Motor skill training promotes sensorimotor recovery and increases Microtubule-Associated Protein-2 (MAP-2) immunoreactivity in the motor cortex after intracerebral hemorrhage in the rat

Motor skill learning may induce behavioral and neurophysiological adaptations after intracerebral hemorrhage (ICH). Learning a new motor skill is associated with dendritic reorganization and requires protein synthesis and expression of MAP-2. The purpose of this study was to evaluate motor performance and expression of MAP-2 in the motor cortex of rats submitted to intracerebral hemorrhage model (ICH) and skill task training (SK) or unskilled training (US) during 4 weeks. The Staircase test was used for behavioral evaluation, and relative optical densities and morphometrical analysis were used to estimate MAP-2 immunoreactivity and parameters of brain tissue in both motor cortices. Results show that skill task training performed with the impaired forelimb was able to increase MAP-2 immunoreactivity in the motor cortex either in sham or in ICH groups in both cortices: ipsilesional [F(5,35) = 14.25 ( < 0.01)] and contralesional hemispheres [F(5,35) = 9.70 ( < 0.01)]. ICH alone also increased MAP-2 immunoreactivity despite the absence of functional gains. Behavioral evaluation revealed that ICH-SK group performed better than ICH and ICHUS animals in the Staircase test. Data suggest that motor skill training induces plastic modifications in both motor cortices, either in physiological or pathological conditions and that skill motor training produces higher brain plasticity and positive functional outcomes than unskilled training after experimental intracerebral hemorrhage

Aspectos biomecânicos da locomoção de pessoas com doença de Parkinson: revisão narrativa

ResumoA presente revisão narrativa tem por objetivo analisar os aspectos biomecânicos da locomoção e os efeitos de intervenções nos padrões da marcha de pessoas com doença de Parkinson (DP). Fez‐se uma pesquisa bibliográfica no banco de dados dos sistemas SciELO e PubMed, com as seguintes palavras: human locomotion, biomechanics, pathologic gait e Parkinson's disease, em periódicos nacionais e internacionais. Concluímos que as principais alterações biomecânicas são nos parâmetros espaçotemporais, como menor comprimento de passada e estabilidade dinâmica, além da baixa ativação muscular nos músculos propulsores, bem como menor velocidade autosselecionada da marcha. Fazem‐se necessários protocolos de treinamento de caminhada que considerem esses parâmetros para auxiliar a reabilitação da marcha de pessoas com DP.AbstractThe purpose of this review was to analyze the biomechanical aspects of walking in individuals with Parkinson's disease (PD), as well as to examine the effects of intervention on gait pattern of PD. We carried out a bibliographic search on electronic databases SciELO and PubMed, using the following words: human locomotion, biomechanics, pathologic gait e Parkinson's disease, in national and international scientific journals. The main alterations on walking biomechanics are related to spatiotemporal parameters, lower stride length and dynamical stability, as well as reduced electromyographic activation on propulsion muscles and lower self‐selected speed. These outcomes seem to be important targets in walking training protocols for rehabilitation of gait in PD

Sintomas depressivos e distúrbios motores axiais em indivíduos com doença de Parkinson : um estudo transversal

Background: Depression is an important nonmotor symptom of Parkinson's disease (PD) and has been associated with the motor symptoms in these individuals. Objectives: To determine whether there are relationships between depressive symptoms and abnormalities in axial postural alignment and axial motor deficits, especially postural instability, and trunk rigidity in PD. Methods: In this cross-sectional study, 65 individuals were evaluated using the Beck Depression Inventory-II (BDI-II) for the analysis of depressive symptoms and underwent a postural assessment of head, trunk, and hip sagittal alignment through computerized photogrammetry. The MDS-UPDRS was used to assess clinical aspects of PD, the Trunk Mobility Scale was used to assess axial rigidity, and the MiniBESTest to assess balance. To determine the relationship between depressive symptoms and postural alignment, multiple linear regression analysis was performed. Results: The participants with depressive symptoms had more severe motor deficits as well as greater trunk rigidity and worse postural instability (p < 0.05). When the postural angles were compared between men and women using Student's t-test, it was found that men had greater flexion angles of the head (p = 0.003) and trunk (p = 0.017). Using multiple linear regression analysis corrected for the age and sex of the participants, we verified that the anterior trunk inclination was significantly larger in the PD population with depressive symptoms (R2 = 0.453, β = 0.116, and p = 0.045). Conclusion: PD individuals with depressive symptoms have more severe flexed trunk posture, mainly in older men. Additionally, more severe depressive symptoms are associated with worsening postural instability, trunk rigidity and motor deficits in this population.Antecedentes: A depressão é um sintoma não motor importante da doença de Parkinson (DP) e tem sido associada aos sintomas motores nesses indivíduos. Objetivos: Determinar se existem relações entre sintomas depressivos e anormalidades no alinhamento postural axial e déficits motores axiais, especialmente instabilidade postural e rigidez de tronco na DP. Métodos: Neste estudo transversal, 65 indivíduos foram avaliados pelo BDI-II para análise de sintomas depressivos e submetidos à avaliação postural do alinhamento sagital de cabeça, tronco e quadril por meio de fotogrametria computadorizada. A MDS-UPDRS avaliou os aspectos clínicos, TMS avaliou rigidez axial e o MiniBESTest equilíbrio. Para determinar a relação entre sintomas depressivos e alinhamento postural, realizou-se uma análise de regressão linear múltipla. Resultados: Os participantes com sintomas depressivos apresentaram déficits motores mais graves, bem como maior rigidez de tronco e pior instabilidade postural (p < 0,05). Quando comparados os ângulos posturais entre homens e mulheres pelo teste t de Student, verificou-se que os homens apresentaram maiores graus de flexão da cabeça (p = 0,003) e do tronco (p = 0,017). Por meio da análise de regressão linear múltipla corrigida para a idade e sexo dos participantes, verificamos que a inclinação anterior do tronco foi significativamente maior nos indivíduos com DP com sintomas depressivos do que sem sintomas depressivos (R2 = 0,453, β = 0,116 e p = 0,045) Conclusão: Indivíduos com DP com sintomas depressivos apresentam postura de tronco flexionado mais severa, principalmente em homens mais idosos. Além disso, os sintomas depressivos mais graves pioram significativamente a instabilidade postural, a rigidez do tronco e os déficits motores nessa população

Effect of Nordic Walking on anthropometric profile and body composition of subjects with Parkinson’s disease: randomized clinical trialen

Introdução: A doença de Parkinson (DP) é caracterizada por distúrbios motores, aumentando risco de quedas e inatividade física. Objetivo:Analisar perfil antropométrico e composição corporal, antes e após um programa de treinamento de caminhada nórdica (CN) e caminhada livre (CL). Métodos: Os 33 sujeitos foram randomizados em dois grupos experimentais: CL (n = 16) e CN (n = 17) para realização das 12 sessões de treinamento. Resultados: Relação cintura/quadril reduziu (2,2%, p = 0,022) para o CL. O somatório total das dobras cutâneas reduziu em 4,3% no grupo CN (p = 0,012), e 4,7% no grupo CL (p = 0,012), sem diferença entre os grupos. O período de treinamento não promoveu alterações significativas na massa corporal (p = 0,808), IMC (p = 0,392), nas massas magra (p = 0,834), gorda (p = 0,721) e óssea (p = 0,348), bem como nos percentuais de gordura (p = 0,887). Conclusão: O treinamento promoveu melhora antropométrica efetiva para ambos os grupos.Introduction: Parkinson’s disease (DP) is characterized by motor disorders, increasing risk of falls and physical inactivity. Objective: To analyze the anthropometric profile and body composition of subjects before and after participating in a Nordic Walking (NW) or Free Walking (FW) training program. Methods: A total of 33 patients were randomized into two experimental groups, NW (n = 16) and FW (n = 17), to perform the 12 training sessions. Results: Waist-hip ratio was reduced (2.2%, p = 0.022) for FW. The total number of skinfolds was reduced by 4.3% in the NW group (p = 0.012) and 4.7% in the FW group (p = 0.012). However, the training period did not promote significant changes in body mass (p = 0.808), in IMC (p = 0.392), lean mass (p = 0.834), adipose mass (p = 0.721) and bone mass (p = 0.348), nor in the percentages of adipose mass (p = 0.887) in any of the groups. Conclusion: The training promoted an effective anthropometric improvement for both groups

Caracterização da morte celular em neurônios da região CA1 do hipocampo de ratos submetidos à isquemia global transitória e reperfusão

A caracterização da morte neuronal após injúria neuronal aguda é um assunto muito discutido e que está sob constante investigação. O presente estudo tem por objetivo caracterizar a morte celular na camada de células piramidais da região CA1 do hipocampo após 10 minutos de isquemia e períodos precoces de reperfusão, utilizando a microscopia eletrônica da transmissão. O modelo animal empregado para produzir a isquemia prosencefálica foi o de oclusão dos 4 vasos com modificações (Netto et al, 1993). Após 3, 6, 12 e 24 h de reperfusão, os animais eram anestesiados e perfundidos transcardiacamente. Os encéfalos eram removidos e seccionados. Os cortes contendo o hipocampo eram desidratados, incluídos em resina, seccionados, observados no microscópio eletrônico de transmissão e eletromicrografados. As células piramidais da região CA1 do hipocampo de todos os grupos submetidos à isquemia apresentavam alterações morfológicas. Em tempos precoces de reperfusão as alterações eram menos expressivas quando comparadas a maiores tempos de reperfusão, e envolviam sinais de necrose apoptótica e necrose oncótica. Com 12 h de reperfusão, as células apresentavam uma aparente recuperação. Decorridas 24 h do insulto isquêmico, o dano neuronal era mais severo e incluía sinais de necrose oncótica, assim como, corpos apoptóticos, os quais caracterizam a morte celular por necrose apoptótica É possível que as células no período pós-isquemia passem por um processo conhecido como um continnum entre a apoptose e a necrose, ou, um processo denominado parapoptose. A aparente recuperação ocorrida com 12 h de reperfusão pode dever-se à influência das células gliais, em especial das células astrocitárias. Dessa forma, o presente estudo fornece evidências que a morte celular após evento isquêmico global transitório, em ratos Wistar adultos envolve características de necrose apoptótica e necrose oncótica

Caracterização da morte celular em neurônios da região CA1 do hipocampo de ratos submetidos à isquemia global transitória e reperfusão

A caracterização da morte neuronal após injúria neuronal aguda é um assunto muito discutido e que está sob constante investigação. O presente estudo tem por objetivo caracterizar a morte celular na camada de células piramidais da região CA1 do hipocampo após 10 minutos de isquemia e períodos precoces de reperfusão, utilizando a microscopia eletrônica da transmissão. O modelo animal empregado para produzir a isquemia prosencefálica foi o de oclusão dos 4 vasos com modificações (Netto et al, 1993). Após 3, 6, 12 e 24 h de reperfusão, os animais eram anestesiados e perfundidos transcardiacamente. Os encéfalos eram removidos e seccionados. Os cortes contendo o hipocampo eram desidratados, incluídos em resina, seccionados, observados no microscópio eletrônico de transmissão e eletromicrografados. As células piramidais da região CA1 do hipocampo de todos os grupos submetidos à isquemia apresentavam alterações morfológicas. Em tempos precoces de reperfusão as alterações eram menos expressivas quando comparadas a maiores tempos de reperfusão, e envolviam sinais de necrose apoptótica e necrose oncótica. Com 12 h de reperfusão, as células apresentavam uma aparente recuperação. Decorridas 24 h do insulto isquêmico, o dano neuronal era mais severo e incluía sinais de necrose oncótica, assim como, corpos apoptóticos, os quais caracterizam a morte celular por necrose apoptótica É possível que as células no período pós-isquemia passem por um processo conhecido como um continnum entre a apoptose e a necrose, ou, um processo denominado parapoptose. A aparente recuperação ocorrida com 12 h de reperfusão pode dever-se à influência das células gliais, em especial das células astrocitárias. Dessa forma, o presente estudo fornece evidências que a morte celular após evento isquêmico global transitório, em ratos Wistar adultos envolve características de necrose apoptótica e necrose oncótica

Aspectos motores e neurais em ratos submetidos à lesão do sistema nervoso central e periférico e tratamento de reabilitação

O objetivo desta tese foi caracterizar o desempenho de ratos Wistar no teste do Staircase; avaliar se o treinamento de habilidade e de repetição poderia induzir diferente recuperação motora, adaptações morfológicas e plasticidade encefálica após lesão do plexo braquial e isquemia focal, além de analisar os efeitos da isquemia cerebral induzida por endotelina-1 na área média das fibras do músculo sóleo. Nossos resultados mostraram que ratos Wistar, de forma semelhante ao observado em outras linhagens, apresentam bom desempenho na tarefa do Staircase em 2 semanas após iniciado o período de treinamento; todavia, o número de animais capazes de atingir o critério mínimo (alcance e consumo de 15 esferas comestíveis) aumenta em torno de 10% quando o tempo de treinamento é estendido por mais algumas semanas. Após lesão do Sistema Nervoso Periférico (SNP), os animais submetidos à lesão do plexo braquial e treinamento de reabilitação por meio de tarefa de repetição apresentaram axônios em estágio mais avançado de recuperação, conforme evidenciado pela análise da espessura da bainha de mielina, diâmetro do axônio mielinizado e diâmetro total da fibra mielinizada. Em relação à avaliação comportamental, ambas as tarefas induziram aceleração da recuperação funcional, mas sem diferença entre os dois tratamentos propostos. Após lesão do Sistema Nervoso Central (SNC), os animais submetidos à isquemia focal e treinamento de habilidade demonstraram níveis mais elevados de proteínas relacionadas à sinapse (Sinapsina-I e PSD-95) no córtex sensório-motor e hipocampo no hemisfério lesado. O conteúdo de GFAP no córtex aumentou em função da isquemia e não foi modificado por nenhuma das tarefas de reabilitação. No hipocampo, o treinamento de habilidade resultou em maior imunoconteúdo de proteína glial fibrilar ácida (GFAP). Em relação à avaliação comportamental, nenhum grau de recuperação, espontânea ou induzida pela reabilitação, foi observado ao final do experimento. A análise das fibras do músculo sóleo não evidenciou atrofia no membro posterior contralateral ao hemisfério isquêmico. Por outro lado, a sobrecarga do membro nãoparético (ipsilateral à lesão) foi suficiente para induzir hipertrofia muscular. Concluímos que a lesão do plexo braquial por esmagamento e a isquemia focal induzida por endotelina – 1 (ET-1) causam prejuízo funcional, o qual pode ser avaliado por meio do teste do Staircase em ratos Wistar; que as atividades motoras de habilidade e de repetição induzem padrões diferentes de regeneração no SNP e no SNC; e que a isquemia focal, em longo prazo, pode induzir aumento da área média das fibras do músculo sóleo no membro posterior ipsilesional. Esses resultados ampliam os conhecimentos acerca da lesão no SNP e SNC, formas de avaliação comportamental e métodos para reabilitação funcional.The aim of this study was to characterize the performance of Wistar rats in the Staircase test, to investigate whether skilled and unskilled training would induce different motor recovery, morphological improvement and brain plasticity after brachial plexus crush and focal brain ischemia and to analyze the effects of focal ischemia produced by Endothelin -1 on soleus muscle fiber cross-sectional area. Our results showed that Wistar rats, similar to other strains, can display high performance on the Staircase test after 2 weeks of training; that the number of animals that attained the inclusion criterion increased by 10% with longer times of training; and that the stricter criterion of 15 pellets taken can be adopted as study inclusion criterion. After Peripheral Nervous System (PNS) lesion, animals submitted to brachial plexus injury and unskilled training showed axons in more mature appearance, as evidenced by greater myelin thickness, myelinated fiber and axon diameter. With regard to functional evaluation, the rehabilitation resulted in no difference between treatments. After Central Nervous System (CNS) lesion, animals submitted to focal brain ischemia and skilled training showed high levels of brain proteins related to synapse (synapsin-I and PSD-95) in sensorimotor cortex and hippocampus. The content of glial fibrillary acidic protein (GFAP) in ischemic sensorimotor cortex was augmented as result of focal brain ischemia and it was no modified by rehabilitation. In hippocampus skilled training resulted in higher GFAP levels when compared with ischemia and unskilled training. With regard to functional evaluation, animals remained permanently impaired at the end of evaluations. The analyses of soleus muscle fibers showed no atrophic factor on hind limb contralateral to the ischemic hemisphere. Nevertheless, the overuse of non-paretic limb was sufficient to induce hypertrophy of soleus on limb ipsilateral to injured hemisphere. We conclude that brachial plexus crushing and focal brain ischemia induce functional impairment, which can be evaluated by means of Staircase in Wistar rats; that skilled and unskilled motor activity can induce different pattern of regeneration in PNS and CNS; and that long term focal brain ischemia result in increase of transverse cross sectional area of soleus fibers in non-paretic limb. The findings extend the understanding about PNS and CNS lesion, evaluation and rehabilitation treatment

Aspectos motores e neurais em ratos submetidos à lesão do sistema nervoso central e periférico e tratamento de reabilitação

O objetivo desta tese foi caracterizar o desempenho de ratos Wistar no teste do Staircase; avaliar se o treinamento de habilidade e de repetição poderia induzir diferente recuperação motora, adaptações morfológicas e plasticidade encefálica após lesão do plexo braquial e isquemia focal, além de analisar os efeitos da isquemia cerebral induzida por endotelina-1 na área média das fibras do músculo sóleo. Nossos resultados mostraram que ratos Wistar, de forma semelhante ao observado em outras linhagens, apresentam bom desempenho na tarefa do Staircase em 2 semanas após iniciado o período de treinamento; todavia, o número de animais capazes de atingir o critério mínimo (alcance e consumo de 15 esferas comestíveis) aumenta em torno de 10% quando o tempo de treinamento é estendido por mais algumas semanas. Após lesão do Sistema Nervoso Periférico (SNP), os animais submetidos à lesão do plexo braquial e treinamento de reabilitação por meio de tarefa de repetição apresentaram axônios em estágio mais avançado de recuperação, conforme evidenciado pela análise da espessura da bainha de mielina, diâmetro do axônio mielinizado e diâmetro total da fibra mielinizada. Em relação à avaliação comportamental, ambas as tarefas induziram aceleração da recuperação funcional, mas sem diferença entre os dois tratamentos propostos. Após lesão do Sistema Nervoso Central (SNC), os animais submetidos à isquemia focal e treinamento de habilidade demonstraram níveis mais elevados de proteínas relacionadas à sinapse (Sinapsina-I e PSD-95) no córtex sensório-motor e hipocampo no hemisfério lesado. O conteúdo de GFAP no córtex aumentou em função da isquemia e não foi modificado por nenhuma das tarefas de reabilitação. No hipocampo, o treinamento de habilidade resultou em maior imunoconteúdo de proteína glial fibrilar ácida (GFAP). Em relação à avaliação comportamental, nenhum grau de recuperação, espontânea ou induzida pela reabilitação, foi observado ao final do experimento. A análise das fibras do músculo sóleo não evidenciou atrofia no membro posterior contralateral ao hemisfério isquêmico. Por outro lado, a sobrecarga do membro nãoparético (ipsilateral à lesão) foi suficiente para induzir hipertrofia muscular. Concluímos que a lesão do plexo braquial por esmagamento e a isquemia focal induzida por endotelina – 1 (ET-1) causam prejuízo funcional, o qual pode ser avaliado por meio do teste do Staircase em ratos Wistar; que as atividades motoras de habilidade e de repetição induzem padrões diferentes de regeneração no SNP e no SNC; e que a isquemia focal, em longo prazo, pode induzir aumento da área média das fibras do músculo sóleo no membro posterior ipsilesional. Esses resultados ampliam os conhecimentos acerca da lesão no SNP e SNC, formas de avaliação comportamental e métodos para reabilitação funcional.The aim of this study was to characterize the performance of Wistar rats in the Staircase test, to investigate whether skilled and unskilled training would induce different motor recovery, morphological improvement and brain plasticity after brachial plexus crush and focal brain ischemia and to analyze the effects of focal ischemia produced by Endothelin -1 on soleus muscle fiber cross-sectional area. Our results showed that Wistar rats, similar to other strains, can display high performance on the Staircase test after 2 weeks of training; that the number of animals that attained the inclusion criterion increased by 10% with longer times of training; and that the stricter criterion of 15 pellets taken can be adopted as study inclusion criterion. After Peripheral Nervous System (PNS) lesion, animals submitted to brachial plexus injury and unskilled training showed axons in more mature appearance, as evidenced by greater myelin thickness, myelinated fiber and axon diameter. With regard to functional evaluation, the rehabilitation resulted in no difference between treatments. After Central Nervous System (CNS) lesion, animals submitted to focal brain ischemia and skilled training showed high levels of brain proteins related to synapse (synapsin-I and PSD-95) in sensorimotor cortex and hippocampus. The content of glial fibrillary acidic protein (GFAP) in ischemic sensorimotor cortex was augmented as result of focal brain ischemia and it was no modified by rehabilitation. In hippocampus skilled training resulted in higher GFAP levels when compared with ischemia and unskilled training. With regard to functional evaluation, animals remained permanently impaired at the end of evaluations. The analyses of soleus muscle fibers showed no atrophic factor on hind limb contralateral to the ischemic hemisphere. Nevertheless, the overuse of non-paretic limb was sufficient to induce hypertrophy of soleus on limb ipsilateral to injured hemisphere. We conclude that brachial plexus crushing and focal brain ischemia induce functional impairment, which can be evaluated by means of Staircase in Wistar rats; that skilled and unskilled motor activity can induce different pattern of regeneration in PNS and CNS; and that long term focal brain ischemia result in increase of transverse cross sectional area of soleus fibers in non-paretic limb. The findings extend the understanding about PNS and CNS lesion, evaluation and rehabilitation treatment