Aspectos motores e neurais em ratos submetidos à lesão do sistema nervoso central e periférico e tratamento de reabilitação

Abstract

O objetivo desta tese foi caracterizar o desempenho de ratos Wistar no teste do Staircase; avaliar se o treinamento de habilidade e de repetição poderia induzir diferente recuperação motora, adaptações morfológicas e plasticidade encefálica após lesão do plexo braquial e isquemia focal, além de analisar os efeitos da isquemia cerebral induzida por endotelina-1 na área média das fibras do músculo sóleo. Nossos resultados mostraram que ratos Wistar, de forma semelhante ao observado em outras linhagens, apresentam bom desempenho na tarefa do Staircase em 2 semanas após iniciado o período de treinamento; todavia, o número de animais capazes de atingir o critério mínimo (alcance e consumo de 15 esferas comestíveis) aumenta em torno de 10% quando o tempo de treinamento é estendido por mais algumas semanas. Após lesão do Sistema Nervoso Periférico (SNP), os animais submetidos à lesão do plexo braquial e treinamento de reabilitação por meio de tarefa de repetição apresentaram axônios em estágio mais avançado de recuperação, conforme evidenciado pela análise da espessura da bainha de mielina, diâmetro do axônio mielinizado e diâmetro total da fibra mielinizada. Em relação à avaliação comportamental, ambas as tarefas induziram aceleração da recuperação funcional, mas sem diferença entre os dois tratamentos propostos. Após lesão do Sistema Nervoso Central (SNC), os animais submetidos à isquemia focal e treinamento de habilidade demonstraram níveis mais elevados de proteínas relacionadas à sinapse (Sinapsina-I e PSD-95) no córtex sensório-motor e hipocampo no hemisfério lesado. O conteúdo de GFAP no córtex aumentou em função da isquemia e não foi modificado por nenhuma das tarefas de reabilitação. No hipocampo, o treinamento de habilidade resultou em maior imunoconteúdo de proteína glial fibrilar ácida (GFAP). Em relação à avaliação comportamental, nenhum grau de recuperação, espontânea ou induzida pela reabilitação, foi observado ao final do experimento. A análise das fibras do músculo sóleo não evidenciou atrofia no membro posterior contralateral ao hemisfério isquêmico. Por outro lado, a sobrecarga do membro nãoparético (ipsilateral à lesão) foi suficiente para induzir hipertrofia muscular. Concluímos que a lesão do plexo braquial por esmagamento e a isquemia focal induzida por endotelina – 1 (ET-1) causam prejuízo funcional, o qual pode ser avaliado por meio do teste do Staircase em ratos Wistar; que as atividades motoras de habilidade e de repetição induzem padrões diferentes de regeneração no SNP e no SNC; e que a isquemia focal, em longo prazo, pode induzir aumento da área média das fibras do músculo sóleo no membro posterior ipsilesional. Esses resultados ampliam os conhecimentos acerca da lesão no SNP e SNC, formas de avaliação comportamental e métodos para reabilitação funcional.

The aim of this study was to characterize the performance of Wistar rats in the Staircase test, to investigate whether skilled and unskilled training would induce different motor recovery, morphological improvement and brain plasticity after brachial plexus crush and focal brain ischemia and to analyze the effects of focal ischemia produced by Endothelin -1 on soleus muscle fiber cross-sectional area. Our results showed that Wistar rats, similar to other strains, can display high performance on the Staircase test after 2 weeks of training; that the number of animals that attained the inclusion criterion increased by 10% with longer times of training; and that the stricter criterion of 15 pellets taken can be adopted as study inclusion criterion. After Peripheral Nervous System (PNS) lesion, animals submitted to brachial plexus injury and unskilled training showed axons in more mature appearance, as evidenced by greater myelin thickness, myelinated fiber and axon diameter. With regard to functional evaluation, the rehabilitation resulted in no difference between treatments. After Central Nervous System (CNS) lesion, animals submitted to focal brain ischemia and skilled training showed high levels of brain proteins related to synapse (synapsin-I and PSD-95) in sensorimotor cortex and hippocampus. The content of glial fibrillary acidic protein (GFAP) in ischemic sensorimotor cortex was augmented as result of focal brain ischemia and it was no modified by rehabilitation. In hippocampus skilled training resulted in higher GFAP levels when compared with ischemia and unskilled training. With regard to functional evaluation, animals remained permanently impaired at the end of evaluations. The analyses of soleus muscle fibers showed no atrophic factor on hind limb contralateral to the ischemic hemisphere. Nevertheless, the overuse of non-paretic limb was sufficient to induce hypertrophy of soleus on limb ipsilateral to injured hemisphere. We conclude that brachial plexus crushing and focal brain ischemia induce functional impairment, which can be evaluated by means of Staircase in Wistar rats; that skilled and unskilled motor activity can induce different pattern of regeneration in PNS and CNS; and that long term focal brain ischemia result in increase of transverse cross sectional area of soleus fibers in non-paretic limb. The findings extend the understanding about PNS and CNS lesion, evaluation and rehabilitation treatment.