Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2719.pdf: 1232540 bytes, checksum: c1a6fcc405feb23c0e04aefc524c6285 (MD5) Previous issue date: 2009-12-11 / Financiadora de Estudos e Projetos / The influence of the Parkinson s disease (DP) on lower limbs coordination during walking is still not completely known. The intra and interlimb coordination are essential during walking and an impairment in the motor control may affect them. On the other hand, studies about the effects of walking training with additional body load in PD are lacking. There is evidence that the increase of body load during treadmill walking improves reflex activity and leg extensor muscle activity, which are impaired in subjects with PD. Furthermore, the PD affects the quality of life of the subjects. For these reasons, two studies were accomplished. The purpose of the Study I was to compare the intralimb and interlimb coordination during walking between subjects with PD and healthy control subjects. Ten subjects with PD (PG) and ten control subjects (CG) were submitted to a clinical evaluation and a gait kinematic evaluation. The PG presented larger stride duration, stance and swing phase durations and smaller stride length, speed, cadence and joint range of motion than CG. The intra and interlimb coordination do not differ significantly between groups. These results indicate that the PG presented spatial-temporal variables and joint range of motion alterations but it was able to adapt to the limitations imposed by the disease and accomplish a functional gait, without undermine the intra and interlimb coordination pattern. The purpose of the Study II was to assess the effects of treadmill walking training with additional body load on the quality of life, motor functions and gait of subjects with PD. Nine subjects with idiopathic PD, in moderate stage, participed in this study. The training program was divided into three phases: treadmill training with additional body load (A1), control condition (conventional physical therapy group) (B) and treadmill training with load again (A2). Each phase lasted six weeks. Both evaluations and training were performed during on-phase of the medication cycle. The results showed an improvement in total score, and mobility, activities of daily life and cognition subscores related to quality of life and an improvement in the motor functions. Significant increase in propulsive forces, stride length, speed, and maximum hip extension during stance were also observed after the training program. In conclusion, the treadmill training with additional body load promoted an improvement in different aspects related to quality of life and in important variables for the maintenance of the functional gait of subjects with PD, and it is a promising alternative to optimize the rehabilitation process in combination with conventional physical therapy. / A influência da doença de Parkinson (DP) sobre a coordenação dos membros inferiores durante a marcha ainda não é bem compreendida. As coordenações intra e intermembros são fundamentais durante a marcha e podem sofrer modificações caso ocorra algum distúrbio no controle do movimento. Por outro lado, estudos sobre os efeitos do treino da marcha com aumento da carga corporal na DP são escassos. Há evidências que o acréscimo de carga durante o treino em esteira melhora a atividade reflexa e a atividade dos músculos extensores da perna, os quais estão prejudicados em sujeitos com DP. Além disso, a DP afeta a qualidade de vida dos sujeitos. Baseado nisso, foram realizados dois estudos. O Estudo I teve como objetivo comparar as coordenações intra e intermembros durante a marcha entre sujeitos com DP e controle saudáveis. Dez sujeitos com DP (GP) e dez sujeitos controle (GC) foram submetidos a uma avaliação clínica e uma avaliação cinemática da marcha. Os resultados mostraram que o GP apresentou maiores durações da passada, do apoio e do balanço e menor comprimento da passada, velocidade, cadência e amplitudes de movimento que o GC. As coordenações intra e intermembros não diferiram significativamente entre os grupos. Assim, o GP apresentou alterações nas variáveis espaço-temporais e amplitudes de movimento articular, porém, os sujeitos foram capazes de se adaptar às limitações impostas pela doença e realizar uma marcha funcional, sem modificar o padrão de coordenação intra e intermembros. O Estudo II teve como objetivo avaliar os efeitos de um treino em esteira com aumento da carga corporal sobre a qualidade de vida, funções motoras e marcha de sujeitos com DP. Nove sujeitos com DP idiopática, em estágio moderado, participaram do estudo. O programa de treino foi dividido em três fases de seis semanas cada: treino da marcha em esteira com um aumento de 10% da carga corporal (A1), condição controle (fisioterapia convencional) (B) e treino em esteira novamente (A2). As avaliações e os treinos foram realizados na fase on do ciclo da medicação. Os resultados mostraram melhora no escore total e nos subitens mobilidade, atividades da vida diária e cognição relacionados à qualidade de vida e melhora das funções motoras. Houve também um aumento nas forças propulsivas, comprimento da passada, velocidade e extensão do quadril após o treino. Concluímos que o treino em esteira com aumento de carga corporal promoveu melhora da qualidade de vida e de variáveis importantes para a manutenção da marcha funcional de sujeitos com DP, mostrando-se uma alternativa promissora para otimizar os processos de reabilitação em combinação com a fisioterapia convencional.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4361.pdf: 2546261 bytes, checksum: 0ea61741466b8717008009085044d937 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / The objective of this longitudinal study was to verify if the treadmill gait training improves the gross motor function in children with cerebral palsy (PC). This study evaluated 18 children with CP separated in two groups according with Gross Motor Function Classification System (GMFCS). To guarantee more homogeneity in the motor conditions two studies had been carried out: study 1 (levels I/II of the GMFCS) and 2 (levels III and IV of the GMFCS). Study 1 was composed for nine children with average of age of nine years and four months (5,7-13,2 years), level I (3 children) and II (6 children) of the GMFCS and study 2 was composed also for nine children with average of age of nine years (4 - 15 years), level III (3 children) and IV (6 children). Studies 1 and 2 had been lead in three phases: baseline, intervention and retention. The intervention phase consisted of treadmill gait training held twice a week in sessions of 25 minutes for six consecutive weeks. At each stage, the participants were evaluated using the Gross Motor Function Measure (GMFM) and 10m Walk Test (WT). In the retention phase, a Satisfaction Questionnaire for parents / caregivers was applied. Study 2 also used Functional Mobility Scale (FMS) to verify the influence of the protocol in functional mobility. In the statistics analysis, the ANOVA was applied in the two studies, separately. ANOVA with repeated measures was applied (group X evaluation) to analyze the total sample of the participants of the two studies. Study 1 showed positive changes in the scores of the GMFM in six participants and the WT-10m in five participants for normal speed and six for fast speed. The ANOVA indicated that it did not have significant difference between the evaluations. The Questionnaire showed that seven parents/caretakers had observed that the children were walking more rectified and that they were changing the steps easily less tired and needed less help. Study 2 showed positive changes in the scores of the GMFM in seven participants and the WT-10m in seven participants for the normal speed and in six for the fast. The ANOVA showed that it did not have significant difference between the evaluations. The Questionnaire showed that all the parents /caretakers had told that their children had started to walk more rectified, eight had reported that they had become less tired to walk the same distance in its daily routine and five had found that they had walked with more easiness and they had needed less help. The ANOVA with repeated measures showed that group levels I/II presented higher scores of the GMFM (p=0,001) and WT-10m in normal speed (p=0,001) and fast (p=0,001). It had difference between the evaluations for the total scores of the GMFM (p=0,019), being that GMFM 2 superior to GMFM 1 (p=0,06). In relation to the WT-10m, only for the fast speed had difference between the evaluations (p=0,027), being that in the after-intervention the average was greater than in the baseline (p=0,027). The protocol showed to significant changes in the motor function of the children with CP levels I/II and III/IV of GMFCS when the two groups had been analyzed jointly for the two applied quantitative measurements. In the analysis of study 1 and 2 separately, we did not find significant statistical results, however performance improvement was evidenced for the most part of the participants of the two groups, suggesting trend the improvement. The treadmill gait training leads to improvement of the gross motor function in children with CP levels I, II, III and IV. / O objetivo deste estudo longitudinal foi verificar se o treino de marcha em esteira melhora a função motora grossa em crianças com paralisia cerebral (PC). Este estudo avaliou 18 crianças com PC sendo estas separadas em dois grupos de acordo com o nível do Gross Motor Function Classification System (GMFCS). Para garantir mais homogeneidade nas condições motoras foram realizados dois estudos: estudo 1 (níveis I e II do GMFCS) e 2 (níveis III e IV do GMFCS). O estudo 1 foi composto por nove crianças com média de idade de nove anos e quatro meses (5,7-13,2 anos), classificadas nos níveis I (3 crianças) e II (6 crianças) do GMFCS; e o estudo 2 foi composto também por nove crianças com média de idade de nove anos (4 - 15 anos), classificadas nos níveis III (3 crianças) e IV (6 crianças). Os estudos 1 e 2 foram conduzidos em três fases: linha de base, intervenção e retenção. A fase de intervenção consistiu do treino de marcha em esteira realizado duas vezes por semana em sessões de 25 minutos por seis semanas consecutivas. Em todas as fases, os participantes foram avaliados usando Gross Motor Function Measure (GMFM) e Teste de caminhada de 10- m (TC). Na fase de retenção, um Questionário de Satisfação para pais/cuidadores foi aplicado. O estudo 2 também utilizou a Functional Mobility Scale (FMS), escala de avaliação usada para verificar a influência do protocolo na mobilidade funcional. Na análise estatística, foi aplicada a ANOVA nos dois estudos, separadamente. Foi aplicada ANOVA com medidas repetidas (grupo X avaliação) para analisar a amostra total dos participantes dos dois estudos. O estudo 1 mostrou mudanças positivas nos escores do GMFM em seis participantes e no TC-10m em cinco participantes para velocidade normal e em seis para velocidade rápida. A ANOVA indicou que não houve diferença significativa entre as avaliações. O Questionário mostrou que sete pais/cuidadores observaram que as crianças estavam andando mais retificadas e que estavam trocando os passos com mais facilidade, se cansavam menos e precisavam de menos ajuda. O estudo 2 mostrou mudanças positivas nos escores do GMFM em sete participantes e no TC-10m em sete participantes para a velocidade normal e em seis para a rápida. A ANOVA mostrou que não houve diferença significativa entre as avaliações. O Questionário mostrou que todos os pais /cuidadores relataram que suas crianças começaram a andar mais retificadas, oito reportaram que elas tornaram-se menos cansadas para andar a mesma distância na sua rotina diária e cinco acharam que andaram com mais facilidade e precisaram de menos ajuda. A ANOVA com medidas repetidas mostrou que o grupo níveis I/II apresentou maiores escores do GMFM (p=0,001) e TC-10m em velocidade normal (p=0,001) e rápida (p=0,001). Houve diferença entre as avaliações para o escore total do GMFM (p=0,019), sendo que o GMFM 2 superior ao GMFM 1 (p=0,006). Em relação ao TC- 10m, somente para a velocidade rápida houve diferença entre as avaliações (p=0,027), sendo que na pós-intervenção a média foi maior que na linha de base (p=0,027). O protocolo mostrou mudanças significativas na função motora das crianças com PC de GMFCS níveis I/II e III/IV quando os dois grupos foram analisados conjuntamente para as duas mensurações quantitativas aplicadas. Na análise do estudo 1 e 2 separadamente, não encontramos resultados estatisticamente significativos, porém melhora de desempenho foi constatada na maior parte dos participantes dos dois grupos, sugerindo tendência a melhora. O treino de marcha em esteira favorece a melhora da função motora grossa em crianças com PC dos níveis I, II, III e IV.

The aim of this study was to investigate whether exercise could improve motor behavioral deficits and alter expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP) in dorsal striatum in a 6-hydroxydopamine (6-OHDA) rat model of Parkinson’s disease (PD). To this end, animals were randomly divided into 4 groups: sham sedentary (SS, n = 7); sham trained (ST, n=8); lesioned sedentary (LS, n=8) and lesioned trained (LT, n = 8). Rats were unilaterally lesioned with 6-OHDA (10 μg/3 μg) injected into the left medial forebrain bundle and sham groups were only injected with vehicle solution. The treadmill training protocol consisted of running with progressive increase in velocity, 5 days/week, during 4 weeks. Behavioral tasks were applied to asses the motor abilities of all animals prior to 6-OHDA injection and at 8th and 29th days post-injection. The tyrosine hydroxylase (TH - in substantia nigra pars compacta) and GFAP (in dorsal striatum) immunostaining was evaluated by semiquantitative analysis of the intensity (optical density - OD). The 6-OHDA lesion decreased the OD of TH and increased the OD of GFAP. In addition, the 6-OHDA lesion increased the number of ipsilateral rotations induced by methylphenidate (40 mg/kg, i.p., 30 min) and caused motor behavioral deficits. On the other hand, the treadmill training resulted in an increase in maximal exercise capacity in both trained groups (ST and LT). The training was able to reduce the number of ipsilateral rotations and ameliorated the motor behavioral deficits on 8th and 29th days postlesion. Interestingly, the exercise led to a significant increase in OD of GFAP in the LT group while there was no such effect in ST group. Our results indicate that treadmill training can improve motor behavioral deficits and suggest that the effects of exercise may be directly or, indirectly, mediated by astrocytes, as an increase in GFAP was observed in the dorsal striatum. Nevertheless, these are the first data showing an increase in GFAP expression post-exercise in this model and further research is needed to determine the precise action of exercise on astrocytes in Parkinson’s disease.

O objetivo desta Tese foi analisar os efeitos do treino de marcha isolado e em combinação com transplante de glia embainhante olfatória (GEO) na recuperação funcional e na plasticidade neuromuscular dependente da atividade em um modelo experimental de paraplegia. Para tanto, foram realizados 2 experimentos. No 1º experimento foi realizada completa transecção da medula espinal (TME) em ratos Wistar adultos e após 5 dias iniciou-se um protocolo de 9 semanas de treino de marcha em esteira com suporte de peso corporal. No 2º experimento, os animais receberam, imediatamente após a TME, transplante de células gliais embainhantes olfatórias (GEO) e, como no primeiro experimento, iniciaram o treino de marcha 5 dias após a lesão/transplante. Durante o período dos experimentos, estudos comportamentais para acompanhamento da recuperação da função sensório-motora dos animais foram periodicamente realizados. Além disso, ao término da fase de treinamento (10 semanas após a lesão/transplante), análises histológicas e bioquímicas foram realizadas em amostras de tecido retiradas da medula espinal e músculo sóleo. Os resultados mostram que o treino de marcha em esteira promove melhora da função sensório-motora nos membros posteriores (MPs) de ratos com completa transecção da medula espinal (TME). Os animais treinados apresentaram escores mais altos na escala BBB e normalização do reflexo flexor de retirada. Além disso, os animais com TME apresentaram atrofia do soma celular nos motoneurônios alfa, redução na expressão de sinaptofisina e na atividade da Na+,K+-ATPase na região lombar. Os animais treinados mostraram soma motoneuronal, expressão de sinaptofisina e atividade da bomba de Na+,K+-ATPase similares aos controles. No músculo sóleo, a TME causou severa atrofia muscular, que foi acompanhada pela redução na expressão do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) neste músculo. Por outro lado, o treino de marcha foi capaz de parcialmente impedir/reverter a atrofia provocada pela paralisia muscular e promover um significante aumento na expressão do BDNF, o qual teve positiva correlação com o trofismo muscular dependente da atividade motora no músculo sóleo. O transplante de glia embainhante olfatória (GEO) promoveu significativo aumento nos escores da escala BBB nos animais com completa TME. Entretanto, o treino de marcha foi capaz de acelerar este ganho funcional. Apesar de não ser observada significativa regeneração axonal através do local da lesão, sugerindo que as melhoras funcionais ocorreram independentemente da existência de regeneração axonal. Estes resultados sugerem que o treino de marcha após a TME promove plasticidade morfológica e bioquímica dependente da atividade nos tecidos neuromusculares. A melhora funcional ocorreu concomitantemente a estas alterações plásticas. Além disso, a terapia de transplante de GEO mostrou resultados positivos na recuperação da função motora dos MPs que foi acelerada pelo treino de marcha, mesmo na ausência de regeneração axonal através da lesão. Estes dados mostram importantes informações neurobiológicas que fornecem base neurocientífica para o uso seguro e eficaz destas terapias na reabilitação após LME. / The aim of this thesis was to study the effects of treadmill step training alone and in combination with olfactory ensheathing cells (OEC) on functional recovery and activity-dependent neuromuscular plasticity in a traumatic paraplegia model. For this, we made two experiments. In the 1st experiment, complete spinal cord transection (SCT) was made in adult Wistar rats and after 5 days the spinal animals were underwent a 9 week body-weight-supported treadmill training (BWSTT) program. In the 2nd experiment, the spinal animals received acute olfactory ensheathing cell (OEC) transplantation and, similar to the 1st experiment, started a BWSTT 5 days after the injury/transplantation. Behavioral tests were periodically performed in order to study the hindlimb sensorimotor functions in both experiments. Furthermore, after 9 weeks of the training (10 weeks after SCI/transplantation), histological and biochemical analysis were performed in spinal cord and soleus muscle tissues. The results show that treadmill step training improves hindlimb sensorimotor function in rats with complete spinal cord transection (SCT). The trained animals showed higher BBB scores and normalization of the withdrawal reflex. Furthermore, spinal animals showed alpha motoneuron soma size atrophy, decrease in synaptophysin expression and Na+,K+-ATPase activity in lumbar spinal cord. Trained SCT animals showed motoneuron soma size, synaptophysin expression and Na+,K+-ATPase activity values similar to controls. In soleus muscle, SCT led to severe muscular atrophy, which was accompanied by a decrease in brain-derived neurotrophic factor (BDNF) expression in this muscle. On the other hand, treadmill step training was able to revert/prevent this paralysis-induced muscular atrophy and promote significant improvement in soleus BDNF expression, which was positively correlated to activity-dependent muscular trophism. Olfactory ensheathing cell (OEC) transplantation promotes significant improvements in the BBB scores of animals with SCT. However, treadmill step training was able to accelerate this functional gain. There was no significant axonal regeneration that traversed the injury site, which suggests that functional gains occurred in a manner independent of axonal regeneration. Taken as a whole, these results suggest that treadmill step training after SCT promotes activity-dependent morphological and biochemical plasticity in neuromuscular tissues. The functional improvements occurred concomitantly to these plastic changes. Moreover, OEC therapy showed positive results on hindlimb motor function recovery which was accelerated with treadmill step training even in the absence of axonal regeneration across the lesion site. These results represent important neurobiological information for the neuroscientific basis that supports these therapies as an efficient and safe approach in spinal cord injury rehabilitation.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:32:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo Caroline Cunha.pdf: 22726 bytes, checksum: 98af822763c56d74f9949f09d5842553 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The mTOR protein is involved in growth, proliferation and cell metabolism. In skeletal muscle the mTOR is considered the major regulator of muscle fiber size, modulating the proteic synthesis. In neuronal cells, increased protein synthesis is associated with the activation of mTOR and its substrate p70S6K via BDNF. It is known that locomotor treadmill training (LTT) is able to modulate the expression of BDNF, what could be interfering in the mTOR/p70S6K activation. However, the regulatory mechanism of muscular protein synthesis mediated by the LTT was not described in the literature. Thus the aim of this study was to investigate the possible effects of LTT on muscle trophism and its protein signaling pathway in rats with incomplete spinal cord injury (SCI). Thirty-three females rats were randomly divided into 3 groups: control (no LME and untrained, n = 11), SCI trained (n = 11) and untrained SCI (n = 11). The animals were first anesthetized and a toracic laminectomy (T8-T9) was performed to display the dorsal spinal cord. The animals in groups with SCI received a latero-lateral compression using a neurovascular clip for 1 minute. All animals underwent weekly evaluation of locomotor recovery using the BBB scale. Seven days after injury, the LTT was employed with partial body weight support lasting 30 minutes, carried 1/day, 5 times a week, for 4 weeks. After the last session, the animals received an anesthetic overdose, and had the soleus muscles dissected and weighed to calculate the muscle trophism, measured by the ratio of muscle weight / weight of the animal. Samples of the central portion of the right soleus muscle were removed and frozen for quantification of the mTOR, p-p70S6K, TrkB and BDNF protein expressions using Western blot and ELISA biochemical techniques. The BBB scale scores were analyzed using repeated measures ANOVA. While the analysis of the muscular trophism and quantification of protein expressions were performed using one-way ANOVA. All animals recovered locomotor activity, with similar trends for both the trained and untrained groups. However, the LTT was effective for increasing muscle trophism in rats with SCI (p <0.05) and this morphological change was accompanied by increasing the expression of the mTOR protein (p <0.05) and its substrate p - p70S6K (p <0.05) in the soleus muscle of the trained group. Furthermore, LTT increase the trkB receptor and reduce the amount of BDNF expression (p <0.05) in the studied muscle. These results suggest that LTT increased muscle sensitivity for capture BDNF, by increasing the TrkB receptor expression, causing the reduction of this neurotrophin in studied muscle. Thus, this study made an evidence that muscle trophism induced by LTT involves activation cascade mTOR/p70S6K possibly up- regulated by BDNF. / A proteína mTOR está envolvida no crescimento, proliferação e metabolismo celular. No músculo esquelético a mTOR é considerada a maior reguladora do tamanho da fibra muscular, modulando a síntese de proteínas. Em células neuronais, o aumento da síntese proteica está relacionado com a ativação da proteína mTOR e seu substrato p70S6K via BDNF. Sabe-se que treinamento locomotor em esteira (TLE) é capaz de modular a expressão de BDNF, o que poderia interferir na via mTOR/p70S6K nos tecidos neuronal e muscular. Contudo, o mecanismo regulatório da síntese proteica muscular mediado pelo TLE, ainda não foi descrito na literatura. Assim o objetivo do estudo foi investigar os efeitos do TLE sobre o trofismo muscular e sua via de sinalização proteica, em ratos com lesão medular espinal (LME) incompleta. Trinta e três ratas foram randomicamente divididas em 3 grupos: controle (sem LME e sem treinamento, n=11), LME treinado (n=11) e LME não treinado (n=11). Os animais foram primeiramente anestesiados e uma laminectomia torácica foi realizada (T8-T9) para exposição dorsal da medula espinal. Os animais dos grupos com LME receberam uma compressão medular latero-lateral realizada por um clipe neurovascular por 1 minuto. Todos os animais foram submetidos à avaliação semanal da recuperação locomotora utilizando à escala BBB. Sete dias após a lesão, iniciou-se o TLE com suporte parcial de peso com duração de 30 minutos, realizado 1x/dia, 5x/semana por 4 semanas. Após a última sessão, os animais receberam uma overdose anestésica, tiveram os músculos sóleos dissecados e pesados para o calculo do trofismo muscular, mensurado pela relação do peso do músculo/peso do animal. Amostras da porção central do músculo sóleo direito foram retiradas e congeladas para quantificação da expressão das proteínas mTOR, p-p70S6K, TrKB e BDNF utilizando as técnicas bioquímicas Western Blot e ELISA. Os escores da escala BBB, foram analisados usando ANOVA para medidas repetidas. Enquanto a analise do trofismo muscular e da quantificação da expressão proteica foram realizadas utilizando ANOVA one way. Todos os animais com LME recuperaram a atividade locomotora, com evolução similar para ambos o grupos treinados e não treinados. Contudo, o TLE se mostrou eficaz para o aumento do trofismo muscular em ratos com LME (p<0,05) sendo que esta mudança morfológica foi acompanhada do aumento da expressão da proteína mTOR (p<0,05) e de seu substrato p-p70S6K (p<0,05) para o grupo treinado. Além disso, o TLE aumentou a expressão do receptor TrKB e reduziu a quantidade de BDNF (p<0,05). Estes resultados sugerem que o TLE aumentou a sensibilidade do músculo em capturar BNDF, via um aumento da expressão dos receptores TrKB, provocando a redução desta neurotrofina no músculo estudado. Dessa forma, este estudo evidencia que o trofismo muscular induzido pelo TLE envolve a ativação da cascata mTOR/p70S6K, possivelmente regulada pelo BDNF.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:16:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LucianaAM.pdf: 1360792 bytes, checksum: a53d6091c0577b68061a06469713e2cf (MD5) Previous issue date: 2009-07-07 / The purpose of the study was to compare hemiparetic gait overground and on the treadmill. Seventeen chronic stroke patients were included in the study. They walked overground and on a treadmill level at the same speed. The Qualisys Medical AB motion analysis system was used to quantify the joint kinematic of the paretic lower limb and the spatio-temporal parameters on the two conditions: overground walking and treadmill walking on three samples of 5-minutes. During the first sample, the subjects walked on the treadmill with greater cadence, shorter stride length, shorter step time on the lower paretic limb, greater range of motion in the hip and knee, greater knee flexion at the initial contact, more extension of the knee and lower dorsiflexion of the ankle at the stance phase. It is important to emphasize that the maximal knee flexion and ankle dorsiflexion just occurred later on the treadmill. Comparisons between each walking sample on the treadmill hadn t revealed any changes on the gait parameters over time. Nonetheless, when analyzing the third walking sample on the treadmill and overground, some variables showed equivalence as such as the total range of motion of the hip, the knee angle at the initial contact and its maximal extension at the stance phase. In summary, walking on a treadmill, even thought having some influence on the familiarization process, haven t demonstrated a complete change in its characteristics of hemiparetic chronic patients / Este estudo teve como objetivo comparar a marcha de indiv?duos hemipar?ticos no solo e em diferentes per?odos na esteira. Foram inclu?dos 17 indiv?duos hemipar?ticos cr?nicos, os quais deambularam sobre a esteira e solo com a mesma velocidade. O sistema se an?lise do movimento Qualisys Medical AB foi utilizado para quantificar as vari?veis angulares referentes ao membro inferior par?tico e as vari?veis espa?o-temporais nas duas condi??es: marcha no solo e marcha na esteira, sendo esta ?ltima realizada em 3 coletas de 5 minutos. Durante a primeira coleta os sujeitos deambularam na esteira com maior cad?ncia, menor comprimento da passada, menor tempo de passo com o membro inferior par?tico, maior amplitude de movimento para as articula??es do quadril e joelho, maior flex?o do joelho no contato inicial, maior extens?o do joelho e menor dorsoflex?o do tornozelo no apoio. Vale ressaltar que a m?xima flex?o do joelho e a m?xima dorsoflex?o do tornozelo no balan?o ocorreram tardiamente na esteira. Compara??es entre as coletas sobre esteira n?o demonstraram mudan?a na marcha no decorrer do tempo, entretanto, quando confrontada a terceira coleta na esteira com o solo, algumas vari?veis revelaram equival?ncia entre os meios como a amplitude total do quadril, o ?ngulo do joelho no contato inicial e sua m?xima extens?o no apoio. Desta forma, a marcha em esteira mesmo demonstrando uma certa influ?ncia do processo de familiariza??o, n?o apresentou uma mudan?a completa em suas caracter?sticas em indiv?duos com hemiparesia cr?nica

O objetivo desta Tese foi analisar os efeitos do treino de marcha isolado e em combinação com transplante de glia embainhante olfatória (GEO) na recuperação funcional e na plasticidade neuromuscular dependente da atividade em um modelo experimental de paraplegia. Para tanto, foram realizados 2 experimentos. No 1º experimento foi realizada completa transecção da medula espinal (TME) em ratos Wistar adultos e após 5 dias iniciou-se um protocolo de 9 semanas de treino de marcha em esteira com suporte de peso corporal. No 2º experimento, os animais receberam, imediatamente após a TME, transplante de células gliais embainhantes olfatórias (GEO) e, como no primeiro experimento, iniciaram o treino de marcha 5 dias após a lesão/transplante. Durante o período dos experimentos, estudos comportamentais para acompanhamento da recuperação da função sensório-motora dos animais foram periodicamente realizados. Além disso, ao término da fase de treinamento (10 semanas após a lesão/transplante), análises histológicas e bioquímicas foram realizadas em amostras de tecido retiradas da medula espinal e músculo sóleo. Os resultados mostram que o treino de marcha em esteira promove melhora da função sensório-motora nos membros posteriores (MPs) de ratos com completa transecção da medula espinal (TME). Os animais treinados apresentaram escores mais altos na escala BBB e normalização do reflexo flexor de retirada. Além disso, os animais com TME apresentaram atrofia do soma celular nos motoneurônios alfa, redução na expressão de sinaptofisina e na atividade da Na+,K+-ATPase na região lombar. Os animais treinados mostraram soma motoneuronal, expressão de sinaptofisina e atividade da bomba de Na+,K+-ATPase similares aos controles. No músculo sóleo, a TME causou severa atrofia muscular, que foi acompanhada pela redução na expressão do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) neste músculo. Por outro lado, o treino de marcha foi capaz de parcialmente impedir/reverter a atrofia provocada pela paralisia muscular e promover um significante aumento na expressão do BDNF, o qual teve positiva correlação com o trofismo muscular dependente da atividade motora no músculo sóleo. O transplante de glia embainhante olfatória (GEO) promoveu significativo aumento nos escores da escala BBB nos animais com completa TME. Entretanto, o treino de marcha foi capaz de acelerar este ganho funcional. Apesar de não ser observada significativa regeneração axonal através do local da lesão, sugerindo que as melhoras funcionais ocorreram independentemente da existência de regeneração axonal. Estes resultados sugerem que o treino de marcha após a TME promove plasticidade morfológica e bioquímica dependente da atividade nos tecidos neuromusculares. A melhora funcional ocorreu concomitantemente a estas alterações plásticas. Além disso, a terapia de transplante de GEO mostrou resultados positivos na recuperação da função motora dos MPs que foi acelerada pelo treino de marcha, mesmo na ausência de regeneração axonal através da lesão. Estes dados mostram importantes informações neurobiológicas que fornecem base neurocientífica para o uso seguro e eficaz destas terapias na reabilitação após LME. / The aim of this thesis was to study the effects of treadmill step training alone and in combination with olfactory ensheathing cells (OEC) on functional recovery and activity-dependent neuromuscular plasticity in a traumatic paraplegia model. For this, we made two experiments. In the 1st experiment, complete spinal cord transection (SCT) was made in adult Wistar rats and after 5 days the spinal animals were underwent a 9 week body-weight-supported treadmill training (BWSTT) program. In the 2nd experiment, the spinal animals received acute olfactory ensheathing cell (OEC) transplantation and, similar to the 1st experiment, started a BWSTT 5 days after the injury/transplantation. Behavioral tests were periodically performed in order to study the hindlimb sensorimotor functions in both experiments. Furthermore, after 9 weeks of the training (10 weeks after SCI/transplantation), histological and biochemical analysis were performed in spinal cord and soleus muscle tissues. The results show that treadmill step training improves hindlimb sensorimotor function in rats with complete spinal cord transection (SCT). The trained animals showed higher BBB scores and normalization of the withdrawal reflex. Furthermore, spinal animals showed alpha motoneuron soma size atrophy, decrease in synaptophysin expression and Na+,K+-ATPase activity in lumbar spinal cord. Trained SCT animals showed motoneuron soma size, synaptophysin expression and Na+,K+-ATPase activity values similar to controls. In soleus muscle, SCT led to severe muscular atrophy, which was accompanied by a decrease in brain-derived neurotrophic factor (BDNF) expression in this muscle. On the other hand, treadmill step training was able to revert/prevent this paralysis-induced muscular atrophy and promote significant improvement in soleus BDNF expression, which was positively correlated to activity-dependent muscular trophism. Olfactory ensheathing cell (OEC) transplantation promotes significant improvements in the BBB scores of animals with SCT. However, treadmill step training was able to accelerate this functional gain. There was no significant axonal regeneration that traversed the injury site, which suggests that functional gains occurred in a manner independent of axonal regeneration. Taken as a whole, these results suggest that treadmill step training after SCT promotes activity-dependent morphological and biochemical plasticity in neuromuscular tissues. The functional improvements occurred concomitantly to these plastic changes. Moreover, OEC therapy showed positive results on hindlimb motor function recovery which was accelerated with treadmill step training even in the absence of axonal regeneration across the lesion site. These results represent important neurobiological information for the neuroscientific basis that supports these therapies as an efficient and safe approach in spinal cord injury rehabilitation.

The aim of this study was to investigate whether exercise could improve motor behavioral deficits and alter expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP) in dorsal striatum in a 6-hydroxydopamine (6-OHDA) rat model of Parkinson’s disease (PD). To this end, animals were randomly divided into 4 groups: sham sedentary (SS, n = 7); sham trained (ST, n=8); lesioned sedentary (LS, n=8) and lesioned trained (LT, n = 8). Rats were unilaterally lesioned with 6-OHDA (10 μg/3 μg) injected into the left medial forebrain bundle and sham groups were only injected with vehicle solution. The treadmill training protocol consisted of running with progressive increase in velocity, 5 days/week, during 4 weeks. Behavioral tasks were applied to asses the motor abilities of all animals prior to 6-OHDA injection and at 8th and 29th days post-injection. The tyrosine hydroxylase (TH - in substantia nigra pars compacta) and GFAP (in dorsal striatum) immunostaining was evaluated by semiquantitative analysis of the intensity (optical density - OD). The 6-OHDA lesion decreased the OD of TH and increased the OD of GFAP. In addition, the 6-OHDA lesion increased the number of ipsilateral rotations induced by methylphenidate (40 mg/kg, i.p., 30 min) and caused motor behavioral deficits. On the other hand, the treadmill training resulted in an increase in maximal exercise capacity in both trained groups (ST and LT). The training was able to reduce the number of ipsilateral rotations and ameliorated the motor behavioral deficits on 8th and 29th days postlesion. Interestingly, the exercise led to a significant increase in OD of GFAP in the LT group while there was no such effect in ST group. Our results indicate that treadmill training can improve motor behavioral deficits and suggest that the effects of exercise may be directly or, indirectly, mediated by astrocytes, as an increase in GFAP was observed in the dorsal striatum. Nevertheless, these are the first data showing an increase in GFAP expression post-exercise in this model and further research is needed to determine the precise action of exercise on astrocytes in Parkinson’s disease.

A Lesão Medular (LM) afeta a funcionalidade do indivíduo e pode reduzir drasticamente a independência. A restauração da mobilidade e do andar, é uma das principais metas das intervenções na população com LM, e nesse contexto o treinamento locomotor (TLSP) é uma intervenção utilizada com objetivo de fornecer estímulos sensoriais específicos ao sistema nervoso danificado para estimular as redes e circuitos preservados da medula. A velocidade é uma aferência sensorial importante durante o TLSP em esteira. Objetivo: investigar o efeito da variação de velocidade sobre as respostas motoras de indivíduos com lesões medulares durante TLSP em esteira. Método: 20 sujeitos sem LM denominado de grupo controle (GC) e 13 com LM completa (GLM) foram submetidos ao protocolo TLSP em esteira nas velocidades 2, 3 e 4 km/h. Foi realizada uma análise de EMG para avaliar atividade muscular de vasto lateral (VL), bíceps femural (BF), tibial anterior (TA) e gastrocnêmio lateral (GL) ao longo do ciclo do passo. Resultados: O GC apresentou maior atividade muscular distal TA e GL quando comparado ao GLM com maior atividade proximal VL e BF durante todas as fases da marcha. A velocidade que apresentou maior atividade muscular foi a intermediária (3km/h), quando comparado as velocidades 2Km/h e 4km/h. O aumento da velocidade resultou em maior influência nos músculos distais. Conclusão: a velocidade pode influenciar nas respostas motoras locomotoras de indivíduos com LM. O aumento da velocidade teve um papel importante no aumento da atividade muscular, contudo a atividade muscular foi maior na velocidade intermediária (3km/h) / Spinal Cord Injury (SCI) affects the individual\'s functionality and can gradually reduce independence. The restoration of mobility and walking, is one of the main goals of the interventions in SCI population. In this context body weight support treadmill training (BWSTT) is an intervention used to provide specific sensory stimuli to the damaged nervous system to stimulate the networks and circuits preserved in the spinal cord. Velocity is an important sensory afferment during the BWSTT. Objective: to investigate the effect of speed variation on motor responses of use with spinal cord injuries BWSTTl. Method: 20 healthy subjects composed the control group (CG) and 13 with complete SCI (SCIG) were submitted to BWSTT at speeds 2, 3 and 4 km/h. An EMG analysis was performed to evaluate the muscle activity of lateral vastus (LV), biceps femorales (BF), tibial anterior (TA) and gastrocnemius lateral (GL) throughout the cycle of the step. Results: The CG had greater distal muscle activity TA and GL when compared to GLM with greater proximal activity, VL and BF, during all gait phases. The velocity that presented greater muscular activity was the intermediate (3km/h), when compared as speeds 2Km/h and 4km/h. Increased speed resulted in greater influence on the distal muscles. Conclusion: the velocity can influence motor responses. Increased speed had an important role in increasing muscle activity, however, muscle activity was greater at intermediate velocity (3km / h)

Background: Physiologic functional capacity through maximal oxygen uptake (V̇O2max) can be measured in many different ways depending on sport and qualities needed to be assessed.In handball a demanding 3000 meter (m) running test is used to evaluate V̇O2max. If this test is sport specific or if it could be replaced by a less strenuous test is unknown. Aim: The aim ofthis study was to compare performance on 3000-meter running with predicted V̇O2max from a submaximal treadmill jogging test (SMTJ) and performance of the Yo-Yo intermittentrecovery test 1 (IR1). Methods: Male handball players (n = 12) performed the 3000 m running test, the Submaximal Treadmill Jogging test and the Yo-Yo Intermittent Recovery test level 1. Measurements in seconds (s), ml ∙ kg-1 ∙ min-1 and meters where collected and correlated using Pearson r, interclass correlation. Results: A strong significant linear correlation (p &lt; 0.01) was found between performance in 3000 m running (s) and Yo-Yo IR1 performance (m), r = - 0.724 (r2 = 0.524). A weak, not significant linear correlation (p &gt; 0.05)was found between performance in 3000 m running (s) and predicted V̇O2max from submaximal treadmill test (ml ∙ kg-1 ∙ min-1), r = - 0.309 (r2 = 0.095). Conclusion: According to this study the 3000 m running test could be replaced by the Yo-Yo IR1 test or vice versa in adolescent male handball players. The submaximal treadmill test used in this study had several potential errors in estimating V̇O2max, this is probably the reason why only a weak correlation was found between the SMTJ and the 3000 m running test.