High-voltage electrical stimulation improves nerve regeneration after sciatic crush injury / Estimulação elétrica de alta voltagem favorece a regeneração nervosa após compressão do nervo isquiático

ABSTRACT

BACKGROUND: Peripheral nerve injury causes prolonged functional limitation being a clinical challenge to identify resources that accelerates its recovery. OBJECTIVES: To investigate the effect of high-voltage electrical stimulation (HVES) on the morphometric and functional characteristics of the regenerated nerve after crush injury in rats. METHODS: Twenty Wistar rats were randomly allocated into 4 groups Control (CON) - without injury and without HVES; Denervated (D) - sciatic nerve crush only; Denervated + HVES - sciatic nerve crush and HVES; SHAM - without injury but HVES. The HVES and SHAM groups were stimulated (100 Hz; minimum voltage of 100 V, 20 μs, 100 μs interpulse interval) for 30 min/day, 5 days/week. The sciatic functional index (SFI) was evaluated before the injury and at the 7th, 14th and 21st postoperatory (PO) days. Neural components and the area density of connective tissue, blood vessels and macrophages were analyzed. RESULTS: Axonal diameter was higher on the HVES than on D group, reaching almost 80 percent above the control values after 21 days (p<0.05). Fiber diameter and myelin sheath thickness were higher on the HVES than on D group (p<0.05) reaching 96.5 percent and 100 percent of the control values, respectively. Functional recovery at the 14th PO day was better on group HVES. The macrophages and connective tissue area density was lower on the HVES group, while blood vessels number did not differ among groups. CONCLUSIONS: The HVES accelerated the functional recovery, potentiated the nerve fibers maturation and decreased macrophages and connective tissue area density, suggesting acceleration of neural repair.

RESUMO

CONTEXTUALIZAÇÃO Lesões nervosas periféricas provocam limitação funcional prolongada, sendo um desafio para a clínica identificar recursos que acelerem sua recuperação. OBJETIVOS: Investigar a influência da estimulação elétrica de alta voltagem (EEAV) sobre a morfologia e a função do nervo regenerado após esmagamento em ratos. MÉTODOS: Vinte ratos Wistar foram divididos nos grupos controle (CON) - sem lesão e sem EEAV; desnervado (D) - esmagamento do nervo isquiático; desnervado + EEAV (EEAV) - esmagamento do nervo e EEAV; SHAM - sem lesão, porém submetido à EEAV. Os grupos EEAV e SHAM foram estimulados (100 Hz, tensão mínima de 100 V; 20 μs e 100 μs interpulso) 30 min/dia, 5 dias/semana. O índice funcional do ciático (IFC) foi avaliado antes da lesão, nos 7º, 14º e 21º dias pós-operatório (PO). Componentes neurais, densidade de área de tecido conjuntivo, de vasos sanguíneos e macrófagos foram analisados. RESULTADOS: O diâmetro axonal foi maior no grupo EEAV que no grupo D, atingindo quase 80 por cento dos valores-controle após 21 dias (p<0,05). O diâmetro das fibras e espessura das bainhas de mielina foram maiores no grupo EEAV que no D (p<0,05), alcançando 96,5 por cento e 100 por cento dos valores-controle, respectivamente. A recuperação funcional no 14º dia PO foi melhor no grupo EEAV. A densidade de área de macrófagos e tecido conjuntivo foi menor no grupo EEAV, enquanto o número de vasos sanguíneos não diferiu entre os grupos. CONCLUSÕES: A EEAV acelerou a recuperação funcional, potencializou a maturação das fibras nervosas regeneradas e promoveu diminuição da densidade de área de macrófagos e tecido conjuntivo no nervo, sugerindo aceleração do reparo neural.