Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-06T16:58:42Z No. of bitstreams: 1 Afrânio Ferreira Evangelista Avaliação...2014.pdf: 2792913 bytes, checksum: 154973247ed482dbfeac342e4b641d7c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-06T17:00:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Afrânio Ferreira Evangelista Avaliação...2014.pdf: 2792913 bytes, checksum: 154973247ed482dbfeac342e4b641d7c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-06T17:01:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Afrânio Ferreira Evangelista Avaliação...2014.pdf: 2792913 bytes, checksum: 154973247ed482dbfeac342e4b641d7c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T17:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Afrânio Ferreira Evangelista Avaliação...2014.pdf: 2792913 bytes, checksum: 154973247ed482dbfeac342e4b641d7c (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / O diabetes é uma doença de alta prevalência que, frequentemente, induz o comprometimento do sistema nervoso periférico. Na neuropatia diabética periférica, os sintomas mais encontrados são os sensitivos, no qual a dor neuropática, condição crônica caracterizada por alodinia e hiperalgesia, é a mais debilitante. Esta, prejudica a qualidade de vida do paciente, sendo muitas vezes não responsiva aos métodos farmacológicos convencionais de tratamento. Diante desse panorama, o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas que possuam ação efetiva neste tipo de dor é de grande relevância. O uso da terapia celular no tratamento de lesões do sistema nervoso tem demonstrado resultados promissores e o potencial terapêutico de células-tronco na neuropatia experimental tem sido proposto. Neste estudo, avaliou-se o efeito de células-tronco mesenquimais derivadas da medula óssea (CMsMO) na neuropatia diabética periférica estabelecida em modelo experimental de diabetes induzido por estreptozotocina (ETZ). Quatro semanas após a indução do modelo por ETZ (80 mg/kg; ip; 3 dias consecutivos), os animais receberam uma administração endovenosa de CMsMO (1 x 106) ou veículo. O tratamento com gabapentina (30 mg/kg; v.o. a cada 12 horas durante seis dias consecutivos) foi usado como padrão ouro. Os limiares nociceptivos térmico e mecânico foram avaliados durante todo o período experimental (90 dias), pelos métodos de hargreaves e von Frey. A avaliação da função motora foi realizada pelo teste de rota-rod. Em diferentes tempos e para todos os grupos experimentais, foram realizadas coletas de segmentos da medula espinal (L4-L5) para dosagem de citocinas por ELISA e segmentos do nervo isquiático foram também coletados para avaliação de alterações morfológicas por microscopia óptica e eletrônica de transmissão. Os dados comportamentais demonstraram que o tratamento com CMsMO reduziu a mecanoalodinia e a hipoalgesia térmica, levando os limiares nociceptivos de animais neuropáticos a níveis similares aos de animais não neuropáticos. Do mesmo modo, a administração de CMsMO normalizou a função motora dos animais neuropáticos. Dados de microscopia mostraram que animais neuropáticos apresentaram atrofia axonal, redução do número de fibras mielínicas e aparente redução do numero de fibras amielínicas no nervo isquiático. Animais neuropáticos tratados com CMsMO tiveram menor ocorrência de atrofia axonal e não apresentaram redução do numero de fibras mielínicas ou amielínicas, em relação aos neuropáticos tratados com salina. Além disso, animais neuropáticos tratados com CMsMO apresentaram menores níveis espinais de IL-1β e TNF-α, e maiores de IL-10 e TGF-β, em relação aos animais neuropáticos não tratados. Esse conjunto de resultados indica que CMsMO produzem efeito antinociceptivo duradouro na neuropatia diabética, seguido de modificações no padrão fisiopatológico da doença, o que aponta a terapia celular como uma interessante alternativa para o controle da neuropatia diabética periférica dolorosa. / Diabetes is a highly prevalent disease which frequently compromises the peripheral nervous system. In peripheral diabetic neuropathy, the most frequent symptoms are sensitive, in which the neuropathic pain, chronic condition characterized by allodynia and hyperalgesia, is the most debilitating. Neuropathic pain affects the quality of patients’ lives, and is often not responsive to pharmacological conventional treatment methods. Against this background, the development of new therapeutic approaches that have an effective action in this type of pain is of great importance. The use of cell therapy in the treatment of lesions in the nervous system has shown promising results and the therapeutic potential of stem cells in experimental neuropathy has been proposed. In this study, we evaluated the effect of mesenchymal stem cells derived from bone marrow (CMsMO) in peripheral diabetic neuropathy established in experimental model of streptozotocin (STZ) induced diabetes in mice. Four weeks after the induction of the model by administration of STZ (80 mg/kg, ip; 3 days) the animals received an CMsMO by intravenous administration (1x106) or vehicle. The treatment with gabapentin (30 mg/kg, orally every 12 hours for six days) was used as the gold standard. The thermal and mechanical nociceptive thresholds were assessed throughout the entire experimental period (90 days), using Hargreaves and von Frey methods, respectively. Motor function evaluation of was conducted using the rotarod test. At different times, were analyzes conducted in spinal cord segments (L4-L5) to determine cytokines profile by ELISA. Sciatic nerve segments were also collected for evaluation of morphological changes by optical and electron transmission microscopy. According to the behavioral data, the CMsMO treatment reduced the mecanoalodinia and the thermal hypoalgesia, leading nociceptive thresholds of neuropathic animals to levels similar to those of non-neuropathic animals. Similarly, CMsMO administration normalized motor function of neuropathic animals. Microscopy data demonstrated that neuropathic animals had axonal atrophy and an apparent decrease of the number of myelinated fibers as well a reduction in the number of unmyelinated fibers in the sciatic nerve, but neuropathic animals treated with CMsMO had a lower incidence of axonal atrophy, showed no decrease in the number of myelinated fibers and no apparent decrease in the amount of unmyelinated fibers in relation to neuropathics treated with saline. Furthermore, neuropathic animals treated with CMsMO presented lower levels of spinal IL-1β and higher levels of TNF-α, and IL-10 and TGF-β compared to neuropathic animals that received saline. These data indicate that CMsMO produces a lasting analgesic effect in diabetic neuropathy, followed by changes in the pathophysiological disease pattern, which indicates cell therapy as an interesting alternative for the control of painful peripheral diabetic neuropathy.

A investigação de parâmetros biomecânicos no movimento humano tem trazido importantes discussões sobre a função do sistema músculo-esquelético e o controle deste movimento. O andar humano é um dos comportamentos motores mais investigados pela biomecânica e seus aspectos mecânicos contribuem de forma a caracterizar, identificar e intervir em situações patológicas. A investigação de parâmetros dinâmicos, cinemáticos e eletromiográficos na marcha patológica pode beneficiar de forma significativa a compreensão dos mecanismos de controle do andar e as alterações compensatórias geradas, assim como contribuir nas intervenções terapêuticas e preventivas em sujeitos portadores de alguma doença que acometa o sistema músculo-esquelético. No presente estudo, buscou-se descrever e interpretar, sob a perspectiva da biomecânica, o andar em cadência auto-selecionada de sujeitos diabéticos neuropatas em esteira rolante, considerando os parâmetros dinâmicos, temporais, espaciais e eletromiográficos durante a fase de apoio. Investigou-se também aspectos sensoriais plantares e motores a fim de caracterizar os sujeitos neuropatas e controles estudados. Valores da sensibilidade somatossensorial e limiares de tolerância à dor nos sujeitos diabéticos neuropatas apresentaram significativamente maiores em relação ao grupo de sujeitos controle estudado, valores considerados fora do padrão de normalidade esperado. A cadência autoselecionada e a velocidade obtida na esteira rolante foram significativamente menores durante o andar dos neuropatas em relação aos sujeitos controle. Os tempos de apoio simples, duplo, comprimento da passada e do passo durante a marcha nos sujeitos diabéticos neuropatas apresentaram-se significativamente maiores em relação ao grupo controle. Foram observados menores picos de força vertical nos sujeitos neuropatas e menores deflexões da força vertical, conseqüências secundárias da estratégia de redução da velocidade do andar em neuropatas que buscam um padrão mais conservativo e estável do seu andar. As respostas eletromiográficas dos músculos da perna e coxa apresentaram-se com menores magnitudes e com picos de ativação atrasados em relação ao padrão normal de recrutamento, especialmente o m. tibial anterior bilateralmente nos neuropatas. Interpreta-se tal fato como uma provável alteração no mecanismo de controle central e/ou periférico da marcha em sujeitos diabéticos neuropatas decorrente dos déficits sensoriais periféricos e motores conseqüentes da doença investigada. O mecanismo de redução de choques na marcha apresentou-se de forma ineficiente em função das respostas atrasadas eletromiográficas tanto de m. vasto lateral, quanto de m. tibial anterior. Conclui-se que a neuropatia diabética periférica acomete não só respostas somatossensoriais e motoras periféricas mas também mecanismos intrínsecos de controle modificando a eficiência do tornozelo em seu papel na marcha, comprometendo desta forma alguns dos principais requisitos para o andar que são a progressão e o equilíbrio / Biomechanical investigation of the human movement has been bringing important discussions about the musculoskeletal system functions and the control of movement. The human walking is one of the most studied motor behaviors and its mechanical aspects contribute to characterize, identify, and intervene in pathological conditions. Dynamic, kinematic, and electromyographic analyses of pathological gait can significantly help the comprehension of the control mechanism of gait and its compensatory alterations. These analyses can also contribute to therapeutic and preventive interventions in patients whose walking behavior is altered due to some disease that accomplish the neuromotor system. In the present study, we described and interpreted self-cadence walking in a treadmill of neuropathic diabetic subjects under biomechanical considerations, such as dynamic, temporal, spatial, and electromyographic analysis during stance phase. We also studied sensorial and motor aspects in order to characterize the neuropathic and control subjects. The somatossensorial responses and pain tolerance threshold in the neuropathic subjects were significantly higher and considered away from the normal patterns. The self-cadence and the treadmill velocity were significantly lower in neuropathic gait. Single and double stance time, stride and step length were significantly higher during neuropathic gait. The neuropathic subjects showed lower vertical force peaks and lower deflections of vertical force and those findings were secondary consequences of the conservative strategy of lowering the gait velocity adopted by the neuropathic in order to reach a more stable locomotor pattern. The electromyographic responses of the thigh and leg muscles in neuropathic subjects showed lower magnitudes and were delayed comparing to the normal recruitment pattern, specially the anterior tibialis muscle right and left. These findings lead us to conclude that probably central and/or peripheral control mechanisms of the gait of neuropathic diabetic patients are altered due to somatossensorial and motor deficits. The mechanism of load reduction during walking was considered inefficient because of the activation delay of the lateral vastus and anterior tibialis muscles. We conclude that the peripheral diabetic neuropathy damages not only somatossensorial and motor sources but also intrinsic mechanisms of motor control leading to alterations in the ankle efficiency in gait. This resulting distal inefficiency compromises some of the principal requirements to gait, which are progression and balance

A investigação de parâmetros biomecânicos no movimento humano tem trazido importantes discussões sobre a função do sistema músculo-esquelético e o controle deste movimento. O andar humano é um dos comportamentos motores mais investigados pela biomecânica e seus aspectos mecânicos contribuem de forma a caracterizar, identificar e intervir em situações patológicas. A investigação de parâmetros dinâmicos, cinemáticos e eletromiográficos na marcha patológica pode beneficiar de forma significativa a compreensão dos mecanismos de controle do andar e as alterações compensatórias geradas, assim como contribuir nas intervenções terapêuticas e preventivas em sujeitos portadores de alguma doença que acometa o sistema músculo-esquelético. No presente estudo, buscou-se descrever e interpretar, sob a perspectiva da biomecânica, o andar em cadência auto-selecionada de sujeitos diabéticos neuropatas em esteira rolante, considerando os parâmetros dinâmicos, temporais, espaciais e eletromiográficos durante a fase de apoio. Investigou-se também aspectos sensoriais plantares e motores a fim de caracterizar os sujeitos neuropatas e controles estudados. Valores da sensibilidade somatossensorial e limiares de tolerância à dor nos sujeitos diabéticos neuropatas apresentaram significativamente maiores em relação ao grupo de sujeitos controle estudado, valores considerados fora do padrão de normalidade esperado. A cadência autoselecionada e a velocidade obtida na esteira rolante foram significativamente menores durante o andar dos neuropatas em relação aos sujeitos controle. Os tempos de apoio simples, duplo, comprimento da passada e do passo durante a marcha nos sujeitos diabéticos neuropatas apresentaram-se significativamente maiores em relação ao grupo controle. Foram observados menores picos de força vertical nos sujeitos neuropatas e menores deflexões da força vertical, conseqüências secundárias da estratégia de redução da velocidade do andar em neuropatas que buscam um padrão mais conservativo e estável do seu andar. As respostas eletromiográficas dos músculos da perna e coxa apresentaram-se com menores magnitudes e com picos de ativação atrasados em relação ao padrão normal de recrutamento, especialmente o m. tibial anterior bilateralmente nos neuropatas. Interpreta-se tal fato como uma provável alteração no mecanismo de controle central e/ou periférico da marcha em sujeitos diabéticos neuropatas decorrente dos déficits sensoriais periféricos e motores conseqüentes da doença investigada. O mecanismo de redução de choques na marcha apresentou-se de forma ineficiente em função das respostas atrasadas eletromiográficas tanto de m. vasto lateral, quanto de m. tibial anterior. Conclui-se que a neuropatia diabética periférica acomete não só respostas somatossensoriais e motoras periféricas mas também mecanismos intrínsecos de controle modificando a eficiência do tornozelo em seu papel na marcha, comprometendo desta forma alguns dos principais requisitos para o andar que são a progressão e o equilíbrio / Biomechanical investigation of the human movement has been bringing important discussions about the musculoskeletal system functions and the control of movement. The human walking is one of the most studied motor behaviors and its mechanical aspects contribute to characterize, identify, and intervene in pathological conditions. Dynamic, kinematic, and electromyographic analyses of pathological gait can significantly help the comprehension of the control mechanism of gait and its compensatory alterations. These analyses can also contribute to therapeutic and preventive interventions in patients whose walking behavior is altered due to some disease that accomplish the neuromotor system. In the present study, we described and interpreted self-cadence walking in a treadmill of neuropathic diabetic subjects under biomechanical considerations, such as dynamic, temporal, spatial, and electromyographic analysis during stance phase. We also studied sensorial and motor aspects in order to characterize the neuropathic and control subjects. The somatossensorial responses and pain tolerance threshold in the neuropathic subjects were significantly higher and considered away from the normal patterns. The self-cadence and the treadmill velocity were significantly lower in neuropathic gait. Single and double stance time, stride and step length were significantly higher during neuropathic gait. The neuropathic subjects showed lower vertical force peaks and lower deflections of vertical force and those findings were secondary consequences of the conservative strategy of lowering the gait velocity adopted by the neuropathic in order to reach a more stable locomotor pattern. The electromyographic responses of the thigh and leg muscles in neuropathic subjects showed lower magnitudes and were delayed comparing to the normal recruitment pattern, specially the anterior tibialis muscle right and left. These findings lead us to conclude that probably central and/or peripheral control mechanisms of the gait of neuropathic diabetic patients are altered due to somatossensorial and motor deficits. The mechanism of load reduction during walking was considered inefficient because of the activation delay of the lateral vastus and anterior tibialis muscles. We conclude that the peripheral diabetic neuropathy damages not only somatossensorial and motor sources but also intrinsic mechanisms of motor control leading to alterations in the ankle efficiency in gait. This resulting distal inefficiency compromises some of the principal requirements to gait, which are progression and balance