH; n = 10), lesioned and no trained (NT; n = 11), injured and trained with whole body vibration initiated 3 days after injury (V3; n = 11) and injured and trained with whole body vibration started 10 days after injury (V10; n = 11). The lesion was performed by crushing the right sciatic nerve. The training started 3 or 10 days after injury (according to the group) and was performed on a vibratory platform (TBS 100A Total Image Fitness Inc; CA) adapted for use in animals. The training protocol was: five trials of 3 minutes in the frequencies of 15 Hz and 30 Hz and amplitude of 2 mm, five days a week, for five weeks. We analyze the functional recovery through the Sciatic Functional Index (SFI), the Horizontal Ladder Rung Walking Test (HLRWT) and the Narrow Beam Test (NBT). These tests, were performed twice a week along the training. At the end of the protocol, the animals were anesthetized and euthanized by transcardiac perfusion and the segment of the sciatic nerve distal to the lesion site was collected. The samples were fixed in 2.5% glutaraldehyde and post-fixed in 1% osmium tetroxide, dehydrated in acetone and included in resin (Durcupan; ACM-Fluka). Semithin transversal slices were performed through the Ultramicrotome (Leica), stained with toluidine blue and used for histological and morphometric analysis. Image Pro Plus 6.0 was used to analyze the images. The statistical analysis of the functional and morphometric parameters involved were performed according to the Generalized Estimation Equations model and one way ANOVA, respectively, where the significance was considered for P <0.05. At the end of the training, the SFI values were lower in the NT, V3 and V10 groups than in the C and SH groups (P <0.05). In the HLRWT test, the NT, V3 and V10 groups showed a greater number of slips than the C and SH groups (P <0.05). In the NBT test, only the V10 group presented a significant difference (P <0.05) in relation to the C and SH groups, while the NT and V3 groups presented complete functional recovery. In the course of the experiment V10 group had a greater functional deficit than NT group on 13 days (SFI), 16 days (SFI and HLRWT) and 28 days after injury (NBT). In the comparison between the values of the trained injured groups (V3 and V10), the V10 group showed a greater functional deficit 13 days (SFI) and 17 days (NBT) after injury and at the end of the experiment (P <0.05). In the histological and morphometric analyzes, the NT, V3 and V10 have incomplete nerve regeneration, with a lower percentage of myelinated nerve fibers, a smaller cross-sectional area of the myelinated nerve fibers, a smaller myelin sheath thickness and a higher myelinization degree (P <0.05). There were no differences between the injured groups for the morphometric parameters. In conclusion, in rats submitted to sciatic nerve crush, whole body vibration training did not alter the histomorphometric parameters of this nerve, however, its impaired functional recovery in the group in which the training was started on the 10 days after injury

Efeitos da vibração de corpo inteiro sobre a morfofuncionalidade do nervo isquiático em um modelo experimental de lesão por esmagamento

Os efeitos de diferentes formas de modalidades terapêuticas sobre a regeneração nervosa periférica e a recuperação funcional têm sido alvo de investigação em estudos experimentais. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da vibração de corpo inteiro sobre a morfofuncionalidade do nervo isquiático em um modelo de lesão por esmagamento. Ratos Wistar machos foram aleatoriamente distribuídos em cinco grupos: controle (C; n=10), sham (SH; n=10), lesionados e não treinados (NT; n=11), lesionados e treinados com vibração de corpo inteiro iniciada 3 dias após a lesão (V3; n=11) e lesionados e treinados com vibração de corpo inteiro iniciada 10 dias após a lesão (V10; n=11). A lesão foi realizada pelo esmagamento do nervo isquiático direito. O treinamento teve início 3 ou 10 dias após a lesão (conforme o grupo) e foi realizado em uma plataforma vibratória (TBS 100A Total Image Fitness Inc; CA) adaptada para o uso em animais. Os parâmetros utilizados foram: cinco séries de 3 minutos nas frequências de 15 Hz e 30Hz e amplitude de 2 mm, cinco dias por semana, durante cinco semanas. Para avaliar a recuperação funcional foram utilizados o cálculo do Índice Funcional do Isquiático (IFI), Teste da Escada Horizontal (EH) e Teste da Barra Estreita (BE), os quais foram realizados duas vezes por semana ao longo do treinamento. Ao final do experimento, os animais foram anestesiados e submetidos a eutanásia por perfusão transcardíaca e foi coletada a porção do nervo isquiático distal ao local da lesão. As amostras foram fixadas em glutaradeído 2,5% e pós-fixadas em tetróxido de ósmio 1%, desidratadas em acetona e incluídas em resina (Durcupan; ACM-Fluka). Cortes transversais semifinos foram realizados utilizando o Ultramicrótomo (Leica), corados com azul de toluidina e utilizados para análises histológicas e morfométricas. Para análise das imagens foi utilizado o programa Image Pro Plus 6.0. As análises estatísticas dos parâmetros funcionais e morfométricos foram realizadas conforme o modelo de Equações de Estimações Generalizadas e ANOVA oneway, respectivamente, onde a significância foi considerada para P<0,05. Ao final do treinamento, os valores do IFI foram menores nos grupos NT, V3 e V10 que os dos grupos C e SH (P<0,05). No teste EH, os grupos NT, V3 e V10 apresentaram maior número de erros que os grupos C e SH (P<0,05). No teste BE, apenas o grupo V10 apresentou diferença significativa (P<0,05) em relação aos grupos C e SH, enquanto que os grupos NT e V3 apresentaram recuperação funcional completa. No decorrer do experimento o grupo lesionado que iniciou o treinamento 10 dias após a lesão teve maior déficit funcional que o grupo lesionado não treinado e treinado a partir de 3 dias após a lesão 13 dias (IFI), 16 dias (IFI e EH), 28 e 35 dias (BE) após a lesão. Na comparação entre os valores dos grupos lesionados treinados (V3 e V10), o grupo V10 mostrou maior déficit funcional no 13° dia após a lesão (IFI; P<0,05). Nas análises histológicas e morfométricas, os grupos lesionados NT, V3 e V10 apresentaram regeneração nervosa incompleta, com menor porcentagem de fibras nervosas mielinizadas, menor área de secção transversa das fibras nervosas mielinizadas, menor espessura da bainha de mielina e maior grau de mielinização (P<0,05). Não existiram diferenças entre os grupos lesionados para os parâmetros morfométricos. Em conclusão, nos ratos submetidos à lesão do nervo isquiático, o treinamento físico por vibração não alterou os parâmetros histomorfométricos deste nervo, porém, quando iniciado 10 dias após a lesão nervosa, promoveu prejuízos na recuperação funcional.The effects of therapeutic modalities on peripheral nerve regeneration and functional recovery have been investigated in animal models of nerve injury. In this study, we analyze the effects of whole body vibration on the morphological and functional regeneration of the sciatic nerve in a crush injury model. Male Wistar rats were randomly assigned to five groups: control (C; n = 10), sham (SH; n = 10), lesioned and no trained (NT; n = 11), injured and trained with whole body vibration initiated 3 days after injury (V3; n = 11) and injured and trained with whole body vibration started 10 days after injury (V10; n = 11). The lesion was performed by crushing the right sciatic nerve. The training started 3 or 10 days after injury (according to the group) and was performed on a vibratory platform (TBS 100A Total Image Fitness Inc; CA) adapted for use in animals. The training protocol was: five trials of 3 minutes in the frequencies of 15 Hz and 30 Hz and amplitude of 2 mm, five days a week, for five weeks. We analyze the functional recovery through the Sciatic Functional Index (SFI), the Horizontal Ladder Rung Walking Test (HLRWT) and the Narrow Beam Test (NBT). These tests, were performed twice a week along the training. At the end of the protocol, the animals were anesthetized and euthanized by transcardiac perfusion and the segment of the sciatic nerve distal to the lesion site was collected. The samples were fixed in 2.5% glutaraldehyde and post-fixed in 1% osmium tetroxide, dehydrated in acetone and included in resin (Durcupan; ACM-Fluka). Semithin transversal slices were performed through the Ultramicrotome (Leica), stained with toluidine blue and used for histological and morphometric analysis. Image Pro Plus 6.0 was used to analyze the images. The statistical analysis of the functional and morphometric parameters involved were performed according to the Generalized Estimation Equations model and one way ANOVA, respectively, where the significance was considered for P <0.05. At the end of the training, the SFI values were lower in the NT, V3 and V10 groups than in the C and SH groups (P <0.05). In the HLRWT test, the NT, V3 and V10 groups showed a greater number of slips than the C and SH groups (P <0.05). In the NBT test, only the V10 group presented a significant difference (P <0.05) in relation to the C and SH groups, while the NT and V3 groups presented complete functional recovery. In the course of the experiment V10 group had a greater functional deficit than NT group on 13 days (SFI), 16 days (SFI and HLRWT) and 28 days after injury (NBT). In the comparison between the values of the trained injured groups (V3 and V10), the V10 group showed a greater functional deficit 13 days (SFI) and 17 days (NBT) after injury and at the end of the experiment (P <0.05). In the histological and morphometric analyzes, the NT, V3 and V10 have incomplete nerve regeneration, with a lower percentage of myelinated nerve fibers, a smaller cross-sectional area of the myelinated nerve fibers, a smaller myelin sheath thickness and a higher myelinization degree (P <0.05). There were no differences between the injured groups for the morphometric parameters. In conclusion, in rats submitted to sciatic nerve crush, whole body vibration training did not alter the histomorphometric parameters of this nerve, however, its impaired functional recovery in the group in which the training was started on the 10 days after injury

Análise da realidade virtual versus treino funcional na aptidão física de idosas

Introduction: Aging is synonymous of deterioration of the physical abilities, which compromises the fitness and activities of daily living of the elderly. Physical activity is employed to mitigate the deleterious effects of this process. Objective: To compare the effects of virtual reality versus functional circuit training on parameters of physical fitness of elderly women. Methods: In this comparative and quantitative intervention study 15 subjects performed therapy with the Xbox 360 (Kinect) (G1), and 15 underwent a functional training circuit (G2). Data collection was done by interviews and implementation of the Time Up and Go, Stationary Marching Test 2 min and Berg Balance Scale test at the beginning and after one month of intervention. Results: G1 had increased from 8.7 elevations of the lower limb (p<0.05) in Stationary Marching Test. Conclusions: There were no statistically significant differences in static and dynamic balance, but the dealings with exergame significantly improved the functional capacity of older

The methylglyoxal/RAGE/NOX-2 pathway is persistently activated in the hippocampus of rats with STZ-induced sporadic Alzheimer’s Disease

Alzheimer’s disease (AD) is the leading cause of dementia in humans, with a high social and economic cost. AD is predominantly a sporadic disease, and the intracerebroventricular (ICV) administration of streptozotocin (STZ) has been widely used as an AD-like model of dementia. While the etiology of AD remains unknown, changes such as glucose metabolism and activation of receptors for advanced glycation end products (RAGE) seem to underlie its pathogenesis. We hypothesized that methylglyoxal, an endogenous toxin derived from the glycolytic pathway, could be the precursor of advanced glycated end products that activates RAGE and that, consequently, may activate membrane NADPH oxidase (NOX), contributing to the inflammatory status of the model and the disease. We administered ICV-STZ to Wistar rats and evaluated several neurochemical parameters in the hippocampus, particularly glyoxalase 1 (GLO-1) activity, which serves as an index of high levels of methylglyoxal, and the contents of RAGE and NOX-2, the most abundant brain NOX isoform. At the times evaluated (4 and 24 weeks after STZ), we observed cognitive deficit, increased beta-amyloid content, and increased tau phosphorylation. A persistent increase in GLO-1 activity was found, as well as increases in RAGE and NOX-2 contents, suggesting astroglial and microglial commitment. The increase in NOX-2 may reflect elevated microglial activity (confirmed by IBA-1 marker), which may contribute to the synaptic dysfunction and pruning described in the literature, both in this model and AD patients. Furthermore, reinforcing this possibility, we found a reduction in cholinergic communication in the hippocampus (as shown by decreased choline acetyltransferase), a reduction in BDNF, and an increase in TGF-β, the combination of which may result in synaptic deterioration