This report is the result of the master thesis project in Industrial Design engineering (IDE), performed at Luleå University of Technology, by Erik Vesterlund. The task was to produce a conceptual belly boat design that enables individuals paralyzed in the lower extremities to use, propel, maneuver, assemble and use a belly boat. The initial stage included a pre-study of identifying and clarifying what the most common causes of paralyzation of the lower extremities originates from as well as finding the correct terms and what challenges they may include. It was discovered that there are many different causes and effects. Paraplegic are individuals who are unable to move, control or feel their legs depending on the severity of the injury. Quadriplegic individuals are unable to move, control or feel the entire of their body below their shoulders, depending on the severity of the injury. After the causes and effects were mapped, the challenges had to be identified. This was done through tests, interviews, literature studies and participant observations with individuals that are living with these types of injuries. Different problems and needs were mapped, and the most crucial to the usage of a belly boat was identified as the propelling and maneuvering of the craft. Safety aspects were also looked into and documented in order to ensure that the concept was safe for the users. Thereafter, a variety of methods were used in order to generate multiple ideas of how the identified problems and needs could be solved. The generated ideas were formulated and composed into complete solutions in the concept generating phase. The less good solutions were filtered out with the help of an evaluation matrix, and the good solutions were framed into different over-all concepts. Those were graded in a concept scoring matrix and composed into the final concept. The final concept fulfills the overall objectives and aims of the project, and also exceeds some of them, like allowing fully functional individuals to share the craft with Para- and quadriplegics, and without looking as equipment for individuals with disabilities. This broadens the market potential and increases the realization possibilities of a production, hence making the dream of assistance free wilderness adventures for Para- and quadriplegics all over the world, a reality. / Denna rapport är resultatet av ett examensarbete i Teknisk design, utfört vid Luleå tekniska universitet av Erik Vesterlund. Uppgiften var att ta fram en konceptuell båt design, som gör det möjligt för individer som är förlamade i de nedre extremiteterna att använda, driva, manöverera och använda en båt. I inledningsskedet genomfördes en förstudie för att identifiera och tydliggöra vad de vanligaste orsakerna till förlamning i de nedre extremiteterna, samt att ta reda på vilka utmaningar det omfattar. Det upptäcktes att det finns många olika orsaker och effekter. Paraplegi är individer som inte kan röra sig, kontrollera eller känna sina ben, beroende på hur allvarlig skadan är. Tetraplegi är individer som inte kan röra sig, styra eller känna hela sin kropp under sina axlar, beroende på hur allvarlig skadan är. Efter det att orsaker och effekter kartlagts, hade utmaningarna identifierats. Detta gjordes även genom tester, intervjuer, litteraturstudier och deltagande observationer med personer som lever med dessa typer av skador. Olika problem och behov kartlades, och den mest avgörande för användningen av en båt identifierades som framdrivning och manövrering av båten. Säkerhetsaspekter undersöktes och dokumenteras i syfte att säkerställa att konceptet var säkert för användarna. Därefter användes en mängd olika metoder för att generera flera idéer om hur de identifierade problemen och behoven skulle kunna lösas. De genererade idéer gestaltades i form av olika lösningar. De mindre bra lösningarna filtrerades bort, med hjälp av en utvärderingsmatris, och de goda lösningarna gestaltades i olika helhetskoncept. De graderades sedan i en konceptmatris och resulterade i det slutliga konceptet. Det slutgiltiga konceptet uppfyller det övergripande syftet och målen för projektet, och överträffar också några av dem, som att tillåta att fungerande individer delar båten med para- och quadriplegics, samt att konceptet inte ser ut som utrustning för personer med funktionshinder. Detta vidgar den potentiella marknaden och ökar realiseringsmöjligheterna, och bidrar därför till att drömmen om ett vildmarksäventyr för Para- och quadriplegics över hela världen, kan bli verklighet.

Fundamento: Fratura é ocorrência frequente em lesados medulares, em virtude da acentuada osteoporose, o que compromete o esqueleto como um todo e a consolidação óssea da fratura, em particular, o que resulta em calo ósseo de má qualidade, ou mesmo surgirem anomalias de consolidação. Assim, são importantes a busca e a avaliação de intervenções terapêuticas que possam melhorar o reparo ósseo nessa população. Objetivo: Avaliar os resultados da administração de alendronato de sódio, paratormônio e ultrassom de baixa intensidade na qualidade do calo ósseo de fraturas diafisárias do fêmur de ratos previamente submetidos à lesão medular. Material e Métodos: 75 ratos machos foram distribuídos em 05 grupos (n=15): (1) CON: ratos normais submetidos à fratura do fêmur; (2) LM: ratos com lesão medular e fratura; (3) LM+ALE: ratos com lesão medular, fratura e tratamento com alendronato de sódio; (4) LM+PTH: ratos com lesão medular, fratura e tratamento com paratormônio e (5) LM+US: ratos com lesão medular, fratura e tratamento com ultrassom. A medula espinhal foi completamente seccionada no nível da décima vértebra torácica (T10). No grupo controle (Sham) a medula foi apenas exposta, mas não seccionada. A fratura do fêmur foi realizada 10 dias após a produção da lesão medular. Sua localização foi na diáfise femoral, seguida de fixação com fio de aço no canal medular. A terapêutica em cada grupo foi aplicada durante as duas semanas seguintes à fratura. A avaliação da qualidade óssea e do calo foi feita por imagens de DEXA, microtomografia computadorizada (?CT), histologia, histomorfometria, imunoistoquímica (OPG, RANK e RANKL), resistência mecânica, PCR em tempo real para avaliar a expressão gênica e ELISA (OPG e IGF-1). Resultados: A lesão medular afetou gravemente a qualidade óssea com deterioração da microarquitetura óssea e redução da densidade mineral óssea, além de prejuízo da resistência mecânica. Houve redução da expressão dos genes de formação óssea e aumento da reabsorção, com alteração fenotípica. O processo de consolidação ocorreu predominantemente por ossificação intramembranosa nos animais paraplégicos. No entanto, a qualidade do calo foi pobre, em relação aos animais que não sofrem a lesão. Por outro lado, o uso de recursos terapêuticos como o alendronato de sódio, paratormônio e ultrassom de baixa intensidade foi capaz de recuperar muitas das propriedades microarquiteturais, celulares e mecânicas do osso não fraturado. De forma semelhante, osrecursos farmacológicos e mecânico utilizados neste estudo atuaram positivamente no processo de consolidação uma vez que houve aumento na densidade do calo, melhora da sua microarquitetura, e atividade celular, além do aumento na resistência aos esforços mecânicos. Em resumo, a lesão medular causou grave deterioração do tecido ósseo e modificações no processo de consolidação que, foram amenizadas e até normalizadas pela administração de alendronato de sódio, paratormônio e ultrassom. Conclusão: Os recursos terapêuticos acima citados foram benéficos para a recuperação do tecido ósseo intacto e para melhorar a qualidade do calo ósseo, após a deterioração causada pela lesão medular. / Background: Bone fracture is a frequent event in individuals with spinal cord injury (SCI) as a consequence of the marked reduction in bone mass and quality. SCI-induced bone loss may also induce changes in bone healing, leading to a poor callus formation and even non-unions. Therefore, the search for therapeutic interventions that may improve bone healing in this particular population may have a remarkable clinical importance. Purpose: To evaluate the influence of sodium alendronate, parathyroid hormone and low intensity ultrasound on the quality of fracture bone callus formation in SCI rats. Material and Methods: 75 male Wistar rats were randomly divided into five groups (n=15) (1) CON: control rats subjected to fracture, but not to spinal cord injury; (2) SCI: spinal cord injured rats and femur bone fracture; (3) SCI+ALE: spinal cord injured rats with bone fracture and treatment with sodium alendronate; (4) SCI+PTH: spinal cord injured rats with bone fracture and treatment with parathyroid hormone, and (5) SCI+LIPUS: spinal cord injured rats with bone fracture and treatment with low intensity ultrasound. A complete transection of the spinal cord was performed at the T10 level. In the control group the spinal cord was exposed but not sectioned. At 10 days post-injury (or Sham) a bone fracture was produced at the femoral shaft and fixed with an intramedullary pin. The ALE and PTH treatments began on day 1, and US began on day 3, after fracture and on day 14 all rats were euthanized. Non-fractured tibias and femur bone callus were analyzed by DXA, micro-computed tomography (?CT), histology, histomorphometry, immunohistochemistry (OPG, RANK and RANKL), mechanical test, real time PCR and ELISA (OPG and IGF-1). Results: SCI significantly impaired the bone quality, downregulated the osteoblastic-related gene expression and increased bone resorption, resulting in several phenotypic changes. SCI deteriorated the microarchitecture, reduced bone mass and weakened bone strength. Bone healing in SCI occurred predominantly by intramembranous ossification, leading to a poor callus formation. Conversely, the administration of alendronate, PTH and LIPUS were effective at ameliorating and even fully reestablish the bone microarchitecture, cells activity and mechanical strength. Similarly, both the pharmacological and mechanical therapeutics analyzed in this study were potentially efficient to increase bone callus density, to improve callus microstructure and metabolism, and to increase newly bone strength. In short,we revealed that SCI induced severe bone deterioration and changes in bone healing, which were ameliorated and even fully restored by the administration of alendronate, PTH, LIPUS and passive standing. Conclusions: The therapeutic approaches used in this study had great efficacy in restoring non-fractured bone integrity and with improvement of bone callus in paraplegic rats.

O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da radioterapia na profilaxia da ossificação heterotópica (OH) em pacientes com lesão medular traumática. Foram estudados 19 pacientes (15 homens e quatro mulheres), média de idade de 30,4 ± 10,8 anos (19 a 58 anos), com lesão medular traumática. A causa mais freqüente da lesão medular foi acidente de trânsito (42,1%), seguida por queda (26,3%), ferimento por projétil de arma de fogo (21%), mergulho (5,3%) e queda de objeto sobre as costas (5,3%). Dez pacientes eram tetraplégicos (52,6%) e nove (47,4%) eram paraplégicos. Apresentavam lesão medular completa (Frankel A) 14 pacientes (73,7%) e cinco pacientes (25,3%) tinham lesão incompleta (Frankel B). Todos os pacientes incluídos no estudo realizaram cintilografia óssea inicial até um mês após o traumatismo raquimedular e apresentaram diagnóstico negativo para OH. Os pacientes foram divididos em dois grupos: nove pacientes receberam radioterapia em dose única de 8 Gy nos quadris (Grupo Estudo) e 10 pacientes compuseram o Grupo Controle. Após seis meses de seguimento clínico e radiológico, um paciente do Grupo Estudo (11%) e cinco pacientes do Grupo Controle (50%) apresentaram OH. A distribuição da freqüência do desenvolvimento da OH nos dois grupos não mostrou diferença estatística significante, apesar da menor incidência de OH no grupo submetido à radioterapia (Grupo Estudo). Concluiu-se que, com o número de pacientes estudados, não foi possível comprovar a eficácia da radioterapia na prevenção da ossificação heterotópica, ainda que haja uma forte tendência para a correlação estatística / The goal of this study was to evaluate the effect of radiotherapy on the prophylaxis of heterotopic ossification (HO) after spinal cord injury (SCI). Nineteen SCI patients were studied (15 men and four women). The mean age was 30.4 ± 10.8 years (range 19 to 58 years). The most frequent causes of lesion were traffic accident (42.1%), fall (26.3%), shot gun (21%), diving (5.3%) and objects falling on the vertebral column (5.3%). Ten patients were tetraplegics (52.6%) and nine were paraplegics. Fourteen patients (73.7%) had complete lesion (Frankel A) and five had incomplete lesion (Frankel B). All patients realized initial scintigraphy until one month after SCI and showed negative results for HO. The patients were randomized in two groups: nine patients received single dose irradiation with 8 Gy on the hips (Study Group) and 10 patients were the Control Group. After six months of clinical and radiological follow up, one patient of the Study Group (11%) and five patients of Control Group (50%) showed HO. The frequency distribution of the development of HO in both groups showed no significant statistical difference, although there was lower incidence of HO in the radiotherapy group. We concluded that, with the number of patients studied, it was no possible to prove the efficacy of radiotherapy to prevent HO, although had a strong tendency for the statistical correlation

OBJETIVOS: caracterizar o estado nutricional de indivíduos ativos, portadores de deficiência motora. METODOLOGIA: Foram avaliados 68 indivíduos ativos, do sexo masculino, portadores de lesão medular (LM, n= 28), seqüelas de poliomielite (L, n=32) ou amputados (A, n= 8). Foram avaliados: o consumo alimentar (recordatório de 24h e lista de freqüência de alimentos), antropometria (peso, altura, dobras cutâneas), composição corporal por DEXA e por bioimpedância. Quanto aos parâmetros bioquímicos: glicemia de jejum, lipídeos plasmáticos (colesterol total, LDL, HDL e triacilgliceróis), uréia e creatinina, insulina, cortisol e IGF-1 plasmáticos. Os dados dos grupos foram submetidos à análise univariada (ANOVA) e os contrastes significativos ao teste de Tuckey, além da análise multivariada para detecção das correlações entre os parâmetros de avaliação. RESULTADOS: os grupos apresentaram um consumo energético abaixo das predições normais, o que pode ser explicado pela menor necessidade decorrente da diminuição da massa muscular. A distribuição percentual da ingestão de lipídeos apresentou-se elevada, inversamente ao consumo de carboidratos. O IMC mostrou-se um bom indicador da gordura corporal, o DEXA mostrou alta correlação com os dados obtidos por dobras cutâneas e com as predições convencionais de gordura corporal. A densidade óssea do corpo total apresentou normalidade, porém, nos LMe nos P a região das pernas apontou para osteopenia e/ou osteoporose. Os dados bioquímicos apresentaram-se normais. CONCLUSÕES: a atividade física parece ter sido um fator determinante para a normalidade encontrada na maioria dos parâmetros avaliados, embora não tenha sido suficiente para manter a densidade óssea e muscular nas regiões paralisadas. Ficou evidente a necessidade de trabalhos de Educação Nutricional para esses indivíduos. No que diz respeito a parâmetros de densidade óssea, é importante a análise dos diferentes segmentos do corpo. / OBJECTIVES: to characterize the nutricional status of active, handicapped individuals. METHODOLOGY: 68 individuals active, men, with spinal cord injury (SCI) (LM, n = 28), poliomelite sequels (L, n=32) or amputed ( n = 8). They had been evaluated by: food consumption (24h dietary recall and food frequency), anthropometry (weight, height, skinfolders and cicunferences), body composition from DEXA and bioelectrical impedance. About the biochemical parameters: serum fast glucose, serum lipids (total cholesterol, LDL, HDL and triglycerides), serum urea and creatinine, insulin, cortisol and IGF-1. The data had been submitted to the ANOVA and the significant contrasts to the Tuckey test, beyond the multivaried analysis for correlations values between the parameters. RESULTS: the groups had presented an energy consumption below of the normal predictions, what it can be explained by the muscle mass reduction. The distribution of the lipids ingestion was high, inversely to the carbohydrates consumption. The body mass index (BMI) revealed to be a good index of the body fat, the DEXA showed high correlation with the skinfolders and with the body fat predicictions. The total bone density presented normality, however, in the LM and the P the region of the legs pointed osteopenia and/or osteoporose. The biochemical data had been normal. CONCLUSIONS: the physical activity seems to have been a determinative factor for the normality found in the majority of the evaluated parameters, even so it has not been enough to keep the bone and muscle density in the paralyzed regions. The necessity of Nutricional Education was evident for these individuals. About the parameters of bone density, the analysis of the different regions is important .

O objetivo deste estudo foi comparar a condição funcional dos pacientes paraplégicos internados no HC- IOT FMUSP entre 2000 a 2004, que realizaram tratamento nos centros de reabilitação e os que não realizaram e identificar os fatores que interferiram na acessibilidade ao centro de reabilitação. Os dados foram coletados na cidade de São Paulo, entre 2005 a 2007. Foram entrevistados 39 indivíduos paraplégicos por traumatismo raquimedular. A média de idade do grupo estudado foi de 33,4 ± 12,7 anos (15 - 66), sendo 35 (89,7%) pessoas do gênero masculino e quatro (10,3%) do sexo feminino. Estes pacientes foram divididos em dois grupos: Grupo Centro de Reabilitação (GCR), com 24 pacientes (62%) e Grupo Não Centro de Reabilitação (GNCR) com 15 pacientes (38%). Os resultados mostraram que o tempo de espera e falta de transporte para tratamento foram fatores que interferiram na não adesão ao tratamento em centros de reabilitação, levando à opção de reallizar fisioterapia em clínicas mais próximas. A ocorrência de problemas clínicos foi um dos fatores que contribuiu para a demora (média de seis meses) de iniciar o programa de reabilitação no GCR. Os pacientes solteiros e com lesões mais graves foram os que mais procuraram o centro de reabilitação. Não houve diferença quanto a capacidade funcional, avaliada através da MIF (Medida da Independência Funcional), e quanto a inserção social, avaliada pelo retorno dos pacientes ao trabalho / The objective of this article was to compare the functional condition of paraplegic by traumatic spinal cord injured patients hospitalized in HC-IOT FMUSP from 2000 to 2004, that were undergone and not rehabilitation center and identify interfering factors in this accessibility. All data was collected in São Paulo city, since 2005 to 2007. Thirty-nine SCI patients were interviewed. The average age was 33, 4 ± 12, 7 years (15-36), 35 (89, 7%) males and four (10,3%) females. Those patients were divided in two groups: Rehabilitation Center Group (RCG), 24 (62%) patients, and No Rehabilitation Center Group (NRCG), 15 (38%) patients. The results have showed that delay and transport problems were interfering factors beginning and maintenance of treatment in Rehabilitation Center, making them looking for rehabilitation at close clinics. Clinical problems was one of the factors that contribute to delay (average = 6 months) rehabilitation program in RCG. The single patients and the serious injured patients have undergone more to rehab center than the other group. There is no difference in functional ability evaluated by FIM (Functional Independence Measure), and in social integration evaluated by work return between groups

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

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

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

O objetivo deste estudo foi comparar a condição funcional dos pacientes paraplégicos internados no HC- IOT FMUSP entre 2000 a 2004, que realizaram tratamento nos centros de reabilitação e os que não realizaram e identificar os fatores que interferiram na acessibilidade ao centro de reabilitação. Os dados foram coletados na cidade de São Paulo, entre 2005 a 2007. Foram entrevistados 39 indivíduos paraplégicos por traumatismo raquimedular. A média de idade do grupo estudado foi de 33,4 ± 12,7 anos (15 - 66), sendo 35 (89,7%) pessoas do gênero masculino e quatro (10,3%) do sexo feminino. Estes pacientes foram divididos em dois grupos: Grupo Centro de Reabilitação (GCR), com 24 pacientes (62%) e Grupo Não Centro de Reabilitação (GNCR) com 15 pacientes (38%). Os resultados mostraram que o tempo de espera e falta de transporte para tratamento foram fatores que interferiram na não adesão ao tratamento em centros de reabilitação, levando à opção de reallizar fisioterapia em clínicas mais próximas. A ocorrência de problemas clínicos foi um dos fatores que contribuiu para a demora (média de seis meses) de iniciar o programa de reabilitação no GCR. Os pacientes solteiros e com lesões mais graves foram os que mais procuraram o centro de reabilitação. Não houve diferença quanto a capacidade funcional, avaliada através da MIF (Medida da Independência Funcional), e quanto a inserção social, avaliada pelo retorno dos pacientes ao trabalho / The objective of this article was to compare the functional condition of paraplegic by traumatic spinal cord injured patients hospitalized in HC-IOT FMUSP from 2000 to 2004, that were undergone and not rehabilitation center and identify interfering factors in this accessibility. All data was collected in São Paulo city, since 2005 to 2007. Thirty-nine SCI patients were interviewed. The average age was 33, 4 ± 12, 7 years (15-36), 35 (89, 7%) males and four (10,3%) females. Those patients were divided in two groups: Rehabilitation Center Group (RCG), 24 (62%) patients, and No Rehabilitation Center Group (NRCG), 15 (38%) patients. The results have showed that delay and transport problems were interfering factors beginning and maintenance of treatment in Rehabilitation Center, making them looking for rehabilitation at close clinics. Clinical problems was one of the factors that contribute to delay (average = 6 months) rehabilitation program in RCG. The single patients and the serious injured patients have undergone more to rehab center than the other group. There is no difference in functional ability evaluated by FIM (Functional Independence Measure), and in social integration evaluated by work return between groups

OBJETIVOS: caracterizar o estado nutricional de indivíduos ativos, portadores de deficiência motora. METODOLOGIA: Foram avaliados 68 indivíduos ativos, do sexo masculino, portadores de lesão medular (LM, n= 28), seqüelas de poliomielite (L, n=32) ou amputados (A, n= 8). Foram avaliados: o consumo alimentar (recordatório de 24h e lista de freqüência de alimentos), antropometria (peso, altura, dobras cutâneas), composição corporal por DEXA e por bioimpedância. Quanto aos parâmetros bioquímicos: glicemia de jejum, lipídeos plasmáticos (colesterol total, LDL, HDL e triacilgliceróis), uréia e creatinina, insulina, cortisol e IGF-1 plasmáticos. Os dados dos grupos foram submetidos à análise univariada (ANOVA) e os contrastes significativos ao teste de Tuckey, além da análise multivariada para detecção das correlações entre os parâmetros de avaliação. RESULTADOS: os grupos apresentaram um consumo energético abaixo das predições normais, o que pode ser explicado pela menor necessidade decorrente da diminuição da massa muscular. A distribuição percentual da ingestão de lipídeos apresentou-se elevada, inversamente ao consumo de carboidratos. O IMC mostrou-se um bom indicador da gordura corporal, o DEXA mostrou alta correlação com os dados obtidos por dobras cutâneas e com as predições convencionais de gordura corporal. A densidade óssea do corpo total apresentou normalidade, porém, nos LMe nos P a região das pernas apontou para osteopenia e/ou osteoporose. Os dados bioquímicos apresentaram-se normais. CONCLUSÕES: a atividade física parece ter sido um fator determinante para a normalidade encontrada na maioria dos parâmetros avaliados, embora não tenha sido suficiente para manter a densidade óssea e muscular nas regiões paralisadas. Ficou evidente a necessidade de trabalhos de Educação Nutricional para esses indivíduos. No que diz respeito a parâmetros de densidade óssea, é importante a análise dos diferentes segmentos do corpo. / OBJECTIVES: to characterize the nutricional status of active, handicapped individuals. METHODOLOGY: 68 individuals active, men, with spinal cord injury (SCI) (LM, n = 28), poliomelite sequels (L, n=32) or amputed ( n = 8). They had been evaluated by: food consumption (24h dietary recall and food frequency), anthropometry (weight, height, skinfolders and cicunferences), body composition from DEXA and bioelectrical impedance. About the biochemical parameters: serum fast glucose, serum lipids (total cholesterol, LDL, HDL and triglycerides), serum urea and creatinine, insulin, cortisol and IGF-1. The data had been submitted to the ANOVA and the significant contrasts to the Tuckey test, beyond the multivaried analysis for correlations values between the parameters. RESULTS: the groups had presented an energy consumption below of the normal predictions, what it can be explained by the muscle mass reduction. The distribution of the lipids ingestion was high, inversely to the carbohydrates consumption. The body mass index (BMI) revealed to be a good index of the body fat, the DEXA showed high correlation with the skinfolders and with the body fat predicictions. The total bone density presented normality, however, in the LM and the P the region of the legs pointed osteopenia and/or osteoporose. The biochemical data had been normal. CONCLUSIONS: the physical activity seems to have been a determinative factor for the normality found in the majority of the evaluated parameters, even so it has not been enough to keep the bone and muscle density in the paralyzed regions. The necessity of Nutricional Education was evident for these individuals. About the parameters of bone density, the analysis of the different regions is important .