Fotobiomodulação com LED induz melhora na funcionalidade da marcha em ratos após lesão nervosa periférica / Photobiomodulation with LED increased the gait functionality in rats submitted to peripheral nerve injury

Introdução: As lesões nervosas periféricas (LNP) podem resultar em distúrbios motores e sensoriais alterando a funcionalidade do membro afetado, porém pouco se conhece a respeito dos efeitos da fotobiomodulação (FBM) com diodo emissor de luz (LED). Objetivo: Analisar os efeitos do LED sobre a funcionalidade da marcha de ratos Wistar pós LNP. Metodologia: Ratos Wistar foram submetidos a LNP por esmagamento de ciático e analisados nos seguintes grupos experimentais: (1) Controle; (2) LNP; (3) LNP+ LED (780 nm, potência média 40 mW, exposição radiante, energia por ponto, 3,2 J sobre o nervo ciático (LEDn); (4) LNP+ LED em nervo e região do músculo envolvido (LEDnm) e (5) LNP+ LED apenas em região do músculo (LEDm). Após 7, 14, 21 e 28 dias foram realizadas as análises de marcha utilizando o Índice Funcional Ciático (IFC). Resultado: Após 7 dias, os grupos tratados com LED apresentaram uma melhora da marcha em relação ao grupo Lesão, sendo essa melhora mais pronunciada no grupo LEDn. Após 14 dias, os grupos LEDn e LEDnm apresentaram valores semelhantes ao grupo controle e após 21 e 28 dias o IFC não apresentou diferenças entre os grupos experimentais. Conclusão: O LED aumentou a funcionalidade da marcha avaliada pelo IFC após 1 e 2 semanas pós LNP, especialmente quando foi usado na região nervosa associada ou não à região muscular.

Introduction: Peripheral nerve injuries (PNI) can result in motor and sensory disturbances altering the functionality of the affected limb, however not much is known about the effects of photobiomodulation (PBM) with light emitting diode (LED). Objective: We aimed to analyze the effects of LED on the gait function of Wistar rats after PNI. Methodology: Wistar rats were submitted to PNI by sciatic crush and analyzed in the following experimental groups: (1) Control; (2) PNI; (3) PNI+ LED (780 nm, mean power 40 mW, radiant exposure, energy per spot, 3.2 J on the sciatic nerve) (LEDn); (4) LNP+ LED on nerve and involved muscle region (LEDnm) and (5) LNP+ LED only on muscle region (LEDm). After 7-, 14-, 21- and 28-days gait analyses were performed using the Sciatic Functional Index (SFI). Results: After 7 days, the groups treated with LED showed an improvement in gait compared to the PNI group, with this improvement being more pronounced in the LEDn group. After 14 days, the LEDn and LEDnm groups showed similar values to the control group and after 21 and 28 days the SFI did not show differences between the experimental groups. Conclusion: LED increased the gait functionality evaluated by SFI after 1 and 2 weeks post-PNI, especially when it was used in the nerve region associated or not with the muscle region.

Neuropatia compressiva na síndrome do imobilismo: relato de caso / Compression neuropathy in immobility syndrome: case report

A Síndrome do Imobilismo pode ser definida com alteração, em maior ou menor escala, dos órgãos e sistemas devido a limitação física ao movimento ou risco de vivenciar tal situação. As mais variadas situações clínicas podem levar à imobilidade desde as mais simples como as mais graves e complexas. A avaliação pelo médico fisiatra, se possível por equipe multiprofissional, para implantar medidas de prevenção de complicações do imobilismo já na Unidade de Terapia Intensiva é importante. Dentro da pluralidade de sinais e sintomas da imobilidade, apresentamos a compressão nervosa extrínseca em membro de paciente com internação prolongada na UTI.

The immobility syndrome is defined as the change, to a great or lesser etent, in organs and systems due to a state in which the individual experiences or is at risk for experiencing limitation of physical movement. Several diseases can lead to immobililty from the simplest to the most serious and complex. The evaluation by the physiatrist, if possible by multidisciplinary team to deploy immobility complications prevention measures already in the Intensive Care Unit is important. Within the plurality of signs and symptoms of immobility, we present the extrinsic nerve compression associated with prolonged ICU stay.

Effects of sciatic nerve transection on glucose uptake in the presence and absence of lactate in the frog dorsal root ganglia and spinal cord / Efeito da secção do nervo isquiático sobre a captação de glicose na presença e ausência de lactato em gânglio da raiz dorsal e medula espinhal de rãs

Frogs have been used as an alternative model to study pain mechanisms because the simplicity of their nervous tissue and the phylogenetic aspect of this question. One of these models is the sciatic nerve transection (SNT), which mimics the clinical symptoms of “phantom limb”, a condition that arises in humans after amputation or transverse spinal lesions. In mammals, the SNT increases glucose metabolism in the central nervous system, and the lactate generated appears to serve as an energy source for nerve cells. An answerable question is whether there is elevated glucose uptake in the dorsal root ganglia (DRG) after peripheral axotomy. As glucose is the major energy substrate for frog nervous tissue, and these animals accumulate lactic acid under some conditions, bullfrogs Lithobates catesbeianus were used to demonstrate the effect of SNT on DRG and spinal cord 1-[14C] 2-deoxy-D-glucose (14C-2-DG) uptake in the presence and absence of lactate. We also investigated the effect of this condition on the formation of 14CO2 from 14C-glucose and 14C-L-lactate, and plasmatic glucose and lactate levels. The 3-O-[14C] methyl-D-glucose (14C-3-OMG) uptake was used to demonstrate the steady-state tissue/medium glucose distribution ratio under these conditions. Three days after SNT, 14C-2-DG uptake increased, but 14C-3-OMG uptake remained steady. The increase in 14C-2-DG uptake was lower when lactate was added to the incubation medium. No change was found in glucose and lactate oxidation after SNT, but lactate and glucose levels in the blood were reduced. Thus, our results showed that SNT increased the glucose metabolism in the frog DRG and spinal cord. The effect of lactate on this uptake suggests that glucose is used in glycolytic pathways after SNT.

As rãs são usadas como modelos experimentais alternativos no estudo da nocicepção, tanto pela simplicidade do seu tecido nervoso como por permitirem uma abordagem filogenética sobre o tema. Um desses modelos é a secção do nervo isquiático (SNI), o qual simula os sintomas clínicos do “membro fantasma”, uma condição que ocorre nos humanos após amputação ou secção completa da medula espinal. Em mamíferos, a SNI aumenta o metabolismo da glicose no sistema nervoso central, e o lactato é uma fonte energética para as células nervosas. Porém é desconhecido se essa é a situação em gânglio da raiz dorsal (GRD). Como a glicose é o principal substrato energético para o tecido nervoso de rãs, e a concentração plasmática de lactato está aumentada nesses animais em distintas situações, a rã-touro Lithobates catesbeianus foi usada para demonstrar os efeitos da SNI sobre a captação de 1-[14C] 2-deoxi-D-glicose (14C-2-DG), na presença e ausência de lactato, em GRD e medula espinal. Foram demonstrados ainda os efeitos dessa condição experimental sobre a formação de 14CO2 a partir de 14C-glicose e 14C-L-lactato, e a concentração plasmática de glicose e lactato. A captação de 3-O-[14C] metil-D-glicose (14C-3-OMG) foi usada para demonstrar a relação tecido/meio estável da glicose nessas condições. A captação de 14C-2-DG aumentou três dias após a SNI, sem qualquer alteração na captação de 14C-3-OMG. O aumento foi reduzido quando o lactato foi acrescentado ao meio de incubação. A taxa de oxidação da glicose e do lactato não modificou após SNI, mas houve redução na concentração plasmática de glicose e lactato. Assim, a SNI aumenta o metabolismo da glicose no GRD e medula espinal de rãs. Os efeitos do lactato sobre essa captação sugerem o uso da glicose na via glicolítica após a SNI.

Effects of sciatic nerve transection on glucose uptake in the presence and absence of lactate in the frog dorsal root ganglia and spinal cord

Frogs have been used as an alternative model to study pain mechanisms because the simplicity of their nervous tissue and the phylogenetic aspect of this question. One of these models is the sciatic nerve transection (SNT), which mimics the clinical symptoms of phantom limb, a condition that arises in humans after amputation or transverse spinal lesions. In mammals, the SNT increases glucose metabolism in the central nervous system, and the lactate generated appears to serve as an energy source for nerve cells. An answerable question is whether there is elevated glucose uptake in the dorsal root ganglia (DRG) after peripheral axotomy. As glucose is the major energy substrate for frog nervous tissue, and these animals accumulate lactic acid under some conditions, bullfrogs Lithobates catesbeianus were used to demonstrate the effect of SNT on DRG and spinal cord 1-[14C] 2-deoxy-D-glucose (14C-2-DG) uptake in the presence and absence of lactate. We also investigated the effect of this condition on the formation of 14CO2 from 14C-glucose and 14C-L-lactate, and plasmatic glucose and lactate levels. The 3-O-[14C] methyl-D-glucose (14C-3-OMG) uptake was used to demonstrate the steady-state tissue/medium glucose distribution ratio under these conditions. Three days after SNT, 14C-2-DG uptake increased, but 14C-3-OMG uptake remained steady. The increase in 14C-2-DG uptake was lower when lactate was added to the incubation medium. No change was found in glucose and lactate oxidation after SNT, but lactate and glucose levels in the blood were reduced. Thus, our results showed that SNT increased the glucose metabolism in the frog DRG and spinal cord. The effect of lactate on this uptake suggests that glucose is used in glycolytic pathways after SNT.

As rãs são usadas como modelos experimentais alternativos no estudo da nocicepção, tanto pela simplicidade do seu tecido nervoso como por permitirem uma abordagem filogenética sobre o tema. Um desses modelos é a secção do nervo isquiático (SNI), o qual simula os sintomas clínicos do membro fantasma, uma condição que ocorre nos humanos após amputação ou secção completa da medula espinal. Em mamíferos, a SNI aumenta o metabolismo da glicose no sistema nervoso central, e o lactato é uma fonte energética para as células nervosas. Porém é desconhecido se essa é a situação em gânglio da raiz dorsal (GRD). Como a glicose é o principal substrato energético para o tecido nervoso de rãs, e a concentração plasmática de lactato está aumentada nesses animais em distintas situações, a rã-touro Lithobates catesbeianus foi usada para demonstrar os efeitos da SNI sobre a captação de 1-[14C] 2-deoxi-D-glicose (14C-2-DG), na presença e ausência de lactato, em GRD e medula espinal. Foram demonstrados ainda os efeitos dessa condição experimental sobre a formação de 14CO2 a partir de 14C-glicose e 14C-L-lactato, e a concentração plasmática de glicose e lactato. A captação de 3-O-[14C] metil-D-glicose (14C-3-OMG) foi usada para demonstrar a relação tecido/meio estável da glicose nessas condições. A captação de 14C-2-DG aumentou três dias após a SNI, sem qualquer alteração na captação de 14C-3-OMG. O aumento foi reduzido quando o lactato foi acrescentado ao meio de incubação. A taxa de oxidação da glicose e do lactato não modificou após SNI, mas houve redução na concentração plasmática de glicose e lactato. Assim, a SNI aumenta o metabolismo da glicose no GRD e medula espinal de rãs. Os efeitos do lactato sobre essa captação sugerem o uso da glicose na via glicolítica após a SNI.

Effects of electrical stimulation and stretching on the adaptation of denervated skeletal muscle: implications for physical therapy / Efeitos da eletroestimulação e do alongamento muscular sobre a adaptação do músculo desnervado: implicações para a fisioterapia

BACKGROUND: This review will describe the main cellular mechanisms involved in the reduction and increase of myoproteins synthesis commonly associated with muscle atrophy and hypertrophy, respectively. OBJECTIVE: We analyzed the effects of electrical stimulation (ES) and stretching exercise on the molecular pathways involved in muscle atrophy and hypertrophy. We also described the main effects and limits of these resources in the skeletal muscle, particularly on the denervated muscle. DISCUSSION: Recently, our studies showed that the ES applied in a similar manner as performed in clinical practice is able to attenuate the increase of genes expression involved in muscle atrophy. However, ES was not effective to prevent the loss of muscle mass caused by denervation. Regarding to stretching exercises, their mechanisms of action on the denervated muscle are not fully understood and studies on this area are scarce. Studies from our laboratory have found that stretching exercise increased the extracellular matrix remodeling and decreased genes expression related to atrophy in denervated muscle. Nevertheless, it was not enough to prevent muscle atrophy after denervation. CONCLUSIONS: In spite of the use of stretching exercise and ES in clinical practice in order to minimize the atrophy of denervated muscle, there is still lack of scientific evidence to justify the effectiveness of these resources to prevent muscle atrophy in denervated muscle.

CONTEXTUALIZAÇÃO: Esta revisão abordará os principais mecanismos celulares envolvidos na redução e aumento da síntese de mioproteínas comumente associadas às situações de atrofia e hipertrofia muscular, respectivamente. OBJETIVO: Analisaremos os efeitos da estimulação elétrica (EE) e do exercício de alongamento sobre as vias moleculares envolvidas na atrofia e hipertrofia muscular. Serão descritos os principais efeitos e os limites desses recursos no músculo esquelético, particularmente sobre o músculo desnervado. DISCUSSÃO: Recentemente, nossos estudos mostraram que a EE, aplicada de modo semelhante ao realizado na prática clínica, é capaz de amenizar o aumento da expressão de genes envolvidos na atrofia muscular. Entretanto, a EE não foi efetiva para deter a perda de massa muscular decorrente da desnervação. Em relação ao alongamento, seus mecanismos de ação sobre o músculo desnervado não são totalmente conhecidos, e os trabalhos nessa área são escassos. Estudos do nosso laboratório identificaram que o alongamento aumentou o remodelamento da matriz extracelular e diminuiu a expressão de genes relacionados à atrofia no músculo desnervado. Porém, também não foi suficiente para impedir a atrofia muscular após a desnervação. CONCLUSÕES: Apesar do uso da EE e do alongamento muscular na prática clínica, com objetivo de minimizar a atrofia do músculo desnervado, ainda há carência de informações científicas que justifiquem a eficácia desses recursos para prevenir a atrofia no músculo desnervado.

Avaliação de método digital para análise do índice funcional do ciático em ratos / Evaluation of digital method for analysis of the sciatic functional index in rats

Este trabalho teve como objetivo o estudo da reprodução e descrição de técnica para colheita digital de imagens durante a marcha de ratos e determinação do Índice Funcional do Ciático (IFC), através de uma passarela de vidro e obtenção de imagens com uma câmera digital. Após lesão por estrangulamento controlado de nervo ciático, na extensão de 3mm, durante 30 segundos, utilizando pinça hemostática, um grupo de 32 ratos foram amostrados 24h antes da lesão que serviu de controle e 24h, 7, 14 e 21 dias após a compressão do nervo ciático. Estes ensaios consistiam na filmagem da marcha de cada animal em vista inferior (através de um espelho a 45º), e posteriormente analisadas através do programa IMAGE-J. As medidas retiradas foram os comprimentos das patas (direita e esquerda posteriores), bem como, a distância entre os artelhos. Na análise do IFC, valores próximos do "zero" (0) sugerem que a função do nervo Ciático mantém-se preservada e valores próximos de "menos cem" (-100) indicam perda total de função. Verificou-se neste estudo que 24horas antes da cirurgia causadora da lesão, a média do IFC foi de -7,07 ± 7,88 e 24 horas após a lesão estes valores passaram para uma média de -77,95 ± 13,81, sendo cerca de 10 vezes maiores, em que 78% dos animais apresentavam de 60 a 100% de perda funcional na atividade motora que demonstrou recuperação gradativa ao longo dos dias analisados, comprovando a acuidade e eficácia da metodologia proposta. Tais resultados sugerem que estudos possam ser conduzidos de forma mais simples e barata com a técnica de obtenção e manipulação de imagens digitais das pegadas, durante a marcha de ratos em laboratório.

This work aimed to study the reproduction and description of technique for digital sampling images during rats gait and determination of the sciatic functional index (SFI), through a glass walkway to obtain shoots with a digital camera. After controlled injury by strangulation of sciatic nerve, with 3mm of length, during 30 seconds, using hemostatic forceps, a group of 32 rats was performed 24 hours before the lesion which served as control and 24 hours, 7, 14 and 21 days after injury. The tests consisted in the filming and shooting each animal in order to observe the view from below (by a mirror to 45°) and subsequently analyzed using the IMAGE-J program. Measures were taken from the lengths of the legs (right and left), and the distance between the ankle. In the analysis of IFC, values close to zero (0) suggest that the function of the sciatic nerve is still preserved and values coming from "less one hundred" (-100) indicate total loss of function. It was verified in this study that 24 hours before surgery the average SFI was -7.07 ± 7.88 and 24 hours after injury these values rose to an average of -77.95 ± 13.81, being about 10 times larger, where 78% of the animals showed 60 to 100% of functional loss in motor activity, demonstrated by the gradual recovery over the days analyzed, confirming the accuracy and effectiveness of the proposed methodology. These results suggest that studies can be conducted to simplify and reduce costs using the technique for digital images of footprints during rats gait in the laboratory.