Pacientes com epilepsia farmacorresistente, frequentemente, possuem lesões extrahipocampais como etiologia. Muitas vezes, estes pacientes se beneficiam de lesionectomias para redução da ocorrência de crises epilépticas. Para que possam se submeter a este procedimento, atualmente é necessário o uso tanto da videoeletroencefalografia prolongada (VEEG) quanto da imagem de ressonância magnética do encéfalo (IRM) para delimitação apurada da zona epileptogênica, local que deve ser ressecado para controle das crises. No presente trabalho, foi estudada a acurácia diagnóstica da VEEG e da IRM na determinação da zona epileptogênica de pacientes com displasia cortical focal. Comparou-se os locais de ocorrência da zona de início ictal (VEEG) e da lesão epileptogênica (IRM) se concordantes ou discordantes com o local da cirurgia. Foram revisados os prontuários médicos de 209 pacientes, sendo o padrão de referência (local da cirurgia) e tempo de acompanhamento pós-operatório superior a 12 meses disponíveis em 43 pacientes. A VEEG apresentou sensibilidade de 85,7% (IC 95% 62,6-96,2) e especificidade de 41,1% (IC 95% 19,4-66,5), com valor preditivo positivo de 64,2% (IC 95% 44,1-80,6) e valor preditivo negativo de 70% (IC 95% 35,3-91,9). A IRM apresentou sensibilidade de 91,6% (IC 95% 71,5-98,5) e especificidade de 36,8% (IC 95% 17,2-61,3), com valor preditivo positivo de 64,7% (IC 95% 46,4-79,6) e valor preditivo negativo de 77,7% (IC 95% 40,1-96). As diferenças de sensibilidade e especificidade, áreas sob as curvas ROC e os índices de Youden não foram significativas. A concordância dos resultados da VEEG e da IRM foi moderada (k=0,599; p<0,01; IC 95% 0,468-0,730). / Patients with drug-resistant epilepsy frequently have extrahippocampal lesions as etiology. A large proportion of these patients might benefit from lesionectomy for the reduction of seizures. For surgery to be undertaken, it is usually performed both long-term videoelectroencephalography monitoring (VEEG) and magnetic resonance imaging of the brain (MRI) for the precise delimitation of the epileptogenic zone, the region that must be resected for seizure control. In the present study, the diagnostic accuracy of VEEG and MRI were studied in the localization of the epileptogenic zone in patients with focal cortical dysplasia. The seizure-onset zone (VEEG) and the region of epileptogenic lesion (MRI) were compared whereas concordant or discordant regarding surgery region. Medical charts of 209 patients were reviewed, being the reference standard (surgery region) and post-surgical follow-up longer than 12 months available in 43 patients. Videoelectroencephalography has a sensitivity of 85.7% (95% CI 62.6-96.2) and specificity of 41.1% (95% CI 19.4-66.5), with positive predictive value of 64.2% (95% CI 44.1-80.6) and negative predictive value of 70% (95% CI 35.3-91.9). Magnetic resonance imaging has a sensitivity of 91.6% (95% CI 71.5-98.5) and specificity of 36.8% (95% CI 17.2-61.3), with positive predictive value of 64.7% (95% CI 46.4-79.6) and negative predictive value of 77.7% (95% CI 40.1-96). The differences of sensitivity and specificity, areas under the ROC curves and Youden\'s indexes were not significant. The concordance between the results of VEEG and MRI was moderate (k=0.599; p<0.01; 95% CI 0.468-0.730).

O objetivo principal foi investigar se o osso cortical apresenta comportamento bimodular, ou seja, se os valores de módulo de elasticidade (E) dependem do tipo de carregamento que o método utiliza. Para alcançá-lo foi preciso: (1) \"calibrar\" os diferentes métodos em um material conhecidamente unimodular, para afastar a possibilidade de erros ligados à execução de um método. (2) Depurar os métodos já calibrados para torná-los exequíveis em osso cortical. O que foi feito em espécimes de resina composta, que é um material unimodular e com E parecido com o do osso cortical. Foi investigado se o método de medida interfere no valor do E obtido neste material (pois, pelas informações da literatura, existia uma dúvida consistente). Finalmente, (3) foi avaliado se o método de medida, a região anatômica e o indivíduo interferem nos valores de E em espécimes de osso cortical. Adicionalmente, (4) verificou-se a possibilidade de se encontrar e validar uma correlação entre E e dureza Knoop (KH), para medir o E de resinas compostas indiretamente. Espécimes de latão (n = 5) tiveram o seu E calculado por quatro métodos estáticos diferentes (flexão em três pontos; tração; compressão e método de Marshall), que foram calibrados até que todos medissem o valor esperado; os valores de cada método foram comparados por análise de variância de medidas repetidas (o método foi o fator vinculado e o nível de significância foi de 5%). Espécimes (n = 4) de cinco marcas diferentes de resina composta, também foram submetidos aos quatro métodos, fazendo as adaptações pertinentes (depuração), e tiveram o seu E calculado. Estes valores foram submetidos à análise de variância de medidas repetidas (o método foi o fator vinculado e o nível de significância foi de 5 %). Espécimes (n = 48) obtidos em diferentes regiões (periósteo, endósteo e \"transversal\") de fêmures de quatro bois diferentes tiveram seu E calculado através dos métodos devidamente depurados (flexão em três pontos, tração indireta e compressão). Os valores de E foram submetidos a análises de variâncias (nível de significância de 5 %) para avaliar a influência do método, da região e do indivíduo (bois diferentes) sobre os valores de E. O método experimental de tração não foi utilizado para analisar o comportamento bimodular, porque durantes os ensaios com osso cortical, ele apresentou valores com viés. Por isso, os valores de tração foram calculados de forma indireta (Eti) através de uma equação e dos valores experimentais de flexão em três pontos (Eb) e compressão (Ec). Para validar o uso de valores de Eti, eles foram comparados com os respectivos valores de tração experimental (Et) calculados previamente nos espécimes de resinas compostas por análise de variância de medidas repetidas, e não foram achadas diferenças significantes (p > 0,05). Para encontrar e validar a correlação entre E e KH, os valores médios de E em cada espécime de resina (média do E obtido nos 4 métodos em cada espécime) foram submetidos ao teste de correlação de Pearson (nível de significância de 5%) com os respectivos valores experimentais de dureza Knoop (KH) e foi obtida uma equação de regressão linear. Para validar a equação foi confeccionado um segundo grupo de espécimes de resina (de marcas diferentes das utilizadas anteriormente) que teve seu E calculado pelo ensaio de flexão (Eb) e pela equação de regressão proposta previamente (Er); verificou-se então se a correlação entre estes valores (Eb x Er) era significante (nível de significância de 5 %), e se a nova reta de regressão apresentava coeficiente angular não diferente de 1, e coeficiente constante não diferente de zero (critérios de validação). A análise de variância não apontou diferença significante (p > 0,05) entre os valores de E calculados para o metal pelos 4 métodos, e os valores obtidos não diferiram do E conhecido do latão (ao redor de 100 GPa). As depurações necessárias foram realizadas e com elas os diferentes métodos calcularam o E dos espécimes de resina composta de modo consistente: a análise de variância encontrou diferenças significantes (p < 0,05) entre marcas (cujos E médios cobriram a faixa entre 3 e 20 GPa) e não significantes entre os 4 métodos (p > 0,05). Nos espécimes de osso cortical o valor de E foi significantemente dependente (p < 0,05) do método de obtenção (Eti > Eb > Ec). O E dos espécimes obtidos na região \"transversal\" foi menor que o E dos espécimes obtidos na região do endósteo (p < 0,05); no entanto, não houve diferença significante (p > 0,05) entre o E dos espécimes obtidos nas regiões do endósteo e periósteo e entre o E dos espécimes obtidos nas regiões do periósteo e \"transversal\". Ao considerar somente os valores obtidos no ensaio de compressão (Ec), um dos indivíduos apresentou valores de E maiores que os demais (p < 0,05). As médias de E (dos quatro métodos) em cada espécime de resina apresentaram correlação significante com os respectivos valores de KH (p < 0,05) e a equação de regressão linear: E = 0,1602 KH. Também foi significante (p < 0,05) a correlação dos valores de Eb com os respectivos valores de Er (calculados pela regressão E = 0,1602 KH); além disso, a reta de regressão linear desta nova correlação (Eb = 1,0088Er + 0,0475) apresentou coeficiente angular não diferente de 1 e coeficiente constante não diferente de zero. Pode-se concluir que: (1) Quatro métodos de medir o E apresentaram resultados semelhantes em um material metálico. (2) Estes mesmos métodos foram depurados com sucesso para sua utilização em espécimes de osso cortical ao constatar que também não interferiram no valor do E obtido em espécimes semelhantes aos de osso, confeccionados com resinas compostas. (3) Os valores de E de osso cortical dependem do método de medida, o que demonstra seu comportamento bimodular. A região anatômica e o indivíduo também afetam os valores de E dos espécimes de osso cortical (o indivíduo só foi um fator significante ao considerar somente os valores obtidos no ensaio de compressão). (4) Foi encontrada e validada uma correlação entre E e KH em resinas compostas, que permite calcular o E deste material através da regressão E = 0,1602 KH. / The main objective was to investigate whether the cortical bone has a bimodular behavior, that is, if the values of elastic modulus (E) depend on the load type used by the method. To achieve this, it was necessary: (1) \"calibrate\" the different methods in a material with well-known unimodular behavior, for excluding the possibility of systematic errors in the execution of the methods. (2) Depurate the calibrated methods to make them executable in cortical bone. This was made on specimens of composite resin, which is a unimodular material and has an E similar to that of cortical bone. It was also investigated if the method of measuring the E influences the obtained value in this material (because there was a consistent doubt in the literature). Finally (3), we assessed whether the E values in cortical bone are influenced by the measurement method, by the anatomical region and by the individual. Additionally, (4) it was verified if it would be possible suggesting and validating a correlation between E and Knoop hardness (KH), to indirectly measure the E of composite resins. Brass specimens (n = 5) had their E calculated by four different static methods (three point bending, tensile, compression and Marshall\'s method), which were calibrated until all the methods were capable of measuring the expected value; the E values of each method were compared by analysis of variance of repeated measures (the method was the linked factor and the significance level was 5%). Specimens (n = 4) of five different composite resins were also subjected to the four methods, making the relevant adjustments (depuration), and had their E calculated. These values were subjected to analysis of variance of repeated measures (the method was the linked factor and the significance level was 5%); Specimens (n = 48) obtained in different regions (periosteum, endosteum and \"transverse\") of bovine femurs from four different individual had their E calculated using the depurated methods (three point bending, indirect tensile and compression). The E values were subjected to analyzes of variance (significance level of 5%) to evaluate the influence of the method, of the region and of the individual (different cattle) in the E values. The experimental tensile method was not used to analyze the bimodular behavior because during tests on cortical bone, this method showed values with bias. Therefore, the tensile values were indirectly calculated (Eti) by a formula and by the experimental values of E calculated by three point bending (Eb) and compression (Ec). To validate the use of Eti values, they were compared with the corresponding tensile experimental values (Et) previously measured in the composite resins specimens by analysis of variance (repeated measures), and no significant difference was found (p > 0.05). For suggesting and validating the correlation between E and KH, the average values of E of each composite specimen (mean of E obtained considering the values of the four methods in each specimen) were submitted to the Pearson\'s correlation test (significance level of 5 %) with the corresponding experimental KH values and it was obtained the linear regression equation. To validate this equation, it was made a second group of composite resins specimens (with different brands of the previously used) in which the E was calculated by three point bending test (Eb) and by regression equation previously proposed (Er); then it was checked whether the correlation between these values (Eb x Er) was significant (significance level of 5 %), and if the new regression line showed angular coefficient no different from one, and constant coefficient no different from zero (validation criteria). The analysis of variance showed no significant difference (p > 0.05) among the E values calculated for the metal specimens by the four methods; the obtained values did not differ from the known E of the brass (about 100 GPa). The necessary adjustments (depuration) were made and then the different methods calculated the E of the composite resin specimens consistently: the analysis of variance found significant difference (p < 0.05) between composite brands (whose E mean covered the range between 3 and 20 GPa) and no significant difference among the four methods (p> 0.05). In the specimens of cortical bone, the E values were significantly dependent (p < 0.05) of the obtainment method (Eti > Eb> Ec). The E values of the \"transversal\" specimens were lower than the endosteum specimens (p < 0.05); but there was no significant difference (p > 0.05) between the E of endosteum specimens and periosteum specimens and between the E of periosteum specimens and \"transversal\" specimens. When considering just E values of the compression method, one cattle showed higher E values than the others (p < 0.05). The mean of the four methods for each specimen composite resin exhibited a significant correlation with the respective KH values (p < 0.05) and the linear regression equation: E = 0.1602 KH. It was also significant (p < 0.05) the correlation between Eb and the respective Er values (calculated by the regression E = 0.1602 KH); furthermore, the linear regression of this new correlation (Eb = 1.0088Er + 0.0475) presented angular coefficient no different from 1, and constant coefficient no different from zero. It can be concluded that: (1) Four methods of E measuring showed similar results in a metallic material. (2) The same methods were successfully depurated for their execution in cortical bone specimens, since the measurement method did not affect the obtained E value in resin composites (that is a material with E value similar to cortical bone); (3) The E values of cortical bone depend on the measurement method, which demonstrates its bimodular behavior. The anatomical region and the individual also affect the E values of the cortical bone specimens (the individual was a significant factor only when considering just the E values obtained in the compression test). A correlation between E and KH that allows the E estimation by the regression E = 0.1602 KH was suggested and validated in composite resins.

L’os présente la propriété remarquable de s’adapter à son environnement et s’est forgé au cours de l’évolution des caractéristiques exceptionnelles qui fascinent les scientifiques mais aussi les ingénieurs : léger mais d’une rigidité à toute épreuve, une capacité de résistance à la fracture hors norme tout en gardant une certaine flexibilité. Ces propriétés mécaniques de l’os sont l’œuvre d’une optimisation de sa composition et d’une structure fortement hiérarchisée et organisée en multiples niveaux allant de l'échelle nanométrique à l'échelle macroscopique. L’amélioration de la prise en charge des maladies osseuses, l’optimisation des implants orthopédiques et la conception de nouveaux matériaux bio-inspirés passent par une connaissance approfondie des multiples facteurs qui déterminent les propriétés mécaniques de l’os. Dans ce travail, nous mettons l’accent sur les propriétés élastiques de l'os cortical humain à la fois aux échelles millimétrique et micrométrique. Nous avons caractérisé l’élasticité (à l’échelle mésoscopique), la composition et la microstructure de l’os cortical, à partir d’échantillons de fémur, tibia et radius prélevés sur des donneurs âgés, à l’aide d’une batterie de tests expérimentaux comportant des mesures en résonance ultrasonore spectroscopique, micro-tomographie par rayonnement synchrotron, microscopie infrarouge à transformée de Fourier et analyse biochimique. Ces mesures mettent à jour le rôle prépondérant joué par la porosité et le degré de minéralisation dans la détermination de l’élasticité et suffisent à eux seuls à en expliquer les variations. En particulier, les caractéristiques de la microstructure, comme la forme des pores, leur nombre, taille ou connectivité ne semblent pas avoir d’effets mesurables sur l’élasticité à l’échelle mésoscopique. Dans un second temps, une nouvelle approche d’homogénéisation inverse introduite dans cette thèse a permis l’estimation du tenseur des coefficients élastiques de la matrice osseuse à l’échelle microscopique. Connaissant l’élasticité de la matrice, nous avons évalué la gamme des microdéformations qui se produisent localement en réponse à des contraintes physiologiques. Les microdéformations étant à l’origine des signaux qui déclenchent la réponse des cellules mécanosensibles, ce dernier résultat devrait contribuer à une meilleure compréhension du comportement mécanique osseux au niveau microscopique. En conclusion, ce travail de thèse a permis l’obtention d’une base de données unique sur les caractéristiques élastiques de l’os cortical humain et la caractérisation des relations qui existent entre l’élasticité, la microstructure et la composition. / Bone as an important organ in human body is an extraordinary material which exhibits highly optimized properties, strong yet light weight, stiff yet flexible. Its distinct mechanical properties which fascinates not only scientists but also engineers are the results of the highly hierarchized and organized structure and the compositional properties spanning over several lengths from the nanoscale to the macroscale. Hence, a deep understanding of the parameters affecting bone mechanical behavior is necessary to better predict and treat bone diseases, improve orthopedic implants design, and engineer bio-inspired materials. In this work, a special focus is placed on human cortical bone elastic properties both at the millimeter and micrometer scales. Based on a multimodal approach (resonant ultrasound spectroscopy, synchrotron radiation micro-computed tomography, Fourier transform infrared microspectroscopy and biochemistry experiments) involving an exhaustive amount of microstructural and compositional properties, our results provide strong evidence that intra-cortical porosity and degree of mineralization are the most important determinants of bone stiffness at millimeter scale in an elderly population. Further, the other microstructure characteristics independent of porosity have non measurable effects on bone stiffness at this level. At the micrometer scale, a novel inverse homogenization approach is introduced in this work which can evaluate bone matrix anisotropic elastic properties with a good accuracy for all the stiffness constants. Based on the determined bone matrix elasticity data, we investigated the possible range of the magnitude of microstrain experienced by bone matrix. This work opens a way to better evaluate and understand bone mechanical behaviour at the micrometer level, such as the microstrain that can be sensed by osteocytes and builds the bridge to comprehensively investigate the connections between bone anisotropic properties at the millimeter and micrometer scale, and between the anisotropic microelastic properties and the characteristics at the nanometer scale.

L'os humain adulte est le résultat d'un processus de maturation multi échelle complexe et multifactoriel. Concernant la croissance de l'os de l'enfant, les données quantitatives issues de la littérature sont peu nombreuses et souvent discutables. Une caractérisation multimodale de ce matériau (acoustique, mécanique, histologique, biochimique et par l'imagerie) permet de traduire quantitativement les différences observées en pratique clinique avec l'os adulte. Cette étude propose de déterminer les paramètres biomécaniques de l'os cortical au cours de la croissance par une approche multimodale. Différents types d’échantillons ont été utilisés, os long (fibula), os plats (côtes issus de la cage thoracique des patients scoliotiques) en provenance de service de chirurgie orthopédique. Des résultats originaux ont été obtenus, avec des lois reliant les données à différentes échelles. Les résultats ont permis d’infirmer des hypothèses concernant la déminéralisation osseuse dans le cadre des études sur la scoliose idiopathique chez l’enfant, et l’obtention de nouvelles données concernant l’os cortical au cours de la croissance. / Human bone is the result of a multiscale maturation process determined by several factors. Concerning the bone growth, few quantitative data are available in literature and their validity is questionable. A multimodal method (acoustical, mechanical, histological, biochemical and using imagery) characterizing the bone matrix leads to quantify the differences between adult and children based on clinical observations. The goal of this study is to quantify the biomechanical properties of cortical bone during growth by using a multimodal method. Several kinds of samples have been characterized, on one hand from long bone (fibula) and on the other hand from flat bone (extracted from the scoliotic rib hump). Original results have been found with law linking multiscale data. These results weak the hypothesis of bone demineralization in idiopathic adolescent scoliosis and provide new data concerning cortical bone during growth process.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du développement d'une sonde ultrasonore afin d'obtenir des nouveaux biomarqueurs de l'os cortical et améliorer la prédiction du risque de fracture. Notre approche se base sur la mesure des ondes guidées ultrasonores dans l'os cortical. La technique de transmission axiale bidirectionelle a été utilisée pour mesurer les modes guidées se propageant dans l'enveloppe corticale des os longs (i.e., le radius). Les propriétés matérielles et structurelles liées à la résistance osseuse ont été obtenues à partir des courbes de dispersion en utilisant un schéma d'inversion. Ainsi, un problème inverse totalement automatique, basé sur une optimisation par algorithmes génétiques et un modèle 2D de plaque libre transverse isotrope, a été développé. Cette procédure d'inversion a d'abord été testée sur des matériaux contrôlés avec des propriétés connues. Puis, la faisabilité d'obtenir des propriétés corticales sur des radii ex vivo a été montrée. Ces estimations ont été validées par comparaison avec des valeurs de référence obtenues avec des techniques indépendantes telles que la micro-tomodensitométrie par rayons X (épaisseur, porosité) et la spectroscopie par résonance ultrasonore (élasticité). Un bon accord a été trouvé entre les valeurs de référence et les estimations d'épaisseur, de porosité et d'élasticité. Enfin, la méthode a été étendue à des mesures in vivo. La validité du modèle en présence de tissus mous a d'abord été démontrée. Puis, les propriétés osseuses ont été obtenues sur des sujets sains. Un bon accord a été trouvé entre l'épaisseur estimée et les valeurs de référence obtenues par tomodensitométrie périphérique haute résolution. / We aimed at developing new ultrasound-based biomarkers of cortical bone to enhance fracture risk prediction in osteoporosis. Our approach was based on the original concept of measuring ultrasonic guided waves in cortical bone. The bi-directional axial transmission technique was used to measure the guided modes propagating in the cortical envelope of long bones (i.e., the radius). Strength-related structural and material properties of bone were recovered from the dispersion curves through an inversion scheme. To this goal, a fully automatic inverse problem based on genetic algorithms optimization, using a 2-D transverse isotropic free plate waveguide model was developed. The proposed inverse procedure was first tested on laboratory-controlled measurements performed on academic samples with known properties. Then, the feasibility of estimating cortical properties of ex vivo radius specimens was assessed. The inferred bone properties were validated by face-to-face comparison with reference values determined by a set of independent state-of-the art technologies, including X-ray micro-computed tomography (thickness, porosity) and resonance ultrasound spectroscopy (stiffness). A good agreement was found between reference values and estimates of thickness, porosity and stiffness. Lastly, the method was extended to in vivo measurements, first, by ensuring the validity of the waveguide model in presence of soft tissues to demonstrate the feasibility of measuring experimental dispersion curves in vivo and infer from them bone properties. Estimated cortical thickness values were consistent with actual values derived from high resolution peripheral computed tomography.

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Eles exercem suporte estrutural, trófico, e metabólico para neurônios e modulam a atividade sináptica. Então, o prejuízo nestas funções dos astrócitos pode influenciar na sobrevivência dos neurônios. De fato, numerosas evidências têm descrito a influência dos astrócitos no desenvolvimento de uma variedade de doenças neurodegenerativas. Neurotoxinas ambientais como rotenona, um inibidor específico do complexo I mitocondrial, provêem modelos de doenças neurodegenerativas tanto in vivo quanto in vitro. Sendo assim, a busca de novas substâncias com atividade neuroprotetora é atualmente o foco de estudos, e uma tendência crescente tem sido direcionada para plantas medicinais. Neste trabalho investigou-se a influência do extrato aquoso de Valeriana officinalis (V. officinalis) e da rotenona sobre os aspectos eletrofisiológicos do funcionamento cerebral, e o efeito citoprotetor dos extratos com éter de petróleo (PE) e metanol (MeOH) de V. Officinalis contra a toxicidade induzida pela rotenona. O estudo adotou uma abordagem que associa técnicas químicas, celulares e eletrofisiológicas. Ratos machos albinos, Wistar, adultos, em condições normais de nutrição, foram divididos em: grupo valeriana, tratados, por gavagem, com extrato aquoso de valeriana (250 mg/kg/dias) durante 15 dias; grupo rotenona, tratados, por via subcutânea, com rotenona (10 mg/kg) durante 7 dias; grupo valeriana + rotenona, submetidos a ambos tratamentos. Os respectivos controles foram igualmente tratados com solução salina ou solução de 1% de Tween-80 em água. Após o período de tratamento, os animais foram anestesiados, submetidos à trepanação seguida do registro da depressão alastrante cortical (DAC), na superfície do córtex cerebral, por 4 horas. Para avaliação da citoxicidade da rotenona e da atividade citoprotetora dos extratos de V. officinalis foram realizadas análises de viabilidade celular através da redução do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium (MTT) e visualização por microscopia de contraste de fase em células de glioma murino (C6) e humano (GL-15), além de astrócitos de rato como controle de células normais. Os animais tratados com rotenona apresentaram redução da velocidade de propagação DAC enquanto que os animais tratados com valeriana apresentaram um aumento da velocidade de propagação. No entanto, os animais tratados com rotenona e valeriana não apresentaram diferença estatística na velocidade de propagação da DAC quando comparado aos grupos controles. Os resultados demonstraram que a rotenona foi citotóxica nas linhagens testadas, reduzindo a viabilidade e alterando a morfologia celular de maneira dose-dependente. Os extratos de PE e MeOH de V. officinalis foram efetivos em aumentar a viabilidade celular, bem como reduzir as alterações morfológicas induzidas pela rotenona nas linhagens celulares testadas. A análise do RMN 1H dos extratos de V. Officinalis demonstrou a presença de substâncias terpenoides; esse resultado relaciona os efeitos de V. Officinalis a ação antioxidante. O extrato aquoso de V. Officinalis preveniu as alterações eletrofisiológicas induzidas pela rotenona. Os resultados corroboram com estudos pregressos que descrevem os extratos de V. officinalis com função citoprotetora, deixando esse composto muito mais próximo de testes que venham a confirmar sua efetividade em diversas modalidades terapêuticas. / Astrocytes are the most numerous cell type in the central nervous system (CNS). They provide structural, trophic and metabolic support to neurons, and they modulate synaptic activity. Accordingly, impairment in these astrocyte functions can critically influence neuron survival. Indeed, several evidences have presented the influence of astrocytes for the development of a variety of neurodegenerative disorders. Environmental neurotoxins such as rotenone, a specific inhibitor of mitochondrial complex I that generates reactive oxygen species (ROS), provide models of neurodegenerative disorders both in vivo and in vitro. Thus, the search for new substances with neuroprotective activity is currently the focus of studies, and a growing trend has been directed at medicinal plants. In this study, we investigated the influence of of Valeriana officinalis (V. officinalis) and rotenone in the brain function through neurophysiological aspects, and the citoprotective effect of petroleum ether (PE) and methanol (MeOH) extracts of V. officinalis against rotenone-induced toxicity. The study adopted an approach that combines chemical, cellular and eletrophisiological techniques. Wistar male rats (adults), in normal conditions of nutrition, were divided in: valerian group, treated by gavage, for 15 days, with 250 mg/kg/day of the aqueous extract of V. officinalis; rotenone group, treated with s.c. injections at the daily dose of 10 mg/kg for 7 days; rotenone + valerian group treated with both substances. The control groups were treated equally with saline solution or 1% Tween-80 solution in water. After the treatment period, the cortical spreading depression (CSD) was recorded for 4 h at 2 cortical points in the parietal region. In order to investigate the rotenone-induced citotoxicity and the antioxidant activity of V. officinalis extracts, cell viability assays were performed through the reduction of 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), and visualization by phase contrast microscopy in rat glioma C6 cells and human glioblastoma GL-15 cells, as well as in rat astrocytes for comparison. The rotenone treated-animals presented lower mean CSD velocities, whereas CSD velocities were higher in the valerian-treated animals. When compared to the control animals, the treatment with rotenone plus valerian revealed no significant difference. The results demonstrated that rotenone was cytotoxic in the cell lines tested, reducing the cell viability and changing the cell morphology in a dose-dependent manner. The PE and MeOH extracts of V. officinalis were effective in increase cell ciability and reduce the rotenone-induced morphological changes in the tested cell lines. The 1H NMR analysis of V. Officinalis extracts showed the presence of terpenoid substances; this result relates the effects of V. Officinalis antioxidant action. The results corroborate previous studies describing the V. officinalis extracts with cytoprotective function, leaving the compound much closer to tests that will confirm their effectiveness in various therapeutic modalities

As técnicas de morfometria baseadas em imagens ressonância magnética desde o início do século XXI tem sido uma importante ferramenta para estudar doenças neurológicas. Um dos benefícios desta técnica é prover medidas de parâmetros que manualmente são difíceis de estimar e com um grande viés de operador. Este trabalho teve como objetivo descrever as alterações corticais em duas doenças, uma malformação do desenvolvimento cortical, e outra neurodegenerativa utilizando as técnicas de morfometria por estudo de superfície cortical. As imagens de ressonância magnética foram obtidas por sequências volumétricas ponderadas em T1 e analisadas através de um algoritmo específico, implementado no software FreeSurfer (Fischl et al., Harvard University - Estados Unidos). De um grupo de pacientes com malformação do desenvolvimento cortical foram analisados 3 pacientes com polimicrogiria (PMG), comparados com um grupo de 14 pessoas saudáveis e de idade similar. Foram também analisados 14 pacientes com alteração degenerativa (Doença de Alzheimer - DA) com manifestação recente, idade avançada e alto nível de escolaridade comparados com 20 idosos saudáveis. Este dado foi posteriormente utilizado para separar os dois grupos através de uma técnica de classificação multivariada, implementada pelo autor. A análise de cada um dos indivíduos com PMG comparados ao grupo controle apresentou aumento de espessura cortical nas áreas com polimicrogiria e redução também estatisticamente significante de espessura cortical em áreas sem polimicrogiria. No estudo do grupo de pacientes com DA observou-se redução de espessura cortical nas regiões do córtex para hipocampal, entorrinal, córtex límbico e córtex temporal superior. Além disso, a volumetria de estruturas subcorticais obtidas apresentou poder de classificação de 84,6% na comparação de pacientes com DA e controles saudáveis. Concluímos que as técnicas de análise de imagens baseadas em superfície cortical se mostram promissoras no estudo de doenças cerebrais que, de maneiras distintas, afetam a espessura cortical. Descritores: 1.Imagem por ressonância magnética 2.Processamento automatizado de dados 3.Doença de Alzheimer 4.Malformações do desenvolvimento cortical / The techniques of brain morphometry based on magnetic resonance images since the beginning of the twenty-first century has been an important tool for studying neurological diseases. One of the benefits of this technique is to provide measures of parameters that are difficult to estimate manually and subject to operator bias. This study aimed to describe the changes in the cortex in two diseases, a malformation of cortical development and a neurodegenerative one, using surface based morphometry techniques. From a group of patients with malformation of cortical development were analyzed 3 with polymicrogyria (PMG), compared to a group of 14 healthy age matched subjects. The images from a T1 weighted volume were analyzed using a specific algorithm, implemented in the software FreeSurfer (Fischl et al., Harvard University - United States). We analyzed 14 patients with degenerative changes (Alzheimers disease - AD) with recent onset, advanced age and high level of education compared to 20 healthy age matched elderly. The images of this study were also obtained from a T1 weighted volume and were analyzed with the same software package. This analyzed data was used to separate the two groups through a multivariate classifier, implemented by the author. The analysis of each individual with PMG compared to the control group showed a statistically significant increase in cortical thickness in the areas with polymicrogyria and also a statistically significant reduction of cortical thickness in some areas without polymicrogyria. In the study group of AD patients the result was a cortical thinning statistically significant in hippocampal, entorhinal, limbic and superior temporal cortex. Moreover, the volume of subcortical structures has provided a classification power of 84.6% discriminating AD patients from healthy controls. We conclude that the surface based cortical analysis have shown a good potential in the study of brain diseases that affect, in different ways, the cortical thickness.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-07-29T17:41:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de doutorado Noranege.pdf: 2102537 bytes, checksum: 369a984689437961ceddacbe025eaf15 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-29T17:41:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de doutorado Noranege.pdf: 2102537 bytes, checksum: 369a984689437961ceddacbe025eaf15 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Facepe / Há evidências clínicas e experimentais de que os hormônios ovarianos exercem profundas e duradouras ações sobre o cérebro, tanto durante o seu desenvolvimento, quanto após essa fase (cérebro adulto). Algumas dessas ações repercutem de forma importante sobre a excitabilidade cerebral. Em trabalho anterior, filhotes de ratas Wistar aos 7 dias pós-natais foram submetidas à ovariectomia bilateral (grupo ovx) ou pseudo-cirurgia de ovariectomia (grupo sham) ou nenhuma cirurgia (grupo ingênuo). Quando os filhotes alcançaram a idade adulta (90-120 dias) o grupo ovx e os dois grupos controles (sham e ingênuo-na fase proestro) foram submetidos ao registro da Depressão Alastrante Cortical (DAC), fenômeno que é influenciado pela excitabilidade do cérebro. No grupo ovx, a DAC se propagou com velocidades significativamente menores em comparação aos dois grupos controle. Neste trabalho continuou-se essa linha de investigação. Inicialmente, demonstrou-se que a ovariectomia na vida adulta não se acompanha dos efeitos, observados em ratas com ovariectomia precoce. Esses dados, juntados àqueles obtidos durante o mestrado, originaram um artigo publicado na revista “International Journal of Developmental Neuroscience”. Em seguida, estudou-se os efeitos, sobre a DAC, da interação entre a administração de hormônios ovarianos e condições desfavoráveis de lactação (amamentação em ninhadas de grande tamanho). Ratas Wistar foram tratadas com estradiol ou progesterona ou ambos dos 7 aos 21 dias de vida ou submetidas, na vida adulta, a aplicações tópicas, no córtex cerebral, de diferentes concentrações de estradiol ou progesterona durante o registro da DAC. Ao contrário do observado anteriormente em ratas ovariectomizadas, o tratamento sistêmico ou tópico com ambos os hormônios acelerou a propagação da DAC, em comparação com ratas controle, tratadas com o veículo. No caso da aplicação tópica, o efeito apresentou-se reversível e dependente da dose aplicada. Sugere-se que tais efeitos estão relacionados com a açzão dos hormônios ovarianos sobre a excitabilidade cerebral. / There is experimental and clinical evidence that ovarian hormones exert profound and lasting action on the brain, both during its development, and after this phase (adult brain). Some of these actions have repercussions significantly on brain excitability. In previous work, offspring of female rats at 7 postnatal days were subjected to bilateral ovariectomy (OVX group) or ovariectomy pseudo- surgery (sham group) or no surgery (naive group). When the pups reached adulthood (90-120 days) the OVX group and the two control groups (sham and naive in the proestrus phase) were subjected to the recording of Cortical Spreading Depression (CSD), a phenomenon that is influenced by the excitability of the brain. In the OVX group, the CSD spread with significantly lower rates compared to the two control group.it was demonstrated that ovariectomy in the period of brain development reduced the spread of cortical spreading depression (CSD), a phenomenon which is influenced by brain excitability. This work continued this line of research. Initially, it was demonstrated that ovariectomy in adult life is not accompanied by the effects observed in rats with early ovariectomy. These data, coupled to those obtained during the master, gave an article published in the "International Journal of Developmental Neuroscience" journal. Then studied the effects on the CSD, the interaction between the administration of ovarian hormones and unfavorable conditions of lactation (suckling in large litters). Wistar rats were treated with estradiol or progesterone or both from 7 to 21 days or submitted in adult life, topical applications, the cerebral cortex, different concentrations of estradiol or progesterone during registration of CSD. Unlike the previously observed in ovariectomized rats, the systemic or topical treatment with both hormones accelerated the velocity of the CSD compared to control rats treated with the vehicle. In the case of topical application, the effect is reversible and showed dependent on the applied dose. It is suggested that these effects are related to the action of ovarian hormones on brain excitability.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-12-01T12:36:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_SUÊNIA_RG.pdf: 2120319 bytes, checksum: 3282857c01e879a00796958f4df66f2f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-01T12:36:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_SUÊNIA_RG.pdf: 2120319 bytes, checksum: 3282857c01e879a00796958f4df66f2f (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / CNPq / Glutamato monossódico (MSG) é um aminoácido neuroexcitatório utilizado como reforçador do sabor dos alimentos. Está envolvido em diversos processos neuropatológicos, através do mecanismo chamado excitotoxicidade. Por outro lado, o exercício físico induz efeitos positivos no sistema nervoso de mamíferos. Neste trabalho, investigamos, em ratos sedentários e exercitados, os efeitos neurais do MSG, administrado por via orogástrica (gavagem) ou por aplicação tópica cerebral. Ratos Wistar receberam MSG (2 ou 1g/kg, respectivamente; grupos MSG-2 e MSG-1), ou água (grupo controle), nos dias pós-natais (P) 7 a 27. No P28-33, os três grupos foram subdivididos em exercitados (esteira motorizada, 3 semanas, 5 dias/semana, 30 minutos/dia) ou sedentários. No P53-60, sob anestesia, registramos o fenômeno designado como depressão alastrante cortical (DAC). Como observado previamente (tratamento subcutâneo), o tratamento com MSG por gavagem aumentou a velocidade da DAC de maneira dose-dependente comparado com grupo controle. O exercício diminuiu essa aceleração, sugerindo que exerceu influência no desenvolvimento e função cerebral. Três grupos adicionais sem tratamento prévio receberam, durante o registro da DAC, aplicação tópica cortical de MSG em três concentrações (25, 50 e 75 mg/ml). O MSG tópico, ao contrário da gavagem, reduziu a velocidade da DAC de forma reversível, dependente da concentração. Os resultados opostos (MSG por gavagem facilitou, e topicamente dificultou a DAC) sugerem mecanismos de atuação diferentes. Sugere-se cuidado em utilizar MSG como reforçador do sabor dos alimentos, principalmente no organismo em desenvolvimento. / Monosodium glutamate (MSG) is an excitatory amino acid used as a food flavor enhancer ("flavoring agent"). MSG administered to newborn rats in systemic and repetitive way is involved in a wide range of pathological processes, through the mechanism called excitotoxicity. On the other hand, exercise induces a positive effect on the mammalian nervous system. In this work, we investigated the phenomenon known as cortical spreading depression (CSD), in rats treated with MSG and/or treadmill exercise. In addition, we studied the effect of cortical topical treatment with MSG on the CSD parameters. Wistar rats received per gavage MSG (2 or 1g / kg, respectively; MSG-2 and MSG-1 groups) or water (control group) in postnatal days (P) 7 to 27. In P28-33, the three groups were subdivided in exercised (treadmill, 3 weeks, 5 days/week, 30 minutes/day) or sedentary. At P53-60, we recorded the CSD and analyzed its propagation velocity, amplitude and duration. Confirming previous observations, MSG administered per gavage increased the CSD velocity in a dose-dependent manner compared with control group, and the treadmill exercise diminished this acceleration, suggesting that it influenced brain development and functioning. Three additional groups, previously untreated, were used to investigate the effect of topical application of three different concentrations of MSG (25, 50 and 75 mg/ml) during the electrophysiological recording. In contrast to the gavage treatment, topical treatment with MSG reduced significantly and reversibly the CSD propagation velocity. The opposite results suggest different mechanisms for gavage and topical action of MSG. Data suggest caution in the use of MSG as a reinforcer of food flavor, especially in the developing organism.

Orientador: Fernando Cendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-17T18:37:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fonseca_VivianedeCarvalho_M.pdf: 1655188 bytes, checksum: bcdca0376058479aae51c23d91464f89 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A epilepsia parcial secundária a displasia cortical focal (DCF), comumente se origina nos primeiros anos de vida, entretanto, alguns casos podem apresentar início após os 40 anos. Atualmente, a DCF é identificada em 20 - 25% de pacientes com epilepsia parcial extratemporal e aproximadamente 76% dos pacientes supostamente apresentam epilepsia refratária à medicação. Trata-se de uma malformação do desenvolvimento cortical (MDC), identificada por uma diferenciação anormal do córtex e neurônios displásicos na substância branca (SB). O exame de imagem por tensor de difusão (DTI) tem a capacidade de descrever a integridade da SB, através da quantificação da difusão e orientação das moléculas de água nos tecidos de forma não invasiva, podendo detectar anormalidades no tecido cerebral em estágios precoces em relação ao exame convencional de imagem por RM ponderado em T1 ou T2. Com o objetivo de detectar alterações microestruturais no tecido cerebral, utilizamos o exame de DTI para investigar a SB desses pacientes. Para isso, utilizamos uma medida de direcionamento da difusão, conhecida como anisotropia fracional (AF), que representa a orientação do eixo das estruturas dos feixes de fibras ao longo do qual as moléculas de água se movem de modo preferencial, indicando mudanças da microestrutura tissular. Foram analisados 53 sujeitos, sendo 22 pacientes e 31 indivíduos saudáveis. Todos os pacientes tinham diagnóstico clínico e eletroencefalográfico de epilepsia extratemporal (lobo frontal) secundária a provável DCF. Processamos o DTI com os programas: MRIcroN, FSL e TBSS (Tract-based Spatial Statistics). A comparação entre o grupo de pacientes e grupo controle foi realizada usando two-sample teste-t, com nível de significância de p <0,05. Identificamos áreas com redução da FA, nos lobos frontal, parietal, temporal e occipital, sendo elas: fórceps menor à direita (p=0,032), fórceps menor à esquerda (p=0,042), giro do cíngulo à esquerda (p=0,048), trato córtico-espinhal direito e esquerdo (p=0,022), fascículo fronto-occipital inferior direito (p=0,022), fascículo longitudinal superior e inferior esquerdo (p=0,034), radiação talâmica anterior à direita (p=0,034) e fascículo uncinado à esquerda (p=0,042). Nossos resultados mostraram um padrão extenso de anormalidades estruturais em regiões da SB que se estendem além do foco epileptogênico (lobo frontal), provavelmente decorrente da cronicidade da epilepsia. É possível que essas alterações sejam secundárias às descargas epilépticas muito freqüentes, associadas à generalização e bissincronia secundária / Abstract: Epilepsy secondary to FCD usually begins early in life, however, some cases may have onset after 40 years. Currently FCD has been identified in 20-25% of patients with extratemporal epilepsy and approximately 76% of patients with epilepsy refractory to antiepileptic drug treatment. FCD is a malformation of cortical development (MCD), identified by an abnormal differentiation of cortex and dysplastic neurons on the white matter. Diffusion tensor imaging (DTI) has a powerful ability to describe white matter integrity, through the quantification of the spread and direction of water molecules in tissues noninvasively, which can detect the abnormalities of the brain tissue in an earlier stage than conventional T2- or T1-weighted MRI. Aiming to detect microstructural changes in brain tissue, we used DTI to investigate the WM these patients. For this, we used a measure of diffusion direction, known as fractional anisotropy (FA), which represents the axis orientation of the structures of the fiber bundles along which the water molecules move preferentially, indicating changes in tissue microstructure. We analyzed 53 subjects, 22 patients and 31 healthy individuals. All the patients had clinical and EEG diagnosis of extratemporal epilepsy (frontal lobe), probably secondary to FCD. To process the DTI we used the following softwares: MRIcroN, FSL, TBSS. The comparison between the patients group and control group was performed using two-sample t-test, and the level of significance was set at <0.05. FA reduction in patients were identified in the frontal, parietal, temporal and occipital lobes, which were: right forceps minor (p =0.032), left forceps minor (p = 0.042), left cingulum (p = 0.048), right and left corticospinal tracts (p = 0.022), inferior right fronto-occipital fasciculus (p = 0.022),right and left superior longitudinal fasciculus (p = 0.034), right anterior thalamic radiation (p = 0.034) and the left uncinate fasciculus (p = 0,042). Our results showed a widespread pattern of WM micro structural abnormalities extending beyond the ictal onset zone (frontal lobe), probably due to the epilepsy chronicity. It is possible that this damage is secondary to persistent epileptic discharges with frequent generalization and secondary bilateral synchrony / Mestrado / Ciencias Biomedicas / Mestre em Ciências Médicas