A paralisia cerebral (PC) é uma complexa desordem da locomoção, postura e do movimento que pode ser causada por uma lesão pré- peri- ou pós-natal ao encéfalo em desenvolvimento. Em ratos, déficits motores semelhantes à PC podem ser induzidos por imobilização dos membros posteriores (restrição sensório-motora; SR), associada ou não à anóxia peri-natal (PA). Além disso, estudos prévios têm mostrado que a exposição prénatal à endotoxina bacteriana (lipopolissacarídeo; LPS) pode contribuir como um fator patogênico para as características da PC. No presente estudo, investigamos os efeitos à longo prazo da exposição pré-natal ao LPS, da anóxia peri-natal e da imobilização dos membros posteriores durante o desenvolvimento em testes de habilidades motoras e na morfologia do sóleo e tibial anterior. LPS, PA e SR sozinhos ou em combinação mostraram-se capazes de induzir déficits motores no Rotarod. Todos os grupos submetidos à SR, associada ou não à outros agressores, apresentaram prejuízos motores, avaliados pela contagem de erros das patas posteriores nos testes da escada horizontal e da barra estreita suspensa. A imobilização, sozinha ou em combinação, levou à atrofia do sóleo, um aumento no comprimento de seus sarcômeros e uma diminuição de sua densidade. A área de secção transversal (AST) das fibras musculares do tibial anterior, comprimento e densidade dos sarcômeros não foram afetadas pela imobilização, mas interessantemente, uma diminuição da AST foi induzida pela associação com LPS e PA. Foi observada a transição do tipo de fibras musculares no sentido lento para rápido tanto no sóleo como no tibial em todos os grupos restritos. Estes dados sustentam achados prévios e sugerem que uma experiência sensório-motor aberrante durante a maturação pode reproduzir desordens no movimento e alterações musculares correlacionadas com as observadas em crianças com PC. / Cerebral palsy (CP) is a complex disorder of locomotion, posture and movements that can be caused by pre-, peri- or postnatal damage to the developing brain. CP-like movement deficits were more reliably reproduced in rats by hind limb sensorimotor restriction (SR) during development than perinatal asphyxia (PA). Additionally, previous studies showed that prenatal exposure to bacterial endotoxin (lipopolisacharide; LPS) contribute as a critical pathogenic factor underlying CP characteristics. In the present study, we investigated the long-term effects of prenatal LPS exposure, perinatal anoxia and hind-limb immobilization during development in motor skills tests and soleus and anterior tibialis muscles’ morphophysiology. LPS, PA and SR alone or in combination showed to induce motor deficits on Rotarod. All goups submitted to SR, associated or not to other treatment exhibited motor impairments, measurable by hind-limb errors counted on horizontal ladder and suspended bar tests. Immobilization alone or in combination induced soleus atrophy, an increase of its sarcomere length and a decrease density. Tibialis anterior cross-section area (CSA), sarcomere length and density were not affected by the immobilization alone, but interestingly, a decrease in CSA was induced by the association with LPS and PA. A slow-to-fast fiber type transition phenomenon was observed on soleus and tibialis anterior only in restricted groups. These data support previous findings and suggest that aberrant sensorimotor experience during maturation can reliably reproduce the disabling movement disorders and muscular alterations correlated to the observed in children with CP.

A paralisia cerebral (PC) é um grupo desordens do movimento e da postura, atribuídos a insultos durante o desenvolvimento do encéfalo. Em ratos, déficits motores semelhantes à PC podem ser induzidos por imobilização dos membros posteriores (restrição sensório-motora; SR), associada ou não à anoxia perinatal (PA). Além disso, PA e SR têm efeitos deletérios distintos, porém complementares, sobre a organização dos mapas dos membros posteriores no córtex somatossensorial (S1). Investigamos se o treinamento de marcha em esteira ergométrica poderia ter efeitos benéficos sobre déficits consequentes à PA, à SR, ou a uma combinação de ambos. Ratos Wistar machos recémnascidos foram divididos em quatro grupos: controle (CT), anóxico (PA), submetidos à restrição sensório-motora (SR) e submetidos a anoxia e restrição sensório-motora (PA-SR). Os ratos foram expostos à PA nos dois primeiros dias pós-natais (P0 e P1) e/ou restrição dos membros posteriores do P2 ao P28, 16 h/dia. Ratos controle e experimentais foram submetidos a treinamento em esteira ergométrica do P31 ao P52. O peso corporal e o padrão de marcha (tamanho da passada e ângulo do pé) foram avaliados durante o treinamento. A área média de secção transversal e a densidade de fibras do músculo sóleo foram medidas. A PA, por si só, não causou alterações da marcha ou déficits musculares. No entanto, esses parâmetros foram aumentados em ratos PA treinados. Animais submetidos à SR, com ou sem PA, apresentaram déficits no ganho de peso corporal, diminuição do tamanho da passada, aumento do ângulo do pé e atrofia de fibras do sóleo. No grupo SR, o treinamento melhorou o ganho de peso corporal e tamanho da passada, e diminuiu o percentual das fibras atróficas. No entanto, no grupo PA-SR, o treinamento melhorou somente o comprimento da passada. Na segunda parte deste estudo, investigou-se se a PA, a SR ou uma combinação de ambas produzem alterações no desenvolvimento sensório-motor. Marcos do desenvolvimento (endireitamento na superfície, aversão à queda, estabilidade em superfície inclinada, reação de colocação dos membros inferiores, sobressalto auditivo, abertura dos olhos), foram avaliados diariamente do P3 ao P14 (durante o período de imobilização). Habilidades motoras (caminhada na escada horizontal e caminhada na barra estreita) foram avaliadas semanalmente (do P31 ao P52). Além disso, no P52 foram medidas a espessura de S1, do córtex cerebelar e do corpo caloso, e os números de células neuronais e gliais em S1 foram contados. Nas avaliações desenvolvimentais, a SR (com ou sem PA) atrasou a estabilidade em superfície inclinada e acelerou o aparecimento da reação de colocação. As habilidades motoras foram significativamente prejudicadas em animais SR (PA ou não). Medidas de espessura não apresentaram diferenças significativas entre os grupos. A contagem de células em S1 mostrou que a PA, associada ou não à SR, aumentou o número de células gliais, enquanto a SR sozinha, reduziu o número de células neuronais. Finalmente, ratos PA-SR tiveram um aumento no tamanho dos somas neuronais. Conclui-se que o treinamento em esteira ergométrica foi capaz de melhorar a marcha em animais submetidos a SR e PA-SR. Além disso, a SR prejudicou a aquisição de marcos do desenvolvimento e das habilidades motoras. Além disso, ambos grupos SR e PA apresentaram alterações histológicas em S1, que podem ter contribuído para os déficits sensório-motores. / Cerebral palsy (CP) is a group of movement and posture disorders attributed to insults in the developing brain. In rats, CP-like motor deficits can be induced by early hind limb immobilization (sensorimotor restriction; SR), associated or not with perinatal anoxia (PA). Also, PA and SR have distinct but additional deleterious effects on the organization of hind limb somatosensory cortical maps. In the first part of this study, we investigated whether treadmill locomotor training could have beneficial effects on deficits consequent to PA, SR or a combination of both. Newborn male Wistar rats were divided into four groups: control (CT), anoxic (PA), sensorimotor-restricted (SR) and anoxic and sensorimotorrestricted (PA-SR). Rats were exposed to PA in the first two postnatal days (P0 and P1) and/or hind-limb SR from P2 to P28 for 16 h/day. Control and experimental rats underwent treadmill training from P31 to P52. Body weight and walking pattern (stride length and foot angle) were measured during treadmill locomotor training. Soleus muscle cross-sectional mean area and fiber density were measured. PA per se did not cause gait or muscle deficits. However, these parameters were increased in trained PA rats. SR animals, either with or without PA, showed deficits in body weight gain, decreased stride length, wider foot angle and soleus fiber atrophy. In the SR group, treadmill training improved body weight gain and stride length, and decreased the percentage of the atrophic fibers However, in the PASR group, training improved stride length only. In the second part of this study, we addressed the question whether PA, early SR and a combination of both produce alterations on sensorimotor development. Developmental milestones (surface righting, cliff aversion, stability on an incline surface, proprioceptive placing, auditory startle, eye opening) were assessed daily from P3 to P14 (during immobilization period). Motor skills (horizontal ladder and beam walking tests) were evaluated weekly (from P31 to P52). Also, on P52 were measured the thickness of S1, cerebellar cortex and corpus callosum, and the neuronal and glial cell numbers in the S1 were counted. In developmental assessments, SR (with or without PA) delayed the stability on an incline surface and hastened placing reflex appearance. The motor skills were significantly impaired in SR animals (PA or not). Tickness measurements did not present differences between groups. Quantitative histology in S1 showed that PA, either alone or associated with SR, increased the number of glial cells, while SR alone reduced neuronal cell numbers. Finally, the combination of PA and SR increased the size of neuronal somata. We conclude that treadmill training were able to improve the gait in SR and PA-SR animals. Also, SR impaired the achievement of developmental milestones and motor skills. Moreover, both SR and PA induced histological alterations in S1, which may have contributed to the sensorimotor deficits.

A hipóxia ambiental afeta os animais em uma ampla extensão de habitats, desde sistemas aquáticos até ambientes terrestres e de altitude. A transição para ambiente com baixo teor de oxigênio requer a supressão coordenada das atividades celulares que são consumidoras e produtoras de ATP, bem como uma reorganização das prioridades para o uso de energia O presente estudo teve como objetivo ampliar o entendimento das estratégias metabólicas utilizadas para a reorganização do consumo energético nas brânquias anteriores e posteriores, músculo mandibular e hepatopancreas de caranguejos Neohelice granulata submetidos ao estresse hipóxico e à reoxigenação, além de determinar a expressão gênica do fator induzível por hipóxia 1 (HIF-1 ) e a sua relação no controle dessas respostas. Para isso foram utilizados caranguejos machos coletados na Lagoa de Tramandaí (RS), submetidos à hipóxia (38 Torr de O2 dissolvido na água) por 1h ou 8h e a períodos de recuperação após hipóxia, em normóxia (155 Torr de O2), por 3h ou 24h após cada período de estresse hipóxico. Durante a hipóxia por 1h e subsequentes períodos de recuperação, a redução na atividade da enzima Na+/K+-ATPase indica que o caranguejo N. granulata apresenta uma estratégia de redução da demanda de ATP. No entanto, a manutenção da atividade da Na+/K+-ATPase em períodos mais prolongados de hipóxia (8h) demonstra que o animal utiliza estratégias alternativas para compensar o gasto energético com a atividade dessa enzima. Em ambos os tempos de hipóxia (1h e 8h), a capacidade de síntese proteica a partir de 14C-leucina se manteve inalterada na maioria dos tecidos estudados, indicando que a estratégia de supressão da síntese de proteínas, para diminuir o consumo de ATP frente ao estresse hipóxico, não foi utilizada pelo caranguejo. Ainda, a manutenção de níveis basais de formação de CO2 a partir de 14C-piruvato, associada ao aumento dos níveis de glicose e lactato na hemolinfa, indicam que a mobilização de glicose nos tecidos excede sua utilização pela via glicolítica, causando seu acúmulo na hemolinfa, e o metabolismo anaeróbio é intensamente utilizado pelo caranguejo durante esse período. Durante a fase de recuperação pós-hipóxia, embora os níveis de glicose e de lactato na hemolinfa diminuam gradativamente, a redução na oxidação de piruvato a CO2 nos tecidos estudados dos animais submetidos à 8h de hipóxia indica que a oxidação destes substratos não é a via utilizada para metabolizar a glicose e/ou lactato produzidos durante o estresse. Por outro lado, o aumento da produção de CO2 nas brânquias anteriores após 24h de recuperação pós-hipóxia de 1h sugere uma participação desse tecido na metabolização desses substratos. Pela primeira vez em N. granulata foi demonstrada a participação do HIF-1 na resposta ao estresse hipóxico e seu possível envolvimento com a mobilização de substratos energéticos. A diminuição na expressão de HIF-1 no músculo, durante a hipóxia de 1h e a recuperação pós-hipóxia, pode ser interpretada como uma resposta ao aumento da concentração da proteína HIF-1 celular. No hepatopancreas, após 24h de reoxigenação, o aumento nos níveis de mRNA de HIF-1 sugere a participação deste gene no controle do metabolismo da glicose no hepatopâncreas de N. granulata. O presente estudo demonstra que as estratégias utilizadas pelo caranguejo N. granulata para reorganizar as prioridades do uso de energia são dependentes do tempo de exposição ao estresse hipóxico e essas respostas são tecidoespecíficas.

Síndrome da apnéia obstrutiva do sono (SAOS) é uma doença crônica comum com importantes consequências cardiovasculares e neuropsiquiátricas. Repetidos eventos de apnéia causam hipóxia intermitente (HI) com alteração de função em diferentes sistemas. Na SAOS ocorre períodos de isquemia e de reperfusão, com isso a formação de radicais livres e estresse oxidativo (EO). Diferentes estudos experimentais na SAOS descrevem o envolvimento do EO e como conseqüência dano hepático entre outros, porem não há relatos de tempo de hipóxia intermitente necessários aos animais de experimentação para simular a apnéia e suas complicações. Assim esse trabalho investiga o tempo de hipóxia intermitente, simulando apnéia do sono, necessário para o desenvolvimento de dano oxidativo e tecidual hepático. Foram utilizados camundongos CF-1(n=36) divididos em três grupos: Sham operated (SO); Hipóxia Intermitente durante 21 dias (HI-21) e Hipóxia Intermitente durante 35 dias (HI-35). Ao termino do experimento os animais foram anestesiados e sangue foi coletado para avaliação de enzimas hepáticas: aspartato amino transferase (AST), alanina aminotransferase (ALT) e fosfatase alcalína (FA) que se apresentaram aumentadas no grupo HI-35 e sem diferença significativa no grupo HI-21. Após a morte dos animais, foi retirado o fígado para avaliações bioquímicas e histológicas. O dano hepático foi avaliado pela técnica de TBARS, no qual foi verificado aumento significativo da lipoperoxidação (LPO) no grupo HI-35 em relação ao SO e sem diferença estatística no HI-21. O dano oxidativo ao DNA avaliado por ensaio cometa mostrou aumento significativo de dano no grupo HI-35. A avaliação das enzimas antioxidantes (AOX): Superóxido dismutase (SOD), Catalase (CAT) e Glutationa Peroxidase (GPx), apresentaram-se diminuídos significativamente no grupo HI-35. A atividade AOX não enzimático avaliada pela glutationa total foi diminuída no grupo HI-35 em comparação ao SO. A avaliação dos metabólitos do óxido nítrico (NO) nitritos e nitratos apresentaram-se aumentados no grupo HI-35. A análise histológica realizada pela coloração de hematoxilina e eosina (HE), mostrou lesão no tecido hepático no grupo HI-35. Desta forma sugerimos que o tempo necessário de hipóxia intermitente, que simula apnéia do sono, para a lesão hepática e estresse oxidativo seja entre 21 e 35 dias.

A paralisia cerebral (PC) é uma complexa desordem da locomoção, postura e do movimento que pode ser causada por uma lesão pré- peri- ou pós-natal ao encéfalo em desenvolvimento. Em ratos, déficits motores semelhantes à PC podem ser induzidos por imobilização dos membros posteriores (restrição sensório-motora; SR), associada ou não à anóxia peri-natal (PA). Além disso, estudos prévios têm mostrado que a exposição prénatal à endotoxina bacteriana (lipopolissacarídeo; LPS) pode contribuir como um fator patogênico para as características da PC. No presente estudo, investigamos os efeitos à longo prazo da exposição pré-natal ao LPS, da anóxia peri-natal e da imobilização dos membros posteriores durante o desenvolvimento em testes de habilidades motoras e na morfologia do sóleo e tibial anterior. LPS, PA e SR sozinhos ou em combinação mostraram-se capazes de induzir déficits motores no Rotarod. Todos os grupos submetidos à SR, associada ou não à outros agressores, apresentaram prejuízos motores, avaliados pela contagem de erros das patas posteriores nos testes da escada horizontal e da barra estreita suspensa. A imobilização, sozinha ou em combinação, levou à atrofia do sóleo, um aumento no comprimento de seus sarcômeros e uma diminuição de sua densidade. A área de secção transversal (AST) das fibras musculares do tibial anterior, comprimento e densidade dos sarcômeros não foram afetadas pela imobilização, mas interessantemente, uma diminuição da AST foi induzida pela associação com LPS e PA. Foi observada a transição do tipo de fibras musculares no sentido lento para rápido tanto no sóleo como no tibial em todos os grupos restritos. Estes dados sustentam achados prévios e sugerem que uma experiência sensório-motor aberrante durante a maturação pode reproduzir desordens no movimento e alterações musculares correlacionadas com as observadas em crianças com PC. / Cerebral palsy (CP) is a complex disorder of locomotion, posture and movements that can be caused by pre-, peri- or postnatal damage to the developing brain. CP-like movement deficits were more reliably reproduced in rats by hind limb sensorimotor restriction (SR) during development than perinatal asphyxia (PA). Additionally, previous studies showed that prenatal exposure to bacterial endotoxin (lipopolisacharide; LPS) contribute as a critical pathogenic factor underlying CP characteristics. In the present study, we investigated the long-term effects of prenatal LPS exposure, perinatal anoxia and hind-limb immobilization during development in motor skills tests and soleus and anterior tibialis muscles’ morphophysiology. LPS, PA and SR alone or in combination showed to induce motor deficits on Rotarod. All goups submitted to SR, associated or not to other treatment exhibited motor impairments, measurable by hind-limb errors counted on horizontal ladder and suspended bar tests. Immobilization alone or in combination induced soleus atrophy, an increase of its sarcomere length and a decrease density. Tibialis anterior cross-section area (CSA), sarcomere length and density were not affected by the immobilization alone, but interestingly, a decrease in CSA was induced by the association with LPS and PA. A slow-to-fast fiber type transition phenomenon was observed on soleus and tibialis anterior only in restricted groups. These data support previous findings and suggest that aberrant sensorimotor experience during maturation can reliably reproduce the disabling movement disorders and muscular alterations correlated to the observed in children with CP.

A paralisia cerebral (PC) é um grupo desordens do movimento e da postura, atribuídos a insultos durante o desenvolvimento do encéfalo. Em ratos, déficits motores semelhantes à PC podem ser induzidos por imobilização dos membros posteriores (restrição sensório-motora; SR), associada ou não à anoxia perinatal (PA). Além disso, PA e SR têm efeitos deletérios distintos, porém complementares, sobre a organização dos mapas dos membros posteriores no córtex somatossensorial (S1). Investigamos se o treinamento de marcha em esteira ergométrica poderia ter efeitos benéficos sobre déficits consequentes à PA, à SR, ou a uma combinação de ambos. Ratos Wistar machos recémnascidos foram divididos em quatro grupos: controle (CT), anóxico (PA), submetidos à restrição sensório-motora (SR) e submetidos a anoxia e restrição sensório-motora (PA-SR). Os ratos foram expostos à PA nos dois primeiros dias pós-natais (P0 e P1) e/ou restrição dos membros posteriores do P2 ao P28, 16 h/dia. Ratos controle e experimentais foram submetidos a treinamento em esteira ergométrica do P31 ao P52. O peso corporal e o padrão de marcha (tamanho da passada e ângulo do pé) foram avaliados durante o treinamento. A área média de secção transversal e a densidade de fibras do músculo sóleo foram medidas. A PA, por si só, não causou alterações da marcha ou déficits musculares. No entanto, esses parâmetros foram aumentados em ratos PA treinados. Animais submetidos à SR, com ou sem PA, apresentaram déficits no ganho de peso corporal, diminuição do tamanho da passada, aumento do ângulo do pé e atrofia de fibras do sóleo. No grupo SR, o treinamento melhorou o ganho de peso corporal e tamanho da passada, e diminuiu o percentual das fibras atróficas. No entanto, no grupo PA-SR, o treinamento melhorou somente o comprimento da passada. Na segunda parte deste estudo, investigou-se se a PA, a SR ou uma combinação de ambas produzem alterações no desenvolvimento sensório-motor. Marcos do desenvolvimento (endireitamento na superfície, aversão à queda, estabilidade em superfície inclinada, reação de colocação dos membros inferiores, sobressalto auditivo, abertura dos olhos), foram avaliados diariamente do P3 ao P14 (durante o período de imobilização). Habilidades motoras (caminhada na escada horizontal e caminhada na barra estreita) foram avaliadas semanalmente (do P31 ao P52). Além disso, no P52 foram medidas a espessura de S1, do córtex cerebelar e do corpo caloso, e os números de células neuronais e gliais em S1 foram contados. Nas avaliações desenvolvimentais, a SR (com ou sem PA) atrasou a estabilidade em superfície inclinada e acelerou o aparecimento da reação de colocação. As habilidades motoras foram significativamente prejudicadas em animais SR (PA ou não). Medidas de espessura não apresentaram diferenças significativas entre os grupos. A contagem de células em S1 mostrou que a PA, associada ou não à SR, aumentou o número de células gliais, enquanto a SR sozinha, reduziu o número de células neuronais. Finalmente, ratos PA-SR tiveram um aumento no tamanho dos somas neuronais. Conclui-se que o treinamento em esteira ergométrica foi capaz de melhorar a marcha em animais submetidos a SR e PA-SR. Além disso, a SR prejudicou a aquisição de marcos do desenvolvimento e das habilidades motoras. Além disso, ambos grupos SR e PA apresentaram alterações histológicas em S1, que podem ter contribuído para os déficits sensório-motores. / Cerebral palsy (CP) is a group of movement and posture disorders attributed to insults in the developing brain. In rats, CP-like motor deficits can be induced by early hind limb immobilization (sensorimotor restriction; SR), associated or not with perinatal anoxia (PA). Also, PA and SR have distinct but additional deleterious effects on the organization of hind limb somatosensory cortical maps. In the first part of this study, we investigated whether treadmill locomotor training could have beneficial effects on deficits consequent to PA, SR or a combination of both. Newborn male Wistar rats were divided into four groups: control (CT), anoxic (PA), sensorimotor-restricted (SR) and anoxic and sensorimotorrestricted (PA-SR). Rats were exposed to PA in the first two postnatal days (P0 and P1) and/or hind-limb SR from P2 to P28 for 16 h/day. Control and experimental rats underwent treadmill training from P31 to P52. Body weight and walking pattern (stride length and foot angle) were measured during treadmill locomotor training. Soleus muscle cross-sectional mean area and fiber density were measured. PA per se did not cause gait or muscle deficits. However, these parameters were increased in trained PA rats. SR animals, either with or without PA, showed deficits in body weight gain, decreased stride length, wider foot angle and soleus fiber atrophy. In the SR group, treadmill training improved body weight gain and stride length, and decreased the percentage of the atrophic fibers However, in the PASR group, training improved stride length only. In the second part of this study, we addressed the question whether PA, early SR and a combination of both produce alterations on sensorimotor development. Developmental milestones (surface righting, cliff aversion, stability on an incline surface, proprioceptive placing, auditory startle, eye opening) were assessed daily from P3 to P14 (during immobilization period). Motor skills (horizontal ladder and beam walking tests) were evaluated weekly (from P31 to P52). Also, on P52 were measured the thickness of S1, cerebellar cortex and corpus callosum, and the neuronal and glial cell numbers in the S1 were counted. In developmental assessments, SR (with or without PA) delayed the stability on an incline surface and hastened placing reflex appearance. The motor skills were significantly impaired in SR animals (PA or not). Tickness measurements did not present differences between groups. Quantitative histology in S1 showed that PA, either alone or associated with SR, increased the number of glial cells, while SR alone reduced neuronal cell numbers. Finally, the combination of PA and SR increased the size of neuronal somata. We conclude that treadmill training were able to improve the gait in SR and PA-SR animals. Also, SR impaired the achievement of developmental milestones and motor skills. Moreover, both SR and PA induced histological alterations in S1, which may have contributed to the sensorimotor deficits.

A hipóxia ambiental afeta os animais em uma ampla extensão de habitats, desde sistemas aquáticos até ambientes terrestres e de altitude. A transição para ambiente com baixo teor de oxigênio requer a supressão coordenada das atividades celulares que são consumidoras e produtoras de ATP, bem como uma reorganização das prioridades para o uso de energia O presente estudo teve como objetivo ampliar o entendimento das estratégias metabólicas utilizadas para a reorganização do consumo energético nas brânquias anteriores e posteriores, músculo mandibular e hepatopancreas de caranguejos Neohelice granulata submetidos ao estresse hipóxico e à reoxigenação, além de determinar a expressão gênica do fator induzível por hipóxia 1 (HIF-1 ) e a sua relação no controle dessas respostas. Para isso foram utilizados caranguejos machos coletados na Lagoa de Tramandaí (RS), submetidos à hipóxia (38 Torr de O2 dissolvido na água) por 1h ou 8h e a períodos de recuperação após hipóxia, em normóxia (155 Torr de O2), por 3h ou 24h após cada período de estresse hipóxico. Durante a hipóxia por 1h e subsequentes períodos de recuperação, a redução na atividade da enzima Na+/K+-ATPase indica que o caranguejo N. granulata apresenta uma estratégia de redução da demanda de ATP. No entanto, a manutenção da atividade da Na+/K+-ATPase em períodos mais prolongados de hipóxia (8h) demonstra que o animal utiliza estratégias alternativas para compensar o gasto energético com a atividade dessa enzima. Em ambos os tempos de hipóxia (1h e 8h), a capacidade de síntese proteica a partir de 14C-leucina se manteve inalterada na maioria dos tecidos estudados, indicando que a estratégia de supressão da síntese de proteínas, para diminuir o consumo de ATP frente ao estresse hipóxico, não foi utilizada pelo caranguejo. Ainda, a manutenção de níveis basais de formação de CO2 a partir de 14C-piruvato, associada ao aumento dos níveis de glicose e lactato na hemolinfa, indicam que a mobilização de glicose nos tecidos excede sua utilização pela via glicolítica, causando seu acúmulo na hemolinfa, e o metabolismo anaeróbio é intensamente utilizado pelo caranguejo durante esse período. Durante a fase de recuperação pós-hipóxia, embora os níveis de glicose e de lactato na hemolinfa diminuam gradativamente, a redução na oxidação de piruvato a CO2 nos tecidos estudados dos animais submetidos à 8h de hipóxia indica que a oxidação destes substratos não é a via utilizada para metabolizar a glicose e/ou lactato produzidos durante o estresse. Por outro lado, o aumento da produção de CO2 nas brânquias anteriores após 24h de recuperação pós-hipóxia de 1h sugere uma participação desse tecido na metabolização desses substratos. Pela primeira vez em N. granulata foi demonstrada a participação do HIF-1 na resposta ao estresse hipóxico e seu possível envolvimento com a mobilização de substratos energéticos. A diminuição na expressão de HIF-1 no músculo, durante a hipóxia de 1h e a recuperação pós-hipóxia, pode ser interpretada como uma resposta ao aumento da concentração da proteína HIF-1 celular. No hepatopancreas, após 24h de reoxigenação, o aumento nos níveis de mRNA de HIF-1 sugere a participação deste gene no controle do metabolismo da glicose no hepatopâncreas de N. granulata. O presente estudo demonstra que as estratégias utilizadas pelo caranguejo N. granulata para reorganizar as prioridades do uso de energia são dependentes do tempo de exposição ao estresse hipóxico e essas respostas são tecidoespecíficas.

A paralisia cerebral (PC) é um grupo desordens do movimento e da postura, atribuídos a insultos durante o desenvolvimento do encéfalo. Em ratos, déficits motores semelhantes à PC podem ser induzidos por imobilização dos membros posteriores (restrição sensório-motora; SR), associada ou não à anoxia perinatal (PA). Além disso, PA e SR têm efeitos deletérios distintos, porém complementares, sobre a organização dos mapas dos membros posteriores no córtex somatossensorial (S1). Investigamos se o treinamento de marcha em esteira ergométrica poderia ter efeitos benéficos sobre déficits consequentes à PA, à SR, ou a uma combinação de ambos. Ratos Wistar machos recémnascidos foram divididos em quatro grupos: controle (CT), anóxico (PA), submetidos à restrição sensório-motora (SR) e submetidos a anoxia e restrição sensório-motora (PA-SR). Os ratos foram expostos à PA nos dois primeiros dias pós-natais (P0 e P1) e/ou restrição dos membros posteriores do P2 ao P28, 16 h/dia. Ratos controle e experimentais foram submetidos a treinamento em esteira ergométrica do P31 ao P52. O peso corporal e o padrão de marcha (tamanho da passada e ângulo do pé) foram avaliados durante o treinamento. A área média de secção transversal e a densidade de fibras do músculo sóleo foram medidas. A PA, por si só, não causou alterações da marcha ou déficits musculares. No entanto, esses parâmetros foram aumentados em ratos PA treinados. Animais submetidos à SR, com ou sem PA, apresentaram déficits no ganho de peso corporal, diminuição do tamanho da passada, aumento do ângulo do pé e atrofia de fibras do sóleo. No grupo SR, o treinamento melhorou o ganho de peso corporal e tamanho da passada, e diminuiu o percentual das fibras atróficas. No entanto, no grupo PA-SR, o treinamento melhorou somente o comprimento da passada. Na segunda parte deste estudo, investigou-se se a PA, a SR ou uma combinação de ambas produzem alterações no desenvolvimento sensório-motor. Marcos do desenvolvimento (endireitamento na superfície, aversão à queda, estabilidade em superfície inclinada, reação de colocação dos membros inferiores, sobressalto auditivo, abertura dos olhos), foram avaliados diariamente do P3 ao P14 (durante o período de imobilização). Habilidades motoras (caminhada na escada horizontal e caminhada na barra estreita) foram avaliadas semanalmente (do P31 ao P52). Além disso, no P52 foram medidas a espessura de S1, do córtex cerebelar e do corpo caloso, e os números de células neuronais e gliais em S1 foram contados. Nas avaliações desenvolvimentais, a SR (com ou sem PA) atrasou a estabilidade em superfície inclinada e acelerou o aparecimento da reação de colocação. As habilidades motoras foram significativamente prejudicadas em animais SR (PA ou não). Medidas de espessura não apresentaram diferenças significativas entre os grupos. A contagem de células em S1 mostrou que a PA, associada ou não à SR, aumentou o número de células gliais, enquanto a SR sozinha, reduziu o número de células neuronais. Finalmente, ratos PA-SR tiveram um aumento no tamanho dos somas neuronais. Conclui-se que o treinamento em esteira ergométrica foi capaz de melhorar a marcha em animais submetidos a SR e PA-SR. Além disso, a SR prejudicou a aquisição de marcos do desenvolvimento e das habilidades motoras. Além disso, ambos grupos SR e PA apresentaram alterações histológicas em S1, que podem ter contribuído para os déficits sensório-motores. / Cerebral palsy (CP) is a group of movement and posture disorders attributed to insults in the developing brain. In rats, CP-like motor deficits can be induced by early hind limb immobilization (sensorimotor restriction; SR), associated or not with perinatal anoxia (PA). Also, PA and SR have distinct but additional deleterious effects on the organization of hind limb somatosensory cortical maps. In the first part of this study, we investigated whether treadmill locomotor training could have beneficial effects on deficits consequent to PA, SR or a combination of both. Newborn male Wistar rats were divided into four groups: control (CT), anoxic (PA), sensorimotor-restricted (SR) and anoxic and sensorimotorrestricted (PA-SR). Rats were exposed to PA in the first two postnatal days (P0 and P1) and/or hind-limb SR from P2 to P28 for 16 h/day. Control and experimental rats underwent treadmill training from P31 to P52. Body weight and walking pattern (stride length and foot angle) were measured during treadmill locomotor training. Soleus muscle cross-sectional mean area and fiber density were measured. PA per se did not cause gait or muscle deficits. However, these parameters were increased in trained PA rats. SR animals, either with or without PA, showed deficits in body weight gain, decreased stride length, wider foot angle and soleus fiber atrophy. In the SR group, treadmill training improved body weight gain and stride length, and decreased the percentage of the atrophic fibers However, in the PASR group, training improved stride length only. In the second part of this study, we addressed the question whether PA, early SR and a combination of both produce alterations on sensorimotor development. Developmental milestones (surface righting, cliff aversion, stability on an incline surface, proprioceptive placing, auditory startle, eye opening) were assessed daily from P3 to P14 (during immobilization period). Motor skills (horizontal ladder and beam walking tests) were evaluated weekly (from P31 to P52). Also, on P52 were measured the thickness of S1, cerebellar cortex and corpus callosum, and the neuronal and glial cell numbers in the S1 were counted. In developmental assessments, SR (with or without PA) delayed the stability on an incline surface and hastened placing reflex appearance. The motor skills were significantly impaired in SR animals (PA or not). Tickness measurements did not present differences between groups. Quantitative histology in S1 showed that PA, either alone or associated with SR, increased the number of glial cells, while SR alone reduced neuronal cell numbers. Finally, the combination of PA and SR increased the size of neuronal somata. We conclude that treadmill training were able to improve the gait in SR and PA-SR animals. Also, SR impaired the achievement of developmental milestones and motor skills. Moreover, both SR and PA induced histological alterations in S1, which may have contributed to the sensorimotor deficits.

A hipóxia ambiental afeta os animais em uma ampla extensão de habitats, desde sistemas aquáticos até ambientes terrestres e de altitude. A transição para ambiente com baixo teor de oxigênio requer a supressão coordenada das atividades celulares que são consumidoras e produtoras de ATP, bem como uma reorganização das prioridades para o uso de energia O presente estudo teve como objetivo ampliar o entendimento das estratégias metabólicas utilizadas para a reorganização do consumo energético nas brânquias anteriores e posteriores, músculo mandibular e hepatopancreas de caranguejos Neohelice granulata submetidos ao estresse hipóxico e à reoxigenação, além de determinar a expressão gênica do fator induzível por hipóxia 1 (HIF-1 ) e a sua relação no controle dessas respostas. Para isso foram utilizados caranguejos machos coletados na Lagoa de Tramandaí (RS), submetidos à hipóxia (38 Torr de O2 dissolvido na água) por 1h ou 8h e a períodos de recuperação após hipóxia, em normóxia (155 Torr de O2), por 3h ou 24h após cada período de estresse hipóxico. Durante a hipóxia por 1h e subsequentes períodos de recuperação, a redução na atividade da enzima Na+/K+-ATPase indica que o caranguejo N. granulata apresenta uma estratégia de redução da demanda de ATP. No entanto, a manutenção da atividade da Na+/K+-ATPase em períodos mais prolongados de hipóxia (8h) demonstra que o animal utiliza estratégias alternativas para compensar o gasto energético com a atividade dessa enzima. Em ambos os tempos de hipóxia (1h e 8h), a capacidade de síntese proteica a partir de 14C-leucina se manteve inalterada na maioria dos tecidos estudados, indicando que a estratégia de supressão da síntese de proteínas, para diminuir o consumo de ATP frente ao estresse hipóxico, não foi utilizada pelo caranguejo. Ainda, a manutenção de níveis basais de formação de CO2 a partir de 14C-piruvato, associada ao aumento dos níveis de glicose e lactato na hemolinfa, indicam que a mobilização de glicose nos tecidos excede sua utilização pela via glicolítica, causando seu acúmulo na hemolinfa, e o metabolismo anaeróbio é intensamente utilizado pelo caranguejo durante esse período. Durante a fase de recuperação pós-hipóxia, embora os níveis de glicose e de lactato na hemolinfa diminuam gradativamente, a redução na oxidação de piruvato a CO2 nos tecidos estudados dos animais submetidos à 8h de hipóxia indica que a oxidação destes substratos não é a via utilizada para metabolizar a glicose e/ou lactato produzidos durante o estresse. Por outro lado, o aumento da produção de CO2 nas brânquias anteriores após 24h de recuperação pós-hipóxia de 1h sugere uma participação desse tecido na metabolização desses substratos. Pela primeira vez em N. granulata foi demonstrada a participação do HIF-1 na resposta ao estresse hipóxico e seu possível envolvimento com a mobilização de substratos energéticos. A diminuição na expressão de HIF-1 no músculo, durante a hipóxia de 1h e a recuperação pós-hipóxia, pode ser interpretada como uma resposta ao aumento da concentração da proteína HIF-1 celular. No hepatopancreas, após 24h de reoxigenação, o aumento nos níveis de mRNA de HIF-1 sugere a participação deste gene no controle do metabolismo da glicose no hepatopâncreas de N. granulata. O presente estudo demonstra que as estratégias utilizadas pelo caranguejo N. granulata para reorganizar as prioridades do uso de energia são dependentes do tempo de exposição ao estresse hipóxico e essas respostas são tecidoespecíficas.

Com objetivos de validar o modelo de anóxia neonatal apresentado e analisar a distribuição de neurônios imunorreativos à proteína Fos (IR-Fos) no encéfalo de ratos neonatos submetidos ao insulto anóxico, foram utilizados 24 ratos wistar neonatos machos divididos em dois grupos: Anóxia (n=12) e Controle (n=12). O grupo Anóxia apresentou decréscimo de 75% no valor da saturação periférica de oxigênio durante a exposição ao nitrogênio, enquanto o Controle não apresentou alterações nos valores (97%±0,5). A análise do número de células IR-Fos mostrou ativação de áreas encefálicas relacionadas ao controle da respiração, estruturas límbicas e núcleos da rafe. Tais dados sugerem que o modelo experimental de anóxia neonatal utilizado é eficiente em produzir privação temporária de oxigênio em ratos neonatos, levando a respostas condizentes com a anóxia. Espera-se, com estes resultados, facilitar a compreensão dos eventos relacionados à neurodegeneração e neurorregeneração após anóxia neonatal e, se possível, abrir caminho para novas abordagens e perspectivas terapêuticas. / The aim of this study is to validate the experimental model of neonatal anoxia and evaluate by Fos imunoreactivity (Fos-IR) the effects of anoxic insult. Twenty-four male wistar neonates (weighting 6-8g) were divided in two groups: Anoxia (n=12) and Control (n=12). The anoxic group presented decrease of 75% in the value of the peripheric saturation of oxygen during exposure to the nitrogen while control group did not present alterations in the values of the peripheric saturation of oxygen during the studied time (97 % ± 0,5). These data suggest that the experimental model of neonatal anoxia presented is efficient in producing temporary deprivation of oxygen in neonates rats, leading to responses that characterize anoxia. Fos-IR neurons analisis showed important activation of respiratory regions, limbic strutures and raphe nuclei in anoxic group when compared to control group. We hope facilitate the understanding of neonatal anoxia neurodegeneration and neuroregeneration and possibly contribute for new approaches and therapeutic perspectives.