Esta tese de doutorado está dividida em três capítulos. O primeiro capítulo teve sua fundamentação em resultados da literatura, que mostraram que a aplicação de trens de alta freqüência de estimulação elétrica na perna pode gerar forças maiores do que seria esperado pela estimulação direta de axônios motores, por um mecanismo central gerado em motoneurônios por ativação de sinapses de aferências sensoriais. O objetivo foi investigar se estímulos vibratórios aplicados ao tendão de Aquiles são também capazes de gerar torques extras de grande magnitude no grupo muscular do tríceps sural. Para tanto, o torque isométrico gerado pelo tornozelo foi medido em resposta a diferentes padrões de associação entre estímulos elétricos e mecânicos aplicados ao grupo muscular do tríceps sural. As salvas de estímulos vibratórios puderam gerar torques extras substanciais, que eram acompanhados por um aumento da excitabilidade motoneuronal, visto que foi observado um concomitante aumento na amplitude pico a pico das ondas F captadas no músculo sóleo. Esses resultados mostraram que estímulos vibratórios aplicados juntamente a uma estimulação elétrica basal podem gerar níveis de força consideráveis, devido ao recrutamento de motoneurônios na medula espinhal. Os resultados indicam que a associação entre vibração e estimulação elétrica pode ser benéfica para diversas intervenções terapêuticas e programas de exercícios baseados em vibração. O comando para a geração de torques extras pela vibração provavelmente ativa motoneurônios na medula espinhal seguindo o princípio do tamanho, o que é uma característica desejável para paradigmas de estimulação. O segundo capítulo teve como ponto de partida o fato de que, quando indivíduos exercem um leve toque com a ponta dedo indicador sobre uma superfície estacionária, observa-se uma melhora na estabilidade postural. Nosso estudo investigou se uma melhora adicional na estabilidade postural pode ser atingida pela aplicação de um baixo nível de ruído mecânico (ruído vibratório) à superfície de contato com o dedo. Tal hipótese foi baseada na teoria da ressonância estocástica, que consiste na idéia de que a detecção e transmissão de um sinal fraco ou subliminar podem ser otimizadas pela presença de um nível particular de ruído. Os sujeitos permaneceram em postura ortostática sobre uma plataforma de força, enquanto tocavam com a ponta do dedo indicador direito um aparato usado para produzir oscilações vibratórias na superfície de contato do dedo. Parâmetros caracterizando as oscilações posturais foram computados a partir de medidas provenientes dos sinais do centro de pressão (adquiridos por uma plataforma de força). Os resultados mostraram que a aplicação de um ruído vibratório à superfície de contato do dedo causou uma melhora significativa na estabilidade postural quando comparada à condição em que a superfície de contado permanecia estacionária. Os resultados podem ter implicações clínicas relevantes em relação ao projeto de dispositivos de auxílio a pessoas com déficits sensório-motores, como bengalas, visando aumentar a estabilidade postural. Por fim, o terceiro capítulo investigou os efeitos da aplicação de ruído elétrico nos músculos da perna sobre o controle neuromuscular (i.e. variabilidade da força de flexão plantar exercida isometricamente) e sobre o controle postural humano (i.e. medida das oscilações posturais por uma plataforma de força). Os resultados mostraram pela primeira vez que um ruído elétrico abaixo do limiar sensorial pode causar uma melhora no controle neuromuscular durante uma tarefa de manter um determinado nível de força isométrica o mais constante possível, por mecanismo provavelmente associado à ressonância estocástica. Além disso, foi encontrada uma correlação significativa entre as reduções obtidas na variabilidade do torque e as reduções observadas em algumas medidas do centro de pressão, indicando que a variabilidade do torque de flexão plantar obtida com os sujeitos sentados pode ser um bom indicativo da amplitude das oscilações posturais para certas intervenções. Em conjunto, os resultados indicam um potencial de uso clínico de estimulações com ruído elétrico para a melhora do controle neuromuscular de pessoas com diferentes acometimentos sensório-motores. / This doctorate thesis is divided into three chapters. The first chapter was inspired on previous results from the literature which showed that high-frequency trains of electrical stimulation applied over the lower limb muscles can generate forces higher than would be expected by direct activation of motor axons, by a mechanism generated within the central nervous system by synaptic input from sensory afferents to motoneurons. The objective was to investigate if vibration applied to the Achilles tendon is also able to generate large magnitude extra torques in the triceps surae muscle group. The isometric ankle torque was measured in response to different patterns of coupled electrical and mechanical stimuli applied to the triceps surae muscle group. The vibratory bursts could generate substantial extra torques that were accompanied by increased motoneuron excitability, since a parallel increase in the peak-to-peak amplitude of soleus F waves was observed. These results showed that vibratory stimuli applied with a background electrical stimulation generate considerable force levels due to the spinal recruitment of motoneurons. So, the association of vibration and electrical stimulation could be beneficial for many therapeutic interventions and vibration-based exercise programs. The command for the vibration-induced extra torques presumably activates spinal motoneurons following the size principle, which is a desirable feature for stimulation paradigms. The second chapter was based on the knowledge that when a subjects index fingertip touches lightly a rigid and stationary surface there is an improvement of his/her postural stability. Our study investigated whether a further increase in postural steadiness may be achieved by applying a low level mechanical noise (vibratory noise) to the fingertip contact surface. Such a hypothesis is based on the stochastic resonance theory, which says that the detection and transmission of a weak or sub-threshold input signal may be enhanced by the presence of a particular level of noise. The subjects stood as quietly as possible over a force plate while touching with their right index fingertip a surface that could be either quiescent or vibrated. Body sway parameters were computed from measurements of the center of pressure (acquired from the force plate). The results showed that the delivery of the vibratory noise to the fingertips contact surface caused a significant improvement on postural stability when compared with the condition in which the surface was stationary. The results could be helpful for the design of rehabilitation aids such as canes commonly used to improve stability in people with sensory deficits. Finally, in the third chapter, the effects of electrical noise applied to the leg muscles on neuromuscular control (i.e. isometric plantar flexion force variability) and on human postural control (i.e. measures of postural sway) were investigated. The results showed for the first time that a sub-threshold electrical noise may improve neuromuscular control during a task in which an isometric force level is maintained as constant as possible, presumably by a stochastic resonance mechanism. Furthermore, a significant correlation was found between the reductions in torque variability and the improvements in postural sway, indicating that plantarflexion torque variability acquired while subjects are in a seated position may provide a good estimate of their postural sway under the same intervention. Taken together, the results indicate the potential for the clinical usage of noise-based stimulations to enhance neuromuscular control in a population with sensory-motor impairments.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-07-25Bitstream added on 2014-06-13T18:08:10Z : No. of bitstreams: 1 clavijoayala_ja_me_jabo_prot.pdf: 2110673 bytes, checksum: 81a603896afe42aa218b5fa3b86d612c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O pacu Piaractus mesopotamicus é uma das espécies de maior relevância na piscicultura de águas quentes no Brasil, destacando-se pela qualidade de sua carne e desempenho em sistemas de cultivo. Apesar do avanço no estudo da biologia, anatomia e morfologia da espécie, os aspectos relacionados com o desenvolvimento inicial do sistema sensorial são praticamente desconhecidos. Este estudo teve por objetivo descrever o desenvolvimento inicial de pacu Piaractus mesopotamicus, com ênfase na ontogenia das estruturas sensoriais. Para isto, amostras seriadas de embriões e larvas em desenvolvimento foram coletadas desde as 9 horas pós fertilização (hpf) até os 25 dias pós eclosão (dpe), e destinadas para análises morfológicas, histológicas e de microscopia eletrônica de varredura. O desenvolvimento embrionário da espécie é rápido, e cerca das 19 hpf(a 26,S ± O,SOC), as larvas eclodem num estado altricial (3,19 ± 0,04 mm comprimento notocordal- CN; 0,477 ± 0,061 mm3 volume do saco+ vitelino¬VSV). Na eclosão, o desenvolvimento do sistema sensorial é limitado: no epitélio olfatório observam-se neurônios sensoriais ciliados e neurônios sensoriais com microvilosidades; a presença de mecanorreceptores é restrita ao neuromasto ótico imaturo; o desenvolvimento do ouvido interno é incipiente, observa-se a presença de dois otólitos em cada cápsula ótica, mas a larva ainda não apresenta estabilidade na coluna de água nem coordenação nos seus movimentos; e os olhos apresentam-se com pouco ou nenhum pigmento, lente diferenciada e separada da córnea, e retina não estratificada No entanto, o desenvolvimento pós-embrionário do sistema sensorial é acelerado: a partir de 1 dpe o epitélio olfativo se encontra coberto por uma densa camada de cilios não sensoriais que se distribuem. tanto na vesícula... / Pacu, Piaractus mesopotamicus, is one of the species of major importance for warmwater fish farming in Brazil due to its meat quality and performance in culture systems. Despite the advances in the study of biology, anatomy and morphology of the species, the aspects related to the early development of the sensorial system are unknown. The aim of this study was to describe the initial development of pacu Piaractus mesopotamicus, with emphasis on the ontogeny of the sensorial structures. Embryos and larvae were serially sampled during development, from the 9 hours after fertilization (haf) to the 25 days after hatching (dah), and subjected to the morphology, histology and scanning electron microscopy analysis. The embryonic development of the species is fast: about 19 haf (at 26,5 ± 0,5°C), larvae hatch in an altricial state (3.19 ± 0.04 mm notochordal length - NL; 0.477 ± 0.061 mm3 yolk-sac volume - YSV). At hatching, the sensorial system development is limited: in the olfactory epithelium, there are ciliated sensorial neurons and microvillous sensorial neurons; the mechanoreceptors are restricted to the immature otic neuromast; the development of the inner ear is incipient, with two otoliths in each otic capsule, but larvae do not show neither stability in the water column or coordination of their movements; the eyes have no or few pigment, with lens differentiated and separated from the cornea, and non-stratified retina. However, the post-embryonic development of the sensorial system is accelerated: from the 1 st dah the olfactory epithelium is covered by a dense layer of non sensorial cilia, which are distributed in the olfactory vesicle and in the epithelium region around it; at 2,5-3 dah, the eyes are totally pigmented; from the 4th dah it is possible to identify solitary chemosensorial cells in the post-otical region;...(Complete abstract click electronic access below)

Orientadora: Maria Célia Portella / Banca: Irene Bastos Franceschini Vicentini / Banca: Marcos Antonio Cestarolli / Resumo: O pacu Piaractus mesopotamicus é uma das espécies de maior relevância na piscicultura de águas quentes no Brasil, destacando-se pela qualidade de sua carne e desempenho em sistemas de cultivo. Apesar do avanço no estudo da biologia, anatomia e morfologia da espécie, os aspectos relacionados com o desenvolvimento inicial do sistema sensorial são praticamente desconhecidos. Este estudo teve por objetivo descrever o desenvolvimento inicial de pacu Piaractus mesopotamicus, com ênfase na ontogenia das estruturas sensoriais. Para isto, amostras seriadas de embriões e larvas em desenvolvimento foram coletadas desde as 9 horas pós fertilização (hpf) até os 25 dias pós eclosão (dpe), e destinadas para análises morfológicas, histológicas e de microscopia eletrônica de varredura. O desenvolvimento embrionário da espécie é rápido, e cerca das 19 hpf(a 26,S ± O,SOC), as larvas eclodem num estado altricial (3,19 ± 0,04 mm comprimento notocordal- CN; 0,477 ± 0,061 mm3 volume do saco+ vitelino¬VSV). Na eclosão, o desenvolvimento do sistema sensorial é limitado: no epitélio olfatório observam-se neurônios sensoriais ciliados e neurônios sensoriais com microvilosidades; a presença de mecanorreceptores é restrita ao neuromasto ótico imaturo; o desenvolvimento do ouvido interno é incipiente, observa-se a presença de dois otólitos em cada cápsula ótica, mas a larva ainda não apresenta estabilidade na coluna de água nem coordenação nos seus movimentos; e os olhos apresentam-se com pouco ou nenhum pigmento, lente diferenciada e separada da córnea, e retina não estratificada No entanto, o desenvolvimento pós-embrionário do sistema sensorial é acelerado: a partir de 1 dpe o epitélio olfativo se encontra coberto por uma densa camada de cilios não sensoriais que se distribuem. tanto na vesícula...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Pacu, Piaractus mesopotamicus, is one of the species of major importance for warmwater fish farming in Brazil due to its meat quality and performance in culture systems. Despite the advances in the study of biology, anatomy and morphology of the species, the aspects related to the early development of the sensorial system are unknown. The aim of this study was to describe the initial development of pacu Piaractus mesopotamicus, with emphasis on the ontogeny of the sensorial structures. Embryos and larvae were serially sampled during development, from the 9 hours after fertilization (haf) to the 25 days after hatching (dah), and subjected to the morphology, histology and scanning electron microscopy analysis. The embryonic development of the species is fast: about 19 haf (at 26,5 ± 0,5°C), larvae hatch in an altricial state (3.19 ± 0.04 mm notochordal length - NL; 0.477 ± 0.061 mm3 yolk-sac volume - YSV). At hatching, the sensorial system development is limited: in the olfactory epithelium, there are ciliated sensorial neurons and microvillous sensorial neurons; the mechanoreceptors are restricted to the immature otic neuromast; the development of the inner ear is incipient, with two otoliths in each otic capsule, but larvae do not show neither stability in the water column or coordination of their movements; the eyes have no or few pigment, with lens differentiated and separated from the cornea, and non-stratified retina. However, the post-embryonic development of the sensorial system is accelerated: from the 1 st dah the olfactory epithelium is covered by a dense layer of non sensorial cilia, which are distributed in the olfactory vesicle and in the epithelium region around it; at 2,5-3 dah, the eyes are totally pigmented; from the 4th dah it is possible to identify solitary chemosensorial cells in the post-otical region;...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Esta tese de doutorado está dividida em três capítulos. O primeiro capítulo teve sua fundamentação em resultados da literatura, que mostraram que a aplicação de trens de alta freqüência de estimulação elétrica na perna pode gerar forças maiores do que seria esperado pela estimulação direta de axônios motores, por um mecanismo central gerado em motoneurônios por ativação de sinapses de aferências sensoriais. O objetivo foi investigar se estímulos vibratórios aplicados ao tendão de Aquiles são também capazes de gerar torques extras de grande magnitude no grupo muscular do tríceps sural. Para tanto, o torque isométrico gerado pelo tornozelo foi medido em resposta a diferentes padrões de associação entre estímulos elétricos e mecânicos aplicados ao grupo muscular do tríceps sural. As salvas de estímulos vibratórios puderam gerar torques extras substanciais, que eram acompanhados por um aumento da excitabilidade motoneuronal, visto que foi observado um concomitante aumento na amplitude pico a pico das ondas F captadas no músculo sóleo. Esses resultados mostraram que estímulos vibratórios aplicados juntamente a uma estimulação elétrica basal podem gerar níveis de força consideráveis, devido ao recrutamento de motoneurônios na medula espinhal. Os resultados indicam que a associação entre vibração e estimulação elétrica pode ser benéfica para diversas intervenções terapêuticas e programas de exercícios baseados em vibração. O comando para a geração de torques extras pela vibração provavelmente ativa motoneurônios na medula espinhal seguindo o princípio do tamanho, o que é uma característica desejável para paradigmas de estimulação. O segundo capítulo teve como ponto de partida o fato de que, quando indivíduos exercem um leve toque com a ponta dedo indicador sobre uma superfície estacionária, observa-se uma melhora na estabilidade postural. Nosso estudo investigou se uma melhora adicional na estabilidade postural pode ser atingida pela aplicação de um baixo nível de ruído mecânico (ruído vibratório) à superfície de contato com o dedo. Tal hipótese foi baseada na teoria da ressonância estocástica, que consiste na idéia de que a detecção e transmissão de um sinal fraco ou subliminar podem ser otimizadas pela presença de um nível particular de ruído. Os sujeitos permaneceram em postura ortostática sobre uma plataforma de força, enquanto tocavam com a ponta do dedo indicador direito um aparato usado para produzir oscilações vibratórias na superfície de contato do dedo. Parâmetros caracterizando as oscilações posturais foram computados a partir de medidas provenientes dos sinais do centro de pressão (adquiridos por uma plataforma de força). Os resultados mostraram que a aplicação de um ruído vibratório à superfície de contato do dedo causou uma melhora significativa na estabilidade postural quando comparada à condição em que a superfície de contado permanecia estacionária. Os resultados podem ter implicações clínicas relevantes em relação ao projeto de dispositivos de auxílio a pessoas com déficits sensório-motores, como bengalas, visando aumentar a estabilidade postural. Por fim, o terceiro capítulo investigou os efeitos da aplicação de ruído elétrico nos músculos da perna sobre o controle neuromuscular (i.e. variabilidade da força de flexão plantar exercida isometricamente) e sobre o controle postural humano (i.e. medida das oscilações posturais por uma plataforma de força). Os resultados mostraram pela primeira vez que um ruído elétrico abaixo do limiar sensorial pode causar uma melhora no controle neuromuscular durante uma tarefa de manter um determinado nível de força isométrica o mais constante possível, por mecanismo provavelmente associado à ressonância estocástica. Além disso, foi encontrada uma correlação significativa entre as reduções obtidas na variabilidade do torque e as reduções observadas em algumas medidas do centro de pressão, indicando que a variabilidade do torque de flexão plantar obtida com os sujeitos sentados pode ser um bom indicativo da amplitude das oscilações posturais para certas intervenções. Em conjunto, os resultados indicam um potencial de uso clínico de estimulações com ruído elétrico para a melhora do controle neuromuscular de pessoas com diferentes acometimentos sensório-motores. / This doctorate thesis is divided into three chapters. The first chapter was inspired on previous results from the literature which showed that high-frequency trains of electrical stimulation applied over the lower limb muscles can generate forces higher than would be expected by direct activation of motor axons, by a mechanism generated within the central nervous system by synaptic input from sensory afferents to motoneurons. The objective was to investigate if vibration applied to the Achilles tendon is also able to generate large magnitude extra torques in the triceps surae muscle group. The isometric ankle torque was measured in response to different patterns of coupled electrical and mechanical stimuli applied to the triceps surae muscle group. The vibratory bursts could generate substantial extra torques that were accompanied by increased motoneuron excitability, since a parallel increase in the peak-to-peak amplitude of soleus F waves was observed. These results showed that vibratory stimuli applied with a background electrical stimulation generate considerable force levels due to the spinal recruitment of motoneurons. So, the association of vibration and electrical stimulation could be beneficial for many therapeutic interventions and vibration-based exercise programs. The command for the vibration-induced extra torques presumably activates spinal motoneurons following the size principle, which is a desirable feature for stimulation paradigms. The second chapter was based on the knowledge that when a subjects index fingertip touches lightly a rigid and stationary surface there is an improvement of his/her postural stability. Our study investigated whether a further increase in postural steadiness may be achieved by applying a low level mechanical noise (vibratory noise) to the fingertip contact surface. Such a hypothesis is based on the stochastic resonance theory, which says that the detection and transmission of a weak or sub-threshold input signal may be enhanced by the presence of a particular level of noise. The subjects stood as quietly as possible over a force plate while touching with their right index fingertip a surface that could be either quiescent or vibrated. Body sway parameters were computed from measurements of the center of pressure (acquired from the force plate). The results showed that the delivery of the vibratory noise to the fingertips contact surface caused a significant improvement on postural stability when compared with the condition in which the surface was stationary. The results could be helpful for the design of rehabilitation aids such as canes commonly used to improve stability in people with sensory deficits. Finally, in the third chapter, the effects of electrical noise applied to the leg muscles on neuromuscular control (i.e. isometric plantar flexion force variability) and on human postural control (i.e. measures of postural sway) were investigated. The results showed for the first time that a sub-threshold electrical noise may improve neuromuscular control during a task in which an isometric force level is maintained as constant as possible, presumably by a stochastic resonance mechanism. Furthermore, a significant correlation was found between the reductions in torque variability and the improvements in postural sway, indicating that plantarflexion torque variability acquired while subjects are in a seated position may provide a good estimate of their postural sway under the same intervention. Taken together, the results indicate the potential for the clinical usage of noise-based stimulations to enhance neuromuscular control in a population with sensory-motor impairments.

Orientador: José de Anchieta Castro e Horta Júnior / Resumo: O estado nutricional materno durante períodos críticos de desenvolvimento da prole (fetal e neonatal) é considerado um importante indutor de Programação. No sistema nervoso central, as alterações poderiam ocorrer especialmente em áreas importantes para o controle do comportamento alimentar, como o núcleo do trato solitário (NTS) que se desenvolve durante o período embrionário. A sinalização relacionada à saciedade é mediada pelos aferentes primários glutamatérgicos provenientes do estômago e duodeno, imunorreativos ao transportador vesicular de glutamato – tipo 2 (VGLUT2) e modulada por diversos neuropeptídeos como o hormônio concentrador de melanina (MCH) e o transcrito regulado pela cocaína e anfetamina (CART). Assim, nosso objetivo foi comparar a organização citoarquitetônica e a imunorreatividade ao MCH, ao CART e ao VGLUT2 no NTS de ratos cujas mães foram submetidas à restrição calórica durante a gestação e lactação. Para sua execução, foram realizados acasalamentos de ratos adultos da linhagem Wistar para obtenção das proles, as quais foram objeto de estudo. Após a detecção da prenhez, as fêmeas foram separadas para a formação de dois grupos experimentais: grupo controle (GC), dieta normal ad libitum, e grupo restrição calórica (GR), dieta de 50% de restrição em relação ao grupo controle durante os períodos de gestação e lactação. Os filhotes machos, provenientes dos grupos restrição (GR) e controle (GC), foram divididos em quatro subgrupos etários (n=5) de 21, 28, 50 e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Maternal nutritional status during critical periods of offspring development (fetal and neonatal) is considered an important Programming inductor. In the central nervous system, alterations could occur especially in areas important for food behavior control, such as the nucleus of the solitary tract (NTS) that develops during the embryonic period. Signs related to satiety are mediated by glutamatergic primary afferents from the stomach and duodenum, immunoreactive to the vesicular glutamate transporter type 2 (VGLUT2) and modulated by various neuropeptides such as melanin concentrating hormone (MCH) and the transcript regulated by cocaine and amphetamine (CART). So, our objective was to compare the cytoarchitectonic organization and immunoreactivity to MCH, CART and VGLUT2 in the NTS of rats whose mothers were subjected to caloric restriction during pregnancy and lactation. For their execution, mating of adult Wistar rats was carried out to obtain proles, which were the object of study. After detection of pregnancy, the females were separated to form two experimental groups: control group (CG), normal ad libitum diet, and caloric restriction group (GR), a 50% restriction diet in relation to the control group during pregnancy and lactation periods. The male offspring from the restriction (GR) and control (CG) groups were divided into four age groups (n = 5) of 21, 28, 50 and 90 days. The number of animals from each offspring, postnatal weight 1, weight and naso-anal length, fo... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: José Ângelo Barela / Banca: Eliane Mauerberg de Castro / Banca: Renato de Moraes / Banca: Paulo Barbosa de Freitas Junior / Banca: Paula Hentschel Lobo da Costa / Resumo: O envelhecimento, associado ao sedentarismo vem acompanhado de muitas alterações estruturais, funcionais e comportamentais. O controle postural depende da integridade dos sistemas sensoriais e motor e, portanto, as deteriorações que ocorrem nestes sistemas com a ausência de um estilo de vida saudável, podem influenciar o desempenho de controle postural. Entretanto, ainda não estão claras quais alterações funcionais nos sistemas sensoriais e motor podem ser promovidas pela pratica de exercícios físicos, bem como a relação entre estas alterações e as mudanças no desempenho de controle postural de adultos idosos. Assim, o objetivo deste estudo foi examinar os efeitos de um programa de atividade física no controle postural e componentes de capacidade funcional de idosos, abordando aspectos sensoriais, motores e o relacionamento entre ambos. Treze adultos idosos com idade entre 60 e 70 anos foram submetidos a avaliações sensoriais, motoras, de controle postural e capacidade funcional antes e após a participação em um programa de exercícios físicos generalizado. As avaliações sensoriais foram compostas por avaliação visual (acuidade e sensibilidade ao contraste) e somatossensorial (sensibilidade cutânea e sensibilidade ao movimento passivo). As avaliações motoras consistiram de medidas de torque articular e de latência de ativação muscular após perturbação da superfície de suporte. As avaliações de controle postural consistiram de medidas de oscilação corporal durante manutenção da postura ereta (em semitandem stance) e para capacidade funcional foi aplicada a bateria da AAHPERD, Os resultados indicaram que o programa de exercícios proposto influenciou positivamente as capacidades de agilidade, força e capacidade aeróbia e, ainda, a capacidade de produzir torque e latência muscular. Estes resultados indicam que o aumento causado na força muscular... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Aging and a sedentary life style exhibit several structural, functional and behavioral changes. A good postural control performance depends on the integrity of the sensory and motor systems, deterioration of these systems occurring with aging could influence the postural control performance, specifically in older adults that are more susceptible to falls. However, it is still unclear which sensory and motor functional changes can be affected by a physical fitness program, neither the relationship between these changes and the changes of the performance of postural control in older adults. Therefore, the purpose of this study was to examine the effects of a exercise training program in the performance of the sensory and motor systems and postural control in older adults and to investigate the relationship between changes in these systems and postural control in this population. Thirteen older adults with age from 60 to 70 years old were submitted to sensory, motor and postural control assessments. Sensory assessments were composed of visual (acuity and contrast sensitivity) and somatosensory assessments (tactile sensitivity of and sensitivity to passive motion). Motor assessments consisted of measurements of joint torque and muscular activity latency after displacement of support surface. Postural control assessments consisted of measuring the body oscillation during maintenance of the upright stance (semi-tandem stance) and de functional capacity where measured by the Functional fitness tests of AAHPERD. The results indicated that the training program improved de agility, strength and aerobic capacity of the functional capacity, the torque capacity and a reduction of the muscular latency. The absence of training effects on the postural control can indicate that the processing of sensory information can be more weight on de stand stance than the physical capabilities. The present study shows...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / INTRODUÃÃO: A amifostina (WR-2721) tem sido largamente estudada como agente citoprotetor em diferentes ÃrgÃos e contra os mais diversos agressores do organismo humano. Recentemente, um efeito gastroprotetor deste fÃrmaco foi observado em modelo de lesÃo gÃstrica induzida por indometacina (MOTA et al., 2007). OBJETIVOS: Este trabalho investigou o efeito da amifostina na lesÃo gÃstrica por etanol e o papel dos neurÃnios sensoriais aferentes, grupos sulfidrÃlicos nÃo-protÃicos, Ãxido nÃtrico, canais de potÃssio sensÃveis ao ATP e ciclooxigenase-2 nesse processo. MÃTODOS: Ratos Wistar foram tratados com amifostina (22,5, 45, 90 ou 180 mg/kg, v.o. ou s.c.). ApÃs 30 minutos, os animais receberam etanol absoluto (5 ml/kg v.o.). Decorridos 60 minutos da administraÃÃo de etanol, os animais foram sacrificados. Foram realizados estudos macroscÃpicos e histolÃgicos, bem como dosagem de grupos sulfidrÃlicos nÃo-protÃicos e de hemoglobina em fragmentos de estÃmago. Outros grupos foram prÃ-tratados com L-NAME (10 mg/kg i.p.), glibenclamida (10 mg/kg v.o.), celecoxibe (10 mg/kg v.o.) ou salina. ApÃs 30 minutos os ratos receberam amifostina (90 mg/kg v.o. ou s.c.) e depois de mais 30 minutos etanol absoluto (5 ml/kg), com sacrifÃcio ocorrendo 60 minutos depois. Um grupo de animais foi desensibilizado com capsaicina (125 mg/kg s.c.) entre 10 a 14 dias antes do protocolo de tratamento com amifostina. RESULTADOS: A amifostina preveniu de forma significativa o dano macroscÃpico causado por etanol no estÃmago nas doses de 45, 90 e 180 mg/kg quando administrada por via oral e 90 e 180 mg/kg quando utilizada por via subcutÃnea. Os parÃmetros histolÃgicos, edema, hemorragia e perda de cÃlulas epiteliais, tambÃm foram reduzidos (p<0,05) com o uso de amifostina. Os animais que receberam apenas etanol apresentaram nÃveis reduzidos de GSH no estÃmago. A amifostina reverteu esse efeito atravÃs de um estÃmulo à produÃÃo de novo de GSH ou pela prevenÃÃo do consumo destes grupos. A gastroproteÃÃo da amifostina na lesÃo induzida pelo etanol foi revertida pela administraÃÃo prÃvia de doses neurotÃxicas de capsaicina, mas nÃo pelo uso de L-NAME, glibenclamida ou celecoxibe. CONCLUSÃES: A amifostina protege a mucosa gÃstrica contra a injÃria induzida pelo etanol atravÃs de um aumento dos nÃveis de GSH e estimulaÃÃo de neurÃnios sensoriais aferentes no estÃmago. Esse efeito parece ser independente da ativaÃÃo de canais de potÃssio sensÃveis ao ATP e da atividade de Ãxido nÃtrico sintase e ciclooxigenase-2 / INTRODUCTION: Amifostine (WR-2721) has been widely tested as a cytoprotective agent against a number of aggressors in different organs. Recently, a gastroprotective effect was observed for this drug in a model of indomethacin-induced gastric injury (MOTA et al., 2007). OBJECTIVES: We investigated the effect of amifostine on ethanol-induced gastric injury and the role played by afferent sensory nerves, non-protein sulfhydryl groups, nitric oxide, ATP-sensitive potassium channels and cyclooxygenase-2 in the mechanism. METHODS: Wistar rats were treated with amifostine (22.5, 45, 90 or 180 mg/kg, p.o. or s.c.). Thirty minutes after amifostine administration, the animals were given 100% ethanol (5 ml/kg p.o.). Sixty minutes after ethanol administration the animals were euthanized. Macroscopic and histological studies were carried out and stomach fragments were retrieved and submitted to analysis for non-protein sulfhydryl groups and hemoglobin. Some animals were pretreated with L-NAME (10 mg/kg i.p.), glibenclamide (10 mg/kg p.o.), celecoxib (10 mg/kg p.o.) or saline solution. Thirty minutes after pretreatment the animals were given amifostine (90 mg/kg p.o. or s.c.) and, after another 30 minutes, 100% ethanol (5 ml/kg). The animals were euthanized 60 minutes later. Other rats were desensitized with capsaicin (125 mg/kg s.c.) 10-14 days before amifostine treatment. RESULTS: Amifostine treatment significantly reduced ethanol-induced macroscopic stomach injury at 45, 90 and 180 mg/kg p.o. and at 90 and 180 mg/kg s.c. The histological parameters (edema, hemorrhage and epithelial cell loss) were also reduced (p<0.05) when the animals were treated with amifostine. Animals receiving ethanol only presented reduced GSH levels in the stomach. Amifostine reverted this effect either by stimulating de novo GSH production or by preventing the consumption of GSH. Amifostine-promoted gastroprotection against ethanol-induced stomach injury was reversed by pretreatment with neurotoxic doses of capsaicin, but not by L-NAME, glibenclamide or celecoxib. CONCLUSIONS: Amifostine protects against ethanol-induced gastric injury by increasing GSH levels and stimulating the afferent sensory nerves in the stomach independently of ATP-sensitive potassium channels activation, nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2 activity

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-10-27Bitstream added on 2014-06-13T20:00:59Z : No. of bitstreams: 1 lopes_ag_dr_rcla.pdf: 2903807 bytes, checksum: 228b34baf835343d3246b38b7c81d87c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O envelhecimento, associado ao sedentarismo vem acompanhado de muitas alterações estruturais, funcionais e comportamentais. O controle postural depende da integridade dos sistemas sensoriais e motor e, portanto, as deteriorações que ocorrem nestes sistemas com a ausência de um estilo de vida saudável, podem influenciar o desempenho de controle postural. Entretanto, ainda não estão claras quais alterações funcionais nos sistemas sensoriais e motor podem ser promovidas pela pratica de exercícios físicos, bem como a relação entre estas alterações e as mudanças no desempenho de controle postural de adultos idosos. Assim, o objetivo deste estudo foi examinar os efeitos de um programa de atividade física no controle postural e componentes de capacidade funcional de idosos, abordando aspectos sensoriais, motores e o relacionamento entre ambos. Treze adultos idosos com idade entre 60 e 70 anos foram submetidos a avaliações sensoriais, motoras, de controle postural e capacidade funcional antes e após a participação em um programa de exercícios físicos generalizado. As avaliações sensoriais foram compostas por avaliação visual (acuidade e sensibilidade ao contraste) e somatossensorial (sensibilidade cutânea e sensibilidade ao movimento passivo). As avaliações motoras consistiram de medidas de torque articular e de latência de ativação muscular após perturbação da superfície de suporte. As avaliações de controle postural consistiram de medidas de oscilação corporal durante manutenção da postura ereta (em semitandem stance) e para capacidade funcional foi aplicada a bateria da AAHPERD, Os resultados indicaram que o programa de exercícios proposto influenciou positivamente as capacidades de agilidade, força e capacidade aeróbia e, ainda, a capacidade de produzir torque e latência muscular. Estes resultados indicam que o aumento causado na força muscular... / Aging and a sedentary life style exhibit several structural, functional and behavioral changes. A good postural control performance depends on the integrity of the sensory and motor systems, deterioration of these systems occurring with aging could influence the postural control performance, specifically in older adults that are more susceptible to falls. However, it is still unclear which sensory and motor functional changes can be affected by a physical fitness program, neither the relationship between these changes and the changes of the performance of postural control in older adults. Therefore, the purpose of this study was to examine the effects of a exercise training program in the performance of the sensory and motor systems and postural control in older adults and to investigate the relationship between changes in these systems and postural control in this population. Thirteen older adults with age from 60 to 70 years old were submitted to sensory, motor and postural control assessments. Sensory assessments were composed of visual (acuity and contrast sensitivity) and somatosensory assessments (tactile sensitivity of and sensitivity to passive motion). Motor assessments consisted of measurements of joint torque and muscular activity latency after displacement of support surface. Postural control assessments consisted of measuring the body oscillation during maintenance of the upright stance (semi-tandem stance) and de functional capacity where measured by the Functional fitness tests of AAHPERD. The results indicated that the training program improved de agility, strength and aerobic capacity of the functional capacity, the torque capacity and a reduction of the muscular latency. The absence of training effects on the postural control can indicate that the processing of sensory information can be more weight on de stand stance than the physical capabilities. The present study shows...(Complete abstract click electronic access below)

Tesis por compendio / [ES] La obesidad es un gran reto de salud pública que ha alcanzado proporciones epidémicas. El entorno "occidentalizado" en el que vivimos, caracterizado por la accesibilidad a alimentos hipercalóricos, contribuye al desequilibrio crónico entre energía ingerida y gasto energético que causan la obesidad. Las intervenciones conductuales diseñadas para la pérdida de peso tienen limitada efectividad a largo plazo, por lo que existe una urgente necesidad de desarrollar estrategias más eficaces y seguras para prevenir y tratar la obesidad y sus comorbilidades. El desarrollo de estrategias terapéuticas dirigidas al intestino para mejorar la salud metabólica requiere un conocimiento en profundidad de las vías de señalización neuroendocrina intestinal que regulan el la ingesta y el equilibrio energético. El objetivo de esta tesis ha sido profundizar en las interacciones intestino-cerebro implicadas en el control de la homeostasis energética, incluyendo los componentes endocrinos, neurales y la microbiota intestinal, en el contexto del desarrollo de la obesidad inducida por una dieta hipercalórica. En los Capítulos 1 y 2 hemos explorado nuevas funciones de las neuronas sensoriales aferentes que expresan el canal de sodio Nav1.8 en el control de la homeostasis energética, considerando las diferencias entre sexos. Hemos generado un modelo de ratón carente de las neuronas Nav1.8+ mediante ablación con toxina diftérica. En el Capítulo 1 hemos demostrado que las neuronas Nav1.8+ son indispensables para regular específicamente según el sexo las vías neurales y endocrinas implicadas en la homeostasis energética. En hembras, la ablación de estas neuronas mejora la regulación de la glucosa postprandial potenciando la señalización enteroendocrina de GLP-1 y acelera el tránsito intestinal, mientras que en machos induce resistencia al aumento de peso inducido por una dieta obesogénica. En el Capítulo 2 hemos demostrado que, en machos, la ablación de las neuronas Nav1.8+ altera el control coordinado de la ingesta i las variaciones de peso diarias, además de alterar la señalización enteroendocrina y las oscilaciones diarias de la microbiota intestinal en respuesta al estado nutricional (ayuno/ingesta), y perturbar la homeostasis del sistema inmune intestinal. En el capítulo 3, hemos usado un modelo de ratón con obesidad inducida por dieta para explorar los mecanismos por los cuales Phascolarctobacterium faecium DSM 32890, una cepa bacteriana intestinal aislada de humanos metabólicamente sanos, previene la obesidad modulando la ingesta. La administración de P. faecium reduce la ingesta calórica gracias a la hipersecreción de la hormona gastrointestinal saciante el PYY. Independientemente de sus efectos anorexigénicos, la bacteria ejerce sus beneficios metabólicos estimulando el tránsito intestinal y reduciendo la absorción intestinal de lípidos, evitando la acumulación de grasa corporal. En conclusión, esta tesis doctoral proporciona evidencia preclínica que contribuye a una comprensión más precisa de las vías neuroendocrinas que comunican el intestino y el cerebro, y del papel que tiene la microbiota intestinal en la regulación de la ingesta y el gasto energético. Destacamos la importancia de las neuronas sensoriales aferentes Nav1.8+ en la detección de estímulos intestinales por quimiorreceptores para regular el balance energético en ambos sexos, lo cual abre una nueva línea de investigación para diseñar herramientas de neuromodulación de las neuronas Nav1.8+ con el fin de prevenir y tratar los trastornos metabólicos inducidos por la dieta, de forma específica para cada sexo. También destacamos que P. faecium es una bacteria candidata como probiótico de nueva generación, ya que modula el sistema enteroendocrino del hospedador y previene la obesidad en un modelo preclínico. En conjunto, estos hallazgos proporcionan una base para el desarrollo de estrategias terapéuticas basadas en el intestino dirigidas a combatir la obesidad y comorbilidades asociadas. / [CA] L'obesitat és un gran repte de salut pública que ha assolit proporcions epidèmiques. L'entorn "occidentalitzat" en el que vivim, caracteritzat per l'accessibilitat a aliments hipercalòrics, contribueix al desequilibri crònic entre energia ingerida i despesa energètica que causen l'obesitat. Les intervencions conductuals dissenyades per a la pèrdua de pes tenen una eficàcia limitada a llarg termini, per la qual cosa hi ha una necessitat urgent de desenvolupar estratègies més eficaces i segures per a prevenir i tractar l'obesitat i les seues comorbiditats. El desenvolupament d'estratègies terapèutiques dirigides a l'intestí per a millorar la salut metabòlica requereix un coneixement en profunditat de les vies de senyalització neuroendocrina intestinal que regulen la ingesta i l'equilibri energètic. L'objectiu d'aquesta tesi ha sigut aprofundir en les interaccions intestí-cervell implicades en el control de l'homeòstasi energètica, incloent els components endocrins, neurals i la microbiota intestinal, en el context del desenvolupament de l'obesitat induïda per una dieta hipercalòrica. En els Capítols 1 i 2 hem explorat noves funcions de les neurones sensorials aferents que expressen el canal de sodi Nav1.8 en el control de l'homeòstasi energètica, considerant les diferències entre sexes. Hem generat un model de ratolí mancat de les neurones Nav1.8+ mitjançant ablació amb toxina diftèrica. En el Capítol 1 hem demostrat que les neurones Nav1.8+ són indispensables per a regular, específicament segons el sexe, les vies neurals i endocrines implicades en l'homeòstasi energètica. En femelles, l'ablació d'aquestes neurones millora la regulació de la glucosa postprandial potenciant la senyalització enteroendocrina de GLP-1 i accelera el trànsit intestinal, mentre que en mascles indueix resistència a l'augment de pes induït per una dieta obesogènica. En el Capítol 2 hem demostrat que, en mascles, l'ablació de les neurones Nav1.8+ altera el control coordinat de la ingesta i les variacions de pes diàries, a més d'alterar la senyalització enteroendocrina i les oscil·lacions diàries de la microbiota intestinal en resposta a l'estat nutricional (dejuni/ingesta), i pertorbar l'homeòstasi del sistema immunitari intestinal. En el capítol 3, hem utilitzat un model de ratolí amb obesitat induïda per dieta per explorar els mecanismes pels quals Phascolarctobacterium faecium DSM 32890, una soca bacteriana intestinal aïllada d'humans metabòlicament sans, prevé l'obesitat modulant la ingesta. L'administració de P. faecium redueix la ingesta calòrica gràcies a la hipersecreció de l'hormona gastrointestinal saciant PYY. Independentment dels seus efectes anorexigènics, el bacteri exerceix els seus beneficis metabòlics estimulant el trànsit intestinal i reduint l'absorció intestinal de lípids, evitant l'acumulació de greix corporal. En conclusió, aquesta tesi doctoral proporciona evidència preclínica que contribueix a una comprensió més precisa de les vies neuroendocrines que comuniquen l'intestí i el cervell, i del paper que té la microbiota intestinal en la regulació de la ingesta i la despesa energètica. Destaquem la importància de les neurones sensorials aferents Nav1.8+ en la detecció d'estímuls intestinals per quimioreceptors per a regular l'equilibri energètic en ambdós sexes, que obri una nova línia d'investigació per a dissenyar ferramentes de neuromodulació de les neurones Nav1.8+ amb la finalitat de prevenir i tractar els trastorns metabòlics induïts per la dieta, de forma específica per a cada sexe. També destaquem que P. faecium és un bacteri candidat com a probiòtic de nova generació, ja que modula el sistema enteroendocrí de l'hoste i prevé l'obesitat en un model preclínic. En conjunt, aquests troballes proporcionen una base per al desenvolupament d'estratègies terapèutiques basades en l'intestí dirigides a combatre l'obesitat i comorbiditats associades. / [EN] Obesity is a major global public health challenge that has reached epidemic proportions. Besides its profound impact on health and well-being, this metabolic disorder represents a significant economic burden to society. Our westernized environment where high-calorie foods are readily available, represents a major driver of the chronic imbalance between energy intake and energy expenditure that cause obesity. The limited effectiveness of behavioral interventions to manage long-term weight loss highlights the urgent need to develop more effective and minimally invasive approaches to prevent and treat obesity and its comorbidities. The development of gut-targeted therapeutic strategies to improve metabolic health requires a comprehensive understanding of the gut neuroendocrine signaling pathways that, in interaction with the gut microbiota, control feeding behavior to ultimately maintain energy balance. The aim of this thesis has been to gain insight into gut-brain interactions, including those mediated by endocrine, neural and gut microbial components, involved in the control of energy homeostasis, with a focus on obesogenic diet-related dysfunctions that increase susceptibility to develop obesity. In Chapters 1 and 2, we have investigated novel functions of sensory afferent neurons expressing the sodium channel Nav1.8 in the control of energy homeostasis, considering sex-specificities, by generating a mouse model lacking Nav1.8+ neurons through a diphtheria toxin ablation strategy. In Chapter 1, we show that Nav1.8+ neurons are required to control neural and endocrine pathways involved in energy homeostasis in a sex-specific manner. Specifically, ablation of Nav1.8+ neurons in females improves postprandial glucose regulation by enhancing glucagon-like peptide-1 enteroendocrine signaling and accelerating intestinal transit, whereas in males it induces resistance to weight gain in response to an obesogenic diet. To further explore the role of Nav1.8+ neurons in controlling food intake and pre- and post-prandial daily rhythms that influence metabolic phenotype, in Chapter 2 we show in males that ablation of Nav1.8+ sensory neurons impairs the coordinated control of food intake and body weight fluctuations throughout the day. The loss of these neurons also alters the physiological enteroendocrine signaling and daily gut microbiota oscillations in response to the nutritional status (fasting/refeeding cycles) and disrupts intestinal immune homeostasis. In Chapter 3, we used a diet-induced obese mouse model to investigate the mechanisms by which Phascolarctobacterium faecium DSM 32890, a gut bacterial strain isolated from metabolically healthy humans, prevents obesity by modulating food intake. We show that administration of P. faecium reduces caloric intake by promoting hypersecretion of a satiating gastrointestinal hormone, the peptide YY (PYY). Independently of its anorexigenic effects, the bacterium exerts its metabolic benefits via complementary mechanisms, specifically by stimulating intestinal transit and reducing intestinal lipid absorption, thereby preventing body fat accumulation. In conclusion, this doctoral thesis provides preclinical evidence for a better understanding of gut-to-brain neuroendocrine pathways and the role of gut microbiota in the regulation of food intake and energy expenditure. We highlight the importance of Nav1.8+ sensory afferent neurons in gut chemosensing for maintaining energy balance in both sexes, which prompts novel research lines and opportunities to design of sex-specific neuromodulation tools targeting Nav1.8+ neurons for prevention and treatment of diet-induced metabolic disorders. We also highlight that P. faecium is a promising next-generation probiotic candidate, as it modulates the host enteroendocrine system and prevents obesity in a preclinical model. Overall, our findings contribute to the development of gut-based therapeutic strategies to combat obesity and associated comorbidities. / This study has been funded by the European Union 7th Framework Program through the MyNewGut project (Grant agreement No. 613979) and Horizon 2020 research and innovation program under the Marie Sklodowska-Curie grant agreement No. 797297 (MRP), the Spanish Ministry of Science and Innovation (Grant PID2020-119536RB-I00), the European Commission – NextGenerationEU, through the CSIC Interdisciplinary Thematic Platform (PTI+) NEURO- AGING+ (PTI-NEURO-AGING+)”. The grant of the Spanish Ministry of Science and Innovation (MCIN/AEI) to IATA-CSIC as Accredited Center of Excellence (CEX2021-001189-S/ MCIN/AEI / 10.13039/501100011033) is acknowledged. / Bullich Vilarrubias, C. (2024). Influence of gut-to-brain neuroendocrine pathways and intestinal microbiota on energy homeostasis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207342 / Compendio