Estudo funcional e morfológico da associação de lipopolissacarídeo, anóxia e restrição sensório motora em ratos : implicações para um modelo animal de paralisia cerebral

Abstract

A paralisia cerebral (PC) é uma complexa desordem da locomoção, postura e do movimento que pode ser causada por uma lesão pré- peri- ou pós-natal ao encéfalo em desenvolvimento. Em ratos, déficits motores semelhantes à PC podem ser induzidos por imobilização dos membros posteriores (restrição sensório-motora; SR), associada ou não à anóxia peri-natal (PA). Além disso, estudos prévios têm mostrado que a exposição prénatal à endotoxina bacteriana (lipopolissacarídeo; LPS) pode contribuir como um fator patogênico para as características da PC. No presente estudo, investigamos os efeitos à longo prazo da exposição pré-natal ao LPS, da anóxia peri-natal e da imobilização dos membros posteriores durante o desenvolvimento em testes de habilidades motoras e na morfologia do sóleo e tibial anterior. LPS, PA e SR sozinhos ou em combinação mostraram-se capazes de induzir déficits motores no Rotarod. Todos os grupos submetidos à SR, associada ou não à outros agressores, apresentaram prejuízos motores, avaliados pela contagem de erros das patas posteriores nos testes da escada horizontal e da barra estreita suspensa. A imobilização, sozinha ou em combinação, levou à atrofia do sóleo, um aumento no comprimento de seus sarcômeros e uma diminuição de sua densidade. A área de secção transversal (AST) das fibras musculares do tibial anterior, comprimento e densidade dos sarcômeros não foram afetadas pela imobilização, mas interessantemente, uma diminuição da AST foi induzida pela associação com LPS e PA. Foi observada a transição do tipo de fibras musculares no sentido lento para rápido tanto no sóleo como no tibial em todos os grupos restritos. Estes dados sustentam achados prévios e sugerem que uma experiência sensório-motor aberrante durante a maturação pode reproduzir desordens no movimento e alterações musculares correlacionadas com as observadas em crianças com PC.

Cerebral palsy (CP) is a complex disorder of locomotion, posture and movements that can be caused by pre-, peri- or postnatal damage to the developing brain. CP-like movement deficits were more reliably reproduced in rats by hind limb sensorimotor restriction (SR) during development than perinatal asphyxia (PA). Additionally, previous studies showed that prenatal exposure to bacterial endotoxin (lipopolisacharide; LPS) contribute as a critical pathogenic factor underlying CP characteristics. In the present study, we investigated the long-term effects of prenatal LPS exposure, perinatal anoxia and hind-limb immobilization during development in motor skills tests and soleus and anterior tibialis muscles’ morphophysiology. LPS, PA and SR alone or in combination showed to induce motor deficits on Rotarod. All goups submitted to SR, associated or not to other treatment exhibited motor impairments, measurable by hind-limb errors counted on horizontal ladder and suspended bar tests. Immobilization alone or in combination induced soleus atrophy, an increase of its sarcomere length and a decrease density. Tibialis anterior cross-section area (CSA), sarcomere length and density were not affected by the immobilization alone, but interestingly, a decrease in CSA was induced by the association with LPS and PA. A slow-to-fast fiber type transition phenomenon was observed on soleus and tibialis anterior only in restricted groups. These data support previous findings and suggest that aberrant sensorimotor experience during maturation can reliably reproduce the disabling movement disorders and muscular alterations correlated to the observed in children with CP.