Made available in DSpace on 2015-12-06T23:44:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011 / Introdução: Nas doenças degenerativas do disco intervertebral, a diminuição da concentração de glicosaminoglicanos (GAGs) mostra-se um marcador precoce. O efeito da atividade física é controverso, podendo causar danos ou proteger o disco. Objetivo: estudar o efeito do overtraining, gerado pela atividade física, nos discos intervertebrais de ratos treinados, por meio do comportamento dos GAGs. Método: Foram utilizados 34 ratos Wistar, dez animais não realizaram o treinamento (GC), oito foram treinados na esteira, mas não realizaram o overtraining (GCAd), oito realizaram o protocolo de overtraining e foram sacrificados em 48 horas (OT 11 semanas) e oito, após duas semanas (OT 13 semanas). Foram retirados os discos L5-L6 e L6-S1 e realizada análise bioquímica dos GAGs. Resultados: Os animais que realizaram todo protocolo de treinamento (OT 11 semanas e OT 13 semanas) atingiram o estado de overtraining, pois não houve melhora do seu desempenho, mesmo após cessar o treinamento. Na análise dos GAGs, notou-se diferença importante entre o grupo OT 11 semanas com os grupos OT 13 semanas e GC. Do mesmo modo, foi observada uma diferença entre os grupos GC-Ad e GC. Nas amostras dos animais submetidos ao treinamento, incluído o grupo GC-Ad, houve predominância de dermatam sulfato. Conclusão: O treinamento físico dos animais foi capaz de produzir efeito nos discos intervertebrais, com aumento da concentração de GAGs, e predominância da expressão de dermatam sulfato. A condição de overtraining não gerou resposta diferente do grupo GC-Ad, o qual não foi submetido ao protocolo completo, com concentração de GAGs reversível após duas semanas de repouso. / Introduction: decreased concentration of glycosaminoglycans (GAGs) shows an early marker of the degenerative intervertebral disc decease. The effect of physical activity is still controversial, may cause damage or protect the disc. Objective: study the effect of overtraining, induced by physical training in the intervertebral discs of trained rats, by mean of the biochemical behavior of GAGs. Methods: 34 Wistar rats were used, ten animals did not undergo physical training (GC), eight were trained on the treadmill, but did not realize the overtraining stage of the training protocol (GC-Ad), eight have completed the protocol of overtraining and were sacrificed within 48 hours (OT 11 weeks) and after two weeks (OT 13 weeks). Discs were removed from the L5-L6 and L6-S1 and performed a biochemical analysis of GAGs. Results: The animals that underwent all the training protocol reached a overtraining status, because no improvement in their performance, even after cessation of training, were observed. In the analysis of GAGs, we noticed an increased concentration of GAGs in the groups OT-11weeks and GC-Ad. An important difference between the group OT-11 weeks with the groups OT 13 weeks and GC were observed. Similarly, there was a difference between the GC and GC-Ad. In samples taken from animals undergoing training, included the GC-Ad group, there was a predominance of dermatan sulfate. Conclusion: the physical training of the animals were able to generate a biochemical response in the intervertebral discs. Been shown an increased concentration of GAGs, with predominant expression of dermatan sulfate. The overtraining status did not generate a different response, compared with the trained group, which was not subjected to the full overtraining protocol. Being observed that the response was reversible after two weeks of rest. / BV UNIFESP: Teses e dissertações

INTRODUÇÃO: A degeneração do disco intervertebral (DIV) é um processo crônico e apontado como o maior causador de cervicalgia e lombalgia. Esse processo geralmente conta com a degradação da matriz extracelular, expressão de citocinas inflamatórias e fatores angiogênicos e axonogênicos. Entretanto, muito pouco se sabe sobre esse processo em DIVs assintomáticos durante o envelhecimento, principalmente no segmento cervical. O objetivo desse estudo foi de delinear o perfil de moléculas relacionadas à degeneração discal em DIVs cervicais e lombares. MÉTODOS: Discos intervertebrais humanos cervicais e lombares (C4-C6 e L4-S1) foram coletados em autópsia de 30 indivíduos presumivelmente assintomáticos e divididos em grupos jovem (GJ < 35 anos, n=60) e idoso (GI > 65 anos, n=60). O nível de degeneração foi constatado pela escala de Thompson, e foi correlacionado com a detecção imuno-histoquímica das moléculas de MMP-1, -2, -3, TIMP-1, IL-1beta, TNF-alfa, VEGF, NGF-beta e BDNF. RESULTADOS: Todos os DIVs mostraram algum grau de degeneração, embora mais acentuadas no GI. As moléculas empenhadas no estudo foram identificadas em ambos grupos. A detecção imuno-histoquímica foi prevalente no citoplasma das células nativas do DIV e na região de interseção entre a placa vertebral e o arranjo fibro-colágeno. O envelhecimento propiciou, no disco cervical, maior expressão de MMP-2, -3, VEGF, NGF-beta e BDNF, enquanto que no disco lombar, a maior expressão foi de MMP-1, -2 -3, TIMP-1, TNF-alfa, VEGF e NGF-beta. DISCUSSÃO: O envelhecimento de DIVs cervicais e lombares caracterizou-se por exibir um processo catabólico e extensivo remodelamento da matriz extracelular, os quais podem ser interpretados como eventos que antecipam a doença degenerativa discal. Esse processo é capaz de levar a angiogênese e axonogênese de modo a ampliar o metabolismo aeróbio do DIV e captar informação nociceptiva como forma de defesa, uma vez que até nos discos lombares de indivíduos jovens essa última característica pôde ser observada. Discos assintomáticos também exibem moléculas relacionadas à doença degenerativa discal e talvez a inibição de parte dessas possa resultar em terapia preventiva / INTRODUCTION: Degeneration of the intervertebral disc (DIV) is a chronic process that pointed as a major cause of neck and low back pain. This process generally includes an extracellular matrix degradation, expression of inflammatory cytokines, angiogenesis and axonogenesis factors. However, there is a little known about this process in asymptomatic DIVs during aging, especially in the cervical region. The aim of this study was to delineate the profile of molecules related to disc degeneration in the cervical and lumbar discs. METHODS: Human cervical and lumbar intervertebral discs (C4-C6 e L4-S1) were harvested at autopsy from 30 asymptomatic individuals, and divided according to age with young (GJ < 35 years old, n=60) and elderly (GI > 65 years old, n=60) groups. Gross degeneration was graded according to the Thompson scale and this was correlated to the immunohistochemical detection of molecules of MMP-1, -2, -3, TIMP-1, IL-1beta, TNF-alfa, VEGF, NGF-beta e BDNF. RESULTS: Discs from GJ were significantly less degenerated than those of GI. The molecules involved in the study were identified in both groups. The immunohistochemical detection was prevalent in the cytoplasm of native disc cells and the region between the vertebral plate and fibrous collagen arrangement (intersection). Aging provided in cervical disc, increased expression of MMP-2, -3, VEGF, NGF and BDNF-beta, whereas in the lumbar disc the highest expression of MMP-1, -2, -3, TIMP-1, TNF-alfa, VEGF and NGF-beta was seen. DISCUSSION: The aging of cervical and lumbar DIV was marked by catabolic process and a extensive remodeling on extracellular matrix which can be interpreted as a predict event of the degenerative disc disease. This process can lead to angiogenesis and axonogenesis in order to expand the aerobic metabolism of the DIV and get nociceptive information as a defense, since even in the lumbar discs of young individuals this last feature can be observed. Asymptomatic discs also exhibit molecules related to degenerative disc disease and perhaps the inhibition some of these can result in preventive therapy

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-02-09T10:36:15Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Nara Lígia Leão Casa - 2015.pdf: 3128154 bytes, checksum: 290faf6f7e255eb06dcfd7b0baf48e03 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-02-09T10:36:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Nara Lígia Leão Casa - 2015.pdf: 3128154 bytes, checksum: 290faf6f7e255eb06dcfd7b0baf48e03 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T10:36:36Z (GMT). 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A total of 119 male and female individuals from Goiania (Brazil) participated in the study; 39 individuals in the Case Group (CaG) and 80 in the Control Group (CtG). For each individual, sociodemographic and clinical data were collected as well as blood samples for genetic analysis. DNA was isolated and genotyped at the variable number of tandem repeats (VNTR) region of the aggrecan gene using polymerase chain reaction. Results: Both groups were homogeneous for socio-demographic, anthropometric, and life style variables. The sum of allele sizes at the VNTR region of the aggrecan gene were significantly lower in individuals with LDH, with allele A22 showing significantly higher frequency in this group. Comparison of allele size distribution indicated that shorter alleles (i.e., A13-A25) were more frequent in individuals with LDH, whereas alleles with a higher number of repeats were more frequent among healthy individuals. It should be noted, however, that differences were not significant. The most frequent alleles in both groups were A28, A27 and A29, respectively. Genotype A26/A26 was the most common among individuals in the CaG. Conclusions: An association between short alleles and LDH was observed in this study. This finding is in agreement with other reports in the literature, corroborating the hypothesis that individuals with shorter alleles have an aggrecan gene with fewer repeats. Therefore, a smaller number of chondroitin sulfate chains bind to the aggrecan in the intervertebral disc, leading to a decrease in its physiological function of hydration of the intervertebral disc, and thus to an increase in LDH susceptibility. / Introdução: A hérnia de disco lombar (HDL) é um diagnóstico frequente dentre as alterações degenerativas da coluna lombar e causa limitações funcionais importantes. Alguns estudos apontam para uma associação positiva entre polimorfismos no gene aggrecan e a HDL, porém os resultados ainda são conflitantes e variam entre as populações, não havendo pesquisas sobre o tema na população brasileira até o momento. Compreender essa associação pode auxiliar na prevenção e intervenção junto às pessoas com HDL. Objetivo: Investigar a associação entre polimorfismos no gene aggrecan com a hérnia de disco lombar. Métodos: Estudo caso-controle, pareado em quinquênio por idade e sexo. Participaram do estudo 119 pessoas de ambos os sexos, domiciliadas em Goiânia (Brasil), sendo 39 no Grupo Caso (Ca) e 80 no Controle (Ct). Foram coletados dados sociodemográficos e clínicos e amostras de sangue periférico; o DNA foi isolado para posterior genotipagem do número variável de repetições em Tandem (VNTR) do gene aggrecan (ACAN) através de PCR convencional. Resultados: Os grupos mostraram-se homogêneos quanto às variáveis sociodemográficas, antropométricas e hábitos de vida. O escore alélico do VNTR do gene aggrecan foi significativamente menor nos voluntários com HDL; o alelo A22 mostrou-se significativamente mais prevalente nesse mesmo grupo; no grupo Ca houve maior frequência dos alelos pequenos A13 - A25, enquanto no Ct maior frequência dos alelos grandes, porém, sem diferença estatisticamente significativa; em ambos os grupos os alelos mais frequentes foram A28, A27 e A29, respectivamente; o genótipo A26/A26 foi significativamente mais comum no Grupo Ca. Conclusões: Houve associação entre alelos pequenos com a HDL nos adultos pesquisados e compatibilidade com a literatura internacional, corroborando a hipótese de que indivíduos que possuem alelos pequenos possuem um aggrecan com menor número de repetições. Portanto, um número menor de cadeias de sulfato de condroitina se ligam no aggrecan do disco intervertebral, o que resulta na diminuição da sua função fisiológica de hidratação do disco e, consequentemente, aumenta a susceptibilidade individual à HDL.

INTRODUÇÃO: A degeneração do disco intervertebral (DIV) é um processo crônico e apontado como o maior causador de cervicalgia e lombalgia. Esse processo geralmente conta com a degradação da matriz extracelular, expressão de citocinas inflamatórias e fatores angiogênicos e axonogênicos. Entretanto, muito pouco se sabe sobre esse processo em DIVs assintomáticos durante o envelhecimento, principalmente no segmento cervical. O objetivo desse estudo foi de delinear o perfil de moléculas relacionadas à degeneração discal em DIVs cervicais e lombares. MÉTODOS: Discos intervertebrais humanos cervicais e lombares (C4-C6 e L4-S1) foram coletados em autópsia de 30 indivíduos presumivelmente assintomáticos e divididos em grupos jovem (GJ < 35 anos, n=60) e idoso (GI > 65 anos, n=60). O nível de degeneração foi constatado pela escala de Thompson, e foi correlacionado com a detecção imuno-histoquímica das moléculas de MMP-1, -2, -3, TIMP-1, IL-1beta, TNF-alfa, VEGF, NGF-beta e BDNF. RESULTADOS: Todos os DIVs mostraram algum grau de degeneração, embora mais acentuadas no GI. As moléculas empenhadas no estudo foram identificadas em ambos grupos. A detecção imuno-histoquímica foi prevalente no citoplasma das células nativas do DIV e na região de interseção entre a placa vertebral e o arranjo fibro-colágeno. O envelhecimento propiciou, no disco cervical, maior expressão de MMP-2, -3, VEGF, NGF-beta e BDNF, enquanto que no disco lombar, a maior expressão foi de MMP-1, -2 -3, TIMP-1, TNF-alfa, VEGF e NGF-beta. DISCUSSÃO: O envelhecimento de DIVs cervicais e lombares caracterizou-se por exibir um processo catabólico e extensivo remodelamento da matriz extracelular, os quais podem ser interpretados como eventos que antecipam a doença degenerativa discal. Esse processo é capaz de levar a angiogênese e axonogênese de modo a ampliar o metabolismo aeróbio do DIV e captar informação nociceptiva como forma de defesa, uma vez que até nos discos lombares de indivíduos jovens essa última característica pôde ser observada. Discos assintomáticos também exibem moléculas relacionadas à doença degenerativa discal e talvez a inibição de parte dessas possa resultar em terapia preventiva / INTRODUCTION: Degeneration of the intervertebral disc (DIV) is a chronic process that pointed as a major cause of neck and low back pain. This process generally includes an extracellular matrix degradation, expression of inflammatory cytokines, angiogenesis and axonogenesis factors. However, there is a little known about this process in asymptomatic DIVs during aging, especially in the cervical region. The aim of this study was to delineate the profile of molecules related to disc degeneration in the cervical and lumbar discs. METHODS: Human cervical and lumbar intervertebral discs (C4-C6 e L4-S1) were harvested at autopsy from 30 asymptomatic individuals, and divided according to age with young (GJ < 35 years old, n=60) and elderly (GI > 65 years old, n=60) groups. Gross degeneration was graded according to the Thompson scale and this was correlated to the immunohistochemical detection of molecules of MMP-1, -2, -3, TIMP-1, IL-1beta, TNF-alfa, VEGF, NGF-beta e BDNF. RESULTS: Discs from GJ were significantly less degenerated than those of GI. The molecules involved in the study were identified in both groups. The immunohistochemical detection was prevalent in the cytoplasm of native disc cells and the region between the vertebral plate and fibrous collagen arrangement (intersection). Aging provided in cervical disc, increased expression of MMP-2, -3, VEGF, NGF and BDNF-beta, whereas in the lumbar disc the highest expression of MMP-1, -2, -3, TIMP-1, TNF-alfa, VEGF and NGF-beta was seen. DISCUSSION: The aging of cervical and lumbar DIV was marked by catabolic process and a extensive remodeling on extracellular matrix which can be interpreted as a predict event of the degenerative disc disease. This process can lead to angiogenesis and axonogenesis in order to expand the aerobic metabolism of the DIV and get nociceptive information as a defense, since even in the lumbar discs of young individuals this last feature can be observed. Asymptomatic discs also exhibit molecules related to degenerative disc disease and perhaps the inhibition some of these can result in preventive therapy

O disco intervertebral é uma estrutura cuja função é receber, amortecer e distribuir o impacto das cargas impostas sobre a coluna vertebral. O aumento da idade e a postura adotada pelo indivíduo podem levar à degeneração do disco intervertebral. Atualmente, a Ressonância Magnética (RM) é considerada o melhor e mais sensível método não invasivo de avaliação por imagem do disco intervertebral. Neste trabalho foram desenvolvidos métodos quantitativos computadorizados para auxílio ao diagnóstico da degeneração do disco intervertebral em imagens de ressonância magnética ponderadas em T2 da coluna lombar, de acordo com a escala de Pfirrmann, uma escala semi-quantitativa, com cinco graus de degeneração. Os algoritmos computacionais foram testados em um conjunto de dados que consiste de imagens de 300 discos, obtidos de 102 indivíduos, com diferentes graus de degeneração. Máscaras binárias de discos segmentados manualmente foram utilizadas para calcular seus centroides, visando criar um ponto de referência para possibilitar a extração de atributos. Uma análise de textura foi realizada utilizando a abordagem proposta por Haralick. Para caracterização de forma, também foram calculados os momentos invariantes definidos por Hu e os momentos centrais para cada disco. A classificação do grau de degeneração foi realizada utilizando uma rede neural artificial e o conjunto de atributos extraídos de cada disco. Uma taxa média de acerto na classificação de 87%, com erro padrão de 6,59% e uma área média sob a curva ROC (Receiver Operating Characteristic) de 0,92 indicam o potencial de aplicação dos algoritmos desenvolvidos como ferramenta de apoio ao diagnóstico da degeneração do disco intervertebral. / The intervertebral disc is a structure whose function is to receive, absorb and transmit the impact loads imposed on the spine. Increasing age and the posture adopted by the individual can lead to degeneration of the intervertebral disc. Currently, Magnetic Resonance Imaging (MRI) is considered the best and most sensitive noninvasive method to imaging evaluation of the intervertebral disc. In this work were developed methods for quantitative computer-aided diagnosis of the intervertebral disc degeneration in MRI T2 weighted images of the lumbar column according to Pfirrmann scale, a semi-quantitative scale with five degrees of degeneration. The algorithms were tested on a dataset of 300 images obtained from 102 subjects with varying degrees of degeneration. Binary masks manually segmented of the discs were used to calculate their centroids, to create a reference point to enable extraction of attributes. A texture analysis was performed using the approach proposed by Haralick. For the shape characterization, invariant moments defined by Hu and central moments were also calculated for each disc. The rating of the degree of degeneration was performed using an artificial neural network and the set of extracted attributes of each disk. An average rate of correct classification of 87%, with standard error 6.59% and an average area under the ROC curve (Receiver Operating Characteristic) of 0.92 indicates the potential application of the algorithms developed as a diagnostic support tool to the degeneration of the intervertebral disc.

O disco intervertebral é uma estrutura cuja função é receber, amortecer e distribuir o impacto das cargas impostas sobre a coluna vertebral. O aumento da idade e a postura adotada pelo indivíduo podem levar à degeneração do disco intervertebral. Atualmente, a Ressonância Magnética (RM) é considerada o melhor e mais sensível método não invasivo de avaliação por imagem do disco intervertebral. Neste trabalho foram desenvolvidos métodos quantitativos computadorizados para auxílio ao diagnóstico da degeneração do disco intervertebral em imagens de ressonância magnética ponderadas em T2 da coluna lombar, de acordo com a escala de Pfirrmann, uma escala semi-quantitativa, com cinco graus de degeneração. Os algoritmos computacionais foram testados em um conjunto de dados que consiste de imagens de 300 discos, obtidos de 102 indivíduos, com diferentes graus de degeneração. Máscaras binárias de discos segmentados manualmente foram utilizadas para calcular seus centroides, visando criar um ponto de referência para possibilitar a extração de atributos. Uma análise de textura foi realizada utilizando a abordagem proposta por Haralick. Para caracterização de forma, também foram calculados os momentos invariantes definidos por Hu e os momentos centrais para cada disco. A classificação do grau de degeneração foi realizada utilizando uma rede neural artificial e o conjunto de atributos extraídos de cada disco. Uma taxa média de acerto na classificação de 87%, com erro padrão de 6,59% e uma área média sob a curva ROC (Receiver Operating Characteristic) de 0,92 indicam o potencial de aplicação dos algoritmos desenvolvidos como ferramenta de apoio ao diagnóstico da degeneração do disco intervertebral. / The intervertebral disc is a structure whose function is to receive, absorb and transmit the impact loads imposed on the spine. Increasing age and the posture adopted by the individual can lead to degeneration of the intervertebral disc. Currently, Magnetic Resonance Imaging (MRI) is considered the best and most sensitive noninvasive method to imaging evaluation of the intervertebral disc. In this work were developed methods for quantitative computer-aided diagnosis of the intervertebral disc degeneration in MRI T2 weighted images of the lumbar column according to Pfirrmann scale, a semi-quantitative scale with five degrees of degeneration. The algorithms were tested on a dataset of 300 images obtained from 102 subjects with varying degrees of degeneration. Binary masks manually segmented of the discs were used to calculate their centroids, to create a reference point to enable extraction of attributes. A texture analysis was performed using the approach proposed by Haralick. For the shape characterization, invariant moments defined by Hu and central moments were also calculated for each disc. The rating of the degree of degeneration was performed using an artificial neural network and the set of extracted attributes of each disk. An average rate of correct classification of 87%, with standard error 6.59% and an average area under the ROC curve (Receiver Operating Characteristic) of 0.92 indicates the potential application of the algorithms developed as a diagnostic support tool to the degeneration of the intervertebral disc.