Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2162.pdf: 2859680 bytes, checksum: 1ac25f610994c5304705349cb7684259 (MD5) Previous issue date: 2008-10-10 / Universidade Federal de Minas Gerais / (resumos divididos nos capítulos)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseARRL.pdf: 2887620 bytes, checksum: f9805339ae9291b11000e1a896f6b3f2 (MD5) Previous issue date: 2005-10-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / The purpose of this study was to evaluate the effect of the combined use of functional electrical stimulation (FES) and treadmill training with body weight support (BWS) in walking functions and voluntary limb control in chronic hemiparetic patients. Eight hemiparetic individuals (mean age, 56.6 ± 10.26 years) were evaluated in the present clinical trial. The stroke interval was 17.3 ± 10.9 months. The stroke etiology of the subjects was ischemia (75%) or haemorrhage (25%) in the middle cerebral artery region. An A1-B-A2 single-case study design was applied. Phases A1 and A2: three weeks of gait training on a treadmill with body weight support, and phase B: three weeks of treadmill training plus FES. FES was applied to the peroneal nerve to improve ankle dorsiflexion during the swing phase and heel strike on the initial floor contact. Stroke Rehabilitation Assessment of Movement (STREAM, 0-60) was used to assess motor recovery. Kinematical analysis was used to assess cycle length (m); cycle duration (s); gait velocity (m/s); stance duration (s); swing duration (s) and cadence (steps/min). The results showed substantial improvement in the motor functions during phase B (from 54.9% to 71.0%). The space-temporal variables of cycle duration, stance and cycle cadence as well as cycle symmetry presented improvements when compared to treadmill training with BWS but without FES (p<0.01). The combined use of FES and treadmill training with BWS promoted an improvement in the motor recovery and gait pattern of hemiparetic subjects and could be used during gait rehabilitation. The purpose of this study was to investigate the effects of uphill treadmill inclination in the gait of ambulatory subjects with hemiparesis. Fourteen individuals (mean age 64.3±14.56 years) were evaluated in the present trial. The stroke etiology of the subjects was supratentorial ischemia (12 cases) or haemorrhage (2 cases). Gait analysis was performed during each experimental condition (floor walking and uphill treadmill walking of 0, 2, 4, 6 and 8%). The space-temporal variables, gait line, cyclogram, force graphs and vertical ground reaction forces during initial contact, midstance and toe-off, and muscular activity were recorded by Infotronic Ultraflex System. Muscular activity recordings were obtained for the following muscles on the subjects paretic side: tibialis anterior, medial belly of gastrocnemius, biceps femoris, vastus lateralis, vastus medialis, gluteus medius and erector spinae. Heart rate was also monitored during each experimental condition. The results showed that uphill treadmill improved the heart rate from 82.6±11.0 bpm to 97.7±20.2 bpm as the treadmill inclination improved to 8%. Spacetemporal variables were not significantly affected by the uphill walking while velocity remained steady. EMG amplitude of gastrocnemius decreased while vastus lateralis and biceps femoris increased with slope. We conclude that treadmill inclination would have some beneficial effect on the subjects general fitness and could be used during stroke rehabilitation when the patient motor condition does not allow the increase of gait velocity. However, gait ability in stroke patients changes within certain limits during uphill treadmill. / Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do treino em esteira com suporte parcial de peso (SPP) associado à estimulação elétrica funcional (EEF) na marcha e controle motor de sujeitos hemiparéticos crônicos. Foram avaliados oito sujeitos hemiparéticos (média de idade de 56.6 ± 10.26 anos). O intervalo de lesão foi de 17.3 ± 10.9 meses e a etiologia da lesão foi isquemia (75%) e hemorragia (25%) na região da artéria cerebral média. Utilizou-se o modelo A1-B-A2 da seguinte forma: Fases A1 e A2: três semanas de treino de marcha em esteira com SPP e fase B: três semanas de treino de marcha em esteira com SPP combinado à EEF. A eletroestimulação funcional foi aplicada no nervo fibular para melhorar a dorsiflexão durante a fase de balanço e contato inicial do calcanhar com o solo. O protocolo de Avaliação da Reabilitação Motora após Acidente Vascular Cerebral (0-60) foi usado para avaliar a recuperação motora dos sujeitos. O comprimento do ciclo (m); duração do ciclo (s); velocidade da marcha (m/s); duração do tempo de apoio (s); duração do tempo de balanço (s) e cadência (passos/min) foram avaliados através da análise cinemática. Os resultados mostraram uma considerável melhora nas funções motoras durante a fase B (de 54.9% para 71.0%). As variáveis espaço-temporais duração do ciclo, tempo de apoio e cadência, assim como simetria do ciclo apresentaram melhora mais efetiva durante o treino em esteira com SPP associado à EEF (p<0.01). O treino em esteira com SPP combinado com EEF promoveu melhora na recuperação motora e no padrão de marcha de sujeitos hemiparéticos e pode ser usado durante a reabilitação da marcha. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da inclinação da esteira na marcha de sujeitos hemiparéticos. Participaram do estudo 14 sujeitos hemiparéticos (média de idade 64.3±14.56 anos). Seis indivíduos eram portadores de hemiparesia direita e oito de hemiparesia esquerda e a média do intervalo compreendido entre a lesão a avaliação foi de 7.1±1.7 semanas. A etiologia da lesão foi isquemia (12 casos) ou hemorragia (2 casos) na região supratentorial. A análise da marcha foi realizada em cada condição experimental, ou seja, durante a marcha sobre o solo, e sobre a esteira com inclinação de 0, 2, 4, 6 e 8%. As variáveis espaço-temporais da marcha, linha da marcha, ciclograma, gráficos de força, assim como a força de reação vertical ao solo, durante o contato inicial, apoio médio e contato final, e eletromiografia foram coletados com a ajuda do sistema Infotronic Ultraflex. A eletromiografia foi realizada nos seguintes músculos do lado hemiparético: tibial anterior, gastrocnêmio (porção medial), bíceps femoral, vasto lateral, vasto medial, glúteo médio e eretor espinhal. A freqüência cardíaca dos sujeitos foi monitorada em cada condição experimental. Os resultados deste estudo mostraram que o uso da esteira inclinada provocou o aumento da média da freqüência cardíaca dos sujeitos de 82.6±11.0 bpm para 97.7±20.2 bpm, após caminharem em esteira com inclinação de 8%. Não houve melhora importante nas variáveis espaço-temporais da marcha, uma vez mantida a velocidade e utilizado um percentual mínimo de suporte parcial de peso. A inclinação da esteira causou redução na intensidade da contração do músculo gastrocnêmio e aumento na intensidade de contração dos músculos vasto lateral e bíceps femoral. Conclui-se que a marcha sobre esteira com inclinação favorece a condição cardiovascular de sujeitos hemiparéticos e pode ser utilizada por indivíduos que não possuem condições motoras que permitam o aumento da velocidade da marcha. Entretanto a habilidade da marcha em sujeitos hemiplégicos se altera dentro de certas limitações durante marcha sobre superfícies inclinadas.

O músculo esquelético é o tecido mais abundante do organismo, é importante em diversas habilidades básicas nas atividades de vida diária, como: movimento, postura corporal e respiração, além de outros processos fisiológicos importantes para manutenção do equilíbrio metabólico e defesa imunológica. Para se manter em adequado funcionamento, o músculo esquelético possui uma alta plasticidade, remodelando sua estrutura e função de acordo com as exigências do ambiente. Os microRNAs são pequenos RNAs não codificadores de proteínas que podem regular a expressão gênica a nível pós-transcricional. Nas últimas décadas o conhecimento dos microRNAs na biologia do músculo esquelético vem abrindo portas para novas abordagens que visam otimizar a boa saúde da musculatura esquelética. Neste trabalho, nosso principal objetivo foi identificar e caracterizar microRNAs com potencial de modulação da regeneração e massa muscular esquelética. Utilizamos uma análise in silico para identificar os microRNAs que tem como alvo predito genes associados a vias que regulam a regeneração e massa muscular, em seguida manipulamos in vitro (células C2C12) e in vivo (camundongos C57BL/6) a expressão desses microRNAs, analisando a expressão desses genes e as consequências nas células e no tecido muscular. Na primeira parte deste trabalho, analisamos a hipótese de que certos microRNAs poderiam regular a expressão de MuRF1 e MuRF2 (E3-ligase importantes para o processo de regeneração muscular). Identificamos os microRNAs miR-29c e miR-101a que têm como alvo predito MuRF1, e miR-133a e miR-133b que tem como alvo predito MuRF2. MuRF1 é induzido nos primeiros estágios do processo de regeneração muscular e seus miRs potencialmente reguladores são reprimidos durante esse processo. A superexpressão de miR-29c e miR-101a reduz a expressão de MuRF1 em células C2C12, enquanto que, em um ensaio de luciferase, validamos MuRF1 como alvo direto apenas do miR-29c. Além disso, a superexpressão de miR-29c durante a diferenciação de células C2C12 promove a miogênese, com aumento do diâmetro e índice de fusão de miotubos, enquanto que a superexpressão do miR-101a provocou uma redução no diâmetro dos miotubos. Na segunda parte deste trabalho, identificamos in silico o miR-29c como um potencial regulador da massa muscular esquelética, em seguida através de um método de entrega gênica por meio de eletroporação, superexpressamos o miR-29c no músculo de camundongos. A superexpressão do miR-29c, promoveu um aumento da massa e do número de sarcomeros em serie, com ganho de força e função no músculo e esse efeito foi acompanhado de um remodelamento tecidual com aumento do número de células satélite ativadas. Tomados juntos, nossos resultados revelam que o miR-29c tem um efeito hipertrófico com ganho de função. A superexpressão deste microRNA pode ser uma ferramententa útil para futuras abordagens terapêuticas que visem a manipulação da massa muscular esquelética. / The skeletal muscle is the body most abundant tissue. It plays an important role in daily life activities, such as movement, posture, and breathing. In addition, this tissue is crucial at physiological processes like metabolic equilibrium and immune defense. The substantial adaptability in response to environmental change marks skeletal muscle as a plastic organ. This plasticity could be coordinated by microRNAs, those are small non-protein-coding RNAs that regulate post-transcriptional gene expression. This knowledge has fostered new approaches that aim to optimize the skeletal muscle health. Thus, in this work, we intended to identify and characterize microRNAs that modulate the muscle mass and the regeneration process. An in silico analyses has allowed the identification of microRNAs who possibly bind genes from pathways of skeletal muscle mass control and regeneration. After, we manipulated the expression of those microRNAs on C2C12 cells and C57BL/6 mice. Finally, we measured the transcriptional levels of target genes and the impact of these alterations on the cells and on muscle tissue. In the first section of this work, we hypothesized that microRNAs could regulate MURF1 and MURF2 expression, both E3-ligases important for the regeneration process. In our analysis, MURF1 was a predictable target of miR-29c and miR-101a while for MURF2 were identified miR-133a and 133b. During the regeneration process, MURF1 is up-regulated and its predicted target microRNAs are downregulated. In this context the hyperexpression of both miR-29c and miR-101a in C2C12 cells induced MURF1 down-regulation. Furthermore, miR-29c promotes myogenesis with an increase in myotubes diameter and fusion index. In contrast, miR-101a expression reduces myotubes diameter with no change at the fusion index. Lastly, luciferase assay validated only miR-29c directly target MURF1 3`UTR. In the second section of this work, we identified miR-29c as a potential regulator of skeletal muscle mass. Then through gene delivery by electroporation, we induce miR-29c overexpression in mice skeletal muscle. This procedure promoted an increase in muscle mass as well as a gain in strength, endurance and sarcomere number, furthermore the number of activated satellite cells. Taken together our results found that miR-29c has a hypertrophic effect with gain in muscle function. Thus, the overexpression of this microRNA could be a useful tool for future therapeutics that manipulate muscle mass.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2133.pdf: 3477721 bytes, checksum: f34adaf38055f1196a4ab12f47e94877 (MD5) Previous issue date: 2008-10-16 / Universidade Federal de Minas Gerais / Recovery denervated skeletal muscles is a challenge to rehabilitation. The degenerative changes on muscle tissue due to denervation cause muscle fiber atrophy and force generating incapacity impairing the individual daily life activities. Design strategies to treat denervated muscles are important to Physical Therapy. Electrical stimulation (ES) is a resource largely recommended to treat denervated muscles in humans, nevertheless, its effects and mechanisms on muscle adaptation are unclear. The aim of this thesis was to evaluate the effects of ES, applied as used in clinical-like situations, e.g., during single sessions, using surface electrodes and considering the changes in muscle excitability, on the denervated skeletal muscle adaptation in rat. The characterization of the muscle excitability pattern was used to choose the best electrical parameters. Histochemistry and immunohistochemistry tecnics were used to verify the morphology of denervated muscles submitted to ES. Furthermore, the real time polymerase chain reaction (PCR) analysis was used to evaluate the expression of important muscular genes, such as myoD, atrogin-1, metalloproteinase-2 and myostatin. ES was able to regulate many genes on rat denervated muscles; however ES neither avoid muscle fiber atrophy nor detain connective tissue proliferation in theses muscles. The results of this thesis have brought significative contributions to understand the mechanisms of ES, as recommended in rehabilitation, on denervated muscle. / Recuperar o músculo esquelético desnervado é um desafio para a reabilitação. As modificações degenerativas no tecido muscular decorrentes da desnervação causam atrofia das fibras musculares e perda na capacidade de geração de força prejudicando as atividades de vida diária do indivíduo. Desenvolver estratégias de tratamento destes músculos é importante para a Fisioterapia. A estimulação elétrica (EE) é um recurso amplamente utilizado no tratamento de músculos desnervados em seres humanos, contudo seus efeitos e mecanismos de atuação sobre a adaptação muscular ainda não são claros. O objetivo desta tese foi avaliar os efeitos da EE, aplicada como recomendada na prática clínica, isto é, em sessões de tratamento, usando eletrodos de superfície e considerando as alterações de excitabilidade muscular, sobre a adaptação do músculo esquelético desnervado em ratos. A caracterização do padrão de excitabilidade muscular foi utilizada para a escolha dos parâmetros elétricos. Técnicas de histoquímica e imunohistoquímica foram usadas para averiguar a morfologia dos músculos desnervados submetidos ao tratamento elétrico. Além disso, a análise da reação em cadeia de polimerase (PCR) em tempo real foi utilizada para avaliar a expressão de importantes genes musculares, como myoD, atrogina-1, metaloproteinase-2 de matriz e miostatina. A EE é capaz de regular a expressão de diversos genes no músculo desnervado de rato, contudo ela não detém a atrofia das fibras musculares e nem impede a proliferação de tecido conjuntivo nestes músculos. Os resultados desta tese trouxeram significativa contribuição para o entendimento dos mecanismos de ação da EE, como preconizado na reabilitação, sobre o músculo desnervado.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3957.pdf: 2895420 bytes, checksum: 6582876d42cf86a1b96fcbcd3db2a9c4 (MD5) Previous issue date: 2011-11-29 / Universidade Federal de Minas Gerais / The joint inflammation is a frequent cause of activity limitation in daily life of the population. Usually, this condition also affects the muscles that are functionally related to the inflamed joint. The possible relationship between joint inflammation and the expression of genes related to muscle atrophy, differentiation and growth and muscle mass control in muscles functionally related to the inflamed joint, has not been studied. The aim of this thesis was to evaluate the effect of the tibiotarsical joint inflammation, induced by carrageenan, on the expression of genes related to muscle atrophy (atrogin-1 and MuRF-1), growth and differentiation (MyoD), muscle mass regulation (myostatin), and proinflammatory factors (p38MAPK, NFkB and TNF-alpha); and the expression of TNF-alpha protein in the tibialis anterior (TA) and soleus rat muscle. Changes in the muscle fiber cross-sectional area (CSA) were also evaluated. Wistar rats were randomly divided into four periods (2 days, 7 days and 15 days) and were assigned into four groups within each experimental period: Control, Sham, Inflammation and Immobilization. Real-time polymerase chain reaction, Western blot, immunofluorescence and muscle fiber CSA analyses were performed. The joint inflammation altered the mRNA levels of genes related to muscle atrophy, growth and differentiation, muscle mass regulation and proinflammatory factors in TA and soleus rat muscle after 2, 7, and 15 day. The joint inflammation increased the TNF-alpha protein expression only in the TA muscle at 7 days. The muscle fiber CSA was reduced in the TA at 7 days and, in the soleus muscle at 7 and 15 days. In both muscles TA and soleus, acute joint inflammation was able to stimulate the molecular pathway related to muscle atrophy with no reduction in AST fibers. Conversely, the chronic joint inflammation led to a differential response according to the muscle studied. In the TA muscle, the muscle fiber CSA reduction was related to the proteolytic pathway, while in the soleus, the muscle atrophy occurred without overexpression of genes related to the classical proteolysis pathway. These results suggest that, in soleus muscle, the atrophy could be mediated by other pathway than the ubiquitin-proteasome; suggesting the importance of the decreased protein synthesis in the reduction of protein content in the skeletal muscle. In addition, joint effusion also induced changes in gene expression, although without changes in the muscle fiber CSA. The results of this thesis have clinical relevance and indicate the importance of therapeutic interventions with the attempt to reduce the deleterious effects on muscles related to an inflamed joint. / A inflamação articular é uma causa frequente de limitação nas atividades de vida diária da população. Geralmente essa afecção afeta também os músculos que estão funcionalmente relacionados à articulação inflamada. A possível relação entre a inflamação articular e a expressão de genes relacionados à atrofia muscular, diferenciação e crescimento muscular e com o controle da massa em músculos funcionalmente relacionados à articulação inflamada, ainda não foram estudadas. O objetivo desta tese foi avaliar o efeito da inflamação aguda e crônica da articulação tíbio-társica induzida por carragenina, sobre a expressão de genes musculares relacionados à atrofia (atrogina-1 e MuRF-1), diferenciação e crescimento (MyoD), regulação da massa muscular (miostatina), e fatores próinflamatórios (TNF-alfa, p38MAPK e NFkB) nos músculos TA e sóleo de rato. Foram também avaliadas a expressão da proteína TNF-alpha e a área de secção transversa (AST) das fibras musculares. Ratos Wistar foram distribuídos em três períodos experimentais 2, 7 e 15 dias. Em cada período experimental os animais foram distribuídos em 4 grupos: Controle, inflamação, sham, imobilização. Foram realizadas análises da AST nos músculos TA e sóleo, da reação em cadeia de polimerase (PCR) em tempo real para todos os genes, e análise da expressão da proteína TNF-alpha com as técnicas Western blot e immunofluorescência. A inflamação articular gerou mudanças nos níveis de RNAm dos genes relacionados com a atrofia muscular, diferenciação e crescimento, regulação da massa muscular e de fatores pró-inflamatórios no músculo TA e sóleo de ratos, nos dias 2, 7 e 15. A inflamação articular também aumentou a expressão da proteína TNF-alfa apenas no músculo TA no dia 7. A AST das fibras musculares foi reduzida no TA nos dia 7, e no músculo sóleo nos dias 7 e 15. Em conclusão, em ambos os músculos TA e sóleo, a inflamação articular aguda estimulou a via molecular envolvida na atrofia muscular, sem redução na AST das fibras. Contrariamente, a inflamação articular crônica levou a um padrão de resposta diferente segundo o músculo analisado. No músculo TA, a redução na AST das fibras esteve relacionando com a atividade da via proteolítica, enquanto no sóleo, a atrofia muscular acorreu sem aumento na expressão de genes relacionados com a clássica via de degradação de proteína. Estes resultados sugerem que no músculo sóleo a atrofia pode ter sido regulada por outra via diferente da ubiquitina-proteosoma; indicando a importância que possui a redução da síntese protéica no controle do conteúdo total de proteína no músculo esquelético. Os resultados desta tese têm relevância clinica e orientam sobre a importância de utilizar recursos terapêuticos visando diminuir o efeito deletério que se sucedem nos músculos relacionados com uma articulação inflamada.