Inflammation and apoptosis induced by mastoparan Polybia-MPII on skeletal muscle

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Mastoparan effects in skeletal muscle damage: An ultrastructural view until now concealed

Animal venoms have been valuable sources for development of new drugs and important tools to understand cellular functioning in health and disease. The venom of Polybia paulista, a neotropical social wasp belonging to the subfamily Polistinae, has been sampled by headspace solid phase microextraction and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. Recent study has shown that mastoparan, a major basic peptide isolated from the venom, reproduces the myotoxic effect of the whole venom. In this study, Polybia-MPII mastoparan was synthesized and studies using transmission electron microscopy were carried out in mice tibial anterior muscle to identify the subcellular targets of its myotoxic action. The effects were followed at 3 and 24 h, 3, 7, and 21 days after mastoparan (0.25 mu g/mu L) intramuscular injection. The peptide caused disruption of the sarcolemma and collapse of myofibril arrangement in myofibers. As a consequence, fibers presented heteromorphic amorphous masses of agglutinated myofilaments very often intermingled with denuded sarcoplasmic areas sometimes only surrounded by a persistent basal lamina. To a lesser extent, a number of fibers apparently did not present sarcolemma rupture but instead appeared with multiple small vacuoles. The results showed that sarcolemma, sarcoplasmic reticulum (SR), and mitochondria were the main targets for mastoparan. In addition, a number of fibers showed apoptotic-like nuclei suggesting that the peptide causes death both by necrosis and apoptosis. This study presents a hitherto unexplored view of the effects of mastoparan in skeletal muscle and contributes to discuss how the known pharmacology of the peptide is reflected in the sarcolemma, SR, mitochondria, and nucleus of muscle fibers, apparently its subcellular targets.

Effects of swimming training on bone mass and the GH/IGF-1 axis in diabetic rats

The aim of this study was to examine the influence of moderate swimming training on the GH/IGF-1 growth axis and tibial mass in diabetic rats. Male Wistar rats were allocated to one of four groups: sedentary control (SC), trained control (TC), sedentary diabetic (SD) and trained diabetic (TD). Diabetes was induced with alloxan (35 mg/kg b.w.). The training program consisted of a 1 h swimming session/day with a load corresponding to 5% of the b.w., five days/week for six weeks. At the end of the training period, the rats were sacrificed and blood was collected for quantification of the serum glucose, insulin, GH, and IGF-1 concentrations. Samples of skeletal muscle were used to quantify the IGF-1 pepticle content. The tibias were collected to determine their total area, length and bone mineral content. The results were analyzed by ANOVA with P < 0.05 indicating significance. Diabetes decreased the serum levels of GH and IGF-1, as well as the tibial length, total area and bone mineral content in the SD group (P < 0.05). Physical training increased the serum IGF-1 level in the TC and TD groups when compared to the sedentary groups (SC and SD), and the tibial length, total area and bone mineral content were higher in the TD group than in the SD group (P < 0.05). Exercise did not alter the level of IGF-1 in gastrocnemius muscle in nondiabetic rats, but the muscle IGF-1 content was higher in the TD group than in the SD group. These results indicate that swimming training stimulates bone mass and the GH/IGF-1 axis in diabetic rats. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Análise qualitativa dos efeitos da sonoforese com Arnica montana sobre o processo inflamatório agudo do músculo esquelético de ratos

Este estudo visou verificar o efeito da sonoforese com Arnica montana sobre a fase inflamatória aguda de uma lesão muscular. Para isso, 40 ratos Wistar machos, lesados cirurgicamente, foram divididos em 4 grupos: controle (C), 10 ratos lesados e não tratados; grupo ultra-som (US), 10 lesados, tratados com US; grupo ultra-som com arnica (US+A), 10 ratos lesados, tratados com sonoforese de gel de arnica; grupo arnica (A), 10 ratos lesados, tratados com massagem de gel de arnica. O tratamento dos três grupos foi iniciado 24h após a lesão, sendo aplicado uma vez ao dia durante 3 minutos, por três dias. Quatro dias após a lesão, os animais foram sacrificados e o terço médio do músculo tibial anterior lesado foi removido e tratado histologicamente. Os resultados da análise qualitativa mostram que, no grupo C, formou-se um intenso infiltrado de células inflamatórias no espaço intersticial e um processo de regeneração apenas iniciado. Nos grupos US e US+A foi detectado um avançado processo inflamatório, com tecido conjuntivo mais organizado e consistente. No grupo A foi detectada diminuição no número de células inflamatórias e uma desorganização em sua disposição, o que poderia levar a um atraso no processo de regeneração. Conclui-se que os grupos que receberam a aplicação do ultra-som e ultra-som com arnica apresentaram semelhante aceleração do processo inflamatório agudo, sugerindo ineficácia da sonoforese quando comparada à aplicação de apenas ultra-som.

Efeito da velocidade de corrida em variáveis eletromiográficas e metabólicas

The aim of this study was to analyze the electromyographic signal of the rectus femuris (RF), vastus lateralis (VL), biceps femuris (BF), tibialis anterior (TA), and gastrocnemius lateralis (GL) muscles of seven male volunteers, during different running velocities; and determine and compare the EMG(FT) (electromyographic fatigue threshold), LT (lactate threshold) and AT (anaerobic threshold). The running protocol started with a velocity of 10 km.h(-1) and each three minutes elapsed occurred an increments of 1 km.h(-1) until the exhaustion, with an 30 second interval between each velocity increment to collect 25 mu l of blood. The increase of RMS values was verified in the RF in the velocities of 12 km.h(-1) to 14 km.h(-1). The EMG(FT) showed similarity between the muscles and in the indexes were found the following significant differences: AT > LT; EMG(FT) RF and EMG(FT) VL < AT and EMG(FT) VL and EMG(FT) BF > LT. These data confirmed the viability of using the EMGFT as a possible indicator to analyze the muscle fatigue.

Características cinemáticas, cinéticas e eletromiográficas do andar de adultos jovens com e sem suporte parcial de peso corporal

OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi analisar as características cinemáticas, cinéticas e eletromiográficas do andar de adultos jovens em piso fixo sem colete e com suporte parcial de peso (SPP) de 0, 10, 20 e 30% do peso corporal. MÉTODO: Oito jovens com idade média de 22,2 anos foram filmados andando sobre uma passarela que continha uma plataforma de força na região central para registro das componentes da força de reação do solo. Marcadores refletivos foram posicionados nos principais pontos anatômicos dos membros inferiores para registro dos dados cinemáticos, e eletrodos de superfície foram afixados nos músculos tibial anterior e gastrocnêmio medial para registro da atividade elétrica muscular. RESULTADOS: Diferenças significantes entre as cinco condições experimentais foram constatadas nas variáveis espaço-temporal, nos ângulos máximos e mínimos da coxa, joelho e tornozelo e nas amplitudes das componentes horizontal ântero-posterior e vertical da força de reação do solo. de forma geral, as maiores mudanças ocorreram na condição de SPP de 30% do peso corporal. CONCLUSÃO: É importante considerar as compensações que ocorrem no padrão do andar com SPP no planejamento das intervenções terapêuticas. Ainda, para melhor definir a utilização dos sistemas de suspensão de peso na reabilitação, estudos futuros precisam ser realizados para verificar o comportamento do andar em populações com alteração de movimento em piso fixo.

A influência do ultrassom e do treinamento físico sobre os triglicérides séricos e intramusculares em ratos diabéticos experimentais

O ultrassom terapêutico é visto hoje como um dos recursos mais utilizados na prática da medicina clínica e o exercício físico é consolidado como uma terapêutica eficaz e eficiente em diversos casos, porém ainda pouco investigados em conjunto; por isso, o presente trabalho tem como objetivo analisar a influência do ultrassom e do exercício físico sobre as concentrações de triglicérides sérico e intramusculares (IMTG) em ratos diabéticos experimentais. Foram utilizados ratos Wistar adultos divididos em oitos grupos: Diabéticos Sedentários (DS), Diabéticos Treinados (DT), Diabéticos Sedentários e Ultrassom (DSUs), Diabéticos Treinados e Ultrassom (DTUs), Controle Sedentário (CS), Controle Treinado (CT), Controle Sedentário e Ultrassom (CSUs), Controle Treinado e Ultrassom (CTUs). O protocolo de treinamento constituía de natação cinco dias por semana, 30 minutos, por dia com uma carga máxima equivalente a 8% da massa corporal, durante três semanas. A terapia ultrassônica foi realizada cinco dias por semana, durante duas semanas, com intensidade de 0,2W/cm² e frequência de 1,0MHz. Não houve diferenças significativas nos triglicerídeos séricos e nos músculo Tibial Anterior e Gastrocnêmio. Para o músculo Sóleo as concentrações dos grupos diabéticos foram menores comparados com as dos grupos controles e também entre os grupos DT e DTUs comparado com DS e DSUS, sendo que treinados apresentaram as menores concentrações. O ultrassom pulsado na intensidade proposta não influenciou as concentrações séricas de triglicerídeos nem de IMTG. Porém o exercício físico foi eficaz em reduzir IMTG no músculo Sóleo.

Determinação da idade fetal por meio da técnica ultra-sonográfica de fetometria e de morfologia fetal em cabras

Utilizaram-se 13 cabras gestantes da raça Saanen, para estudo das características da gestação a partir do 60º dia, segundo as técnicas de fetometria e avaliação morfológica fetal, utilizando-se ultra-sonografia em modo-B. Analisaram-se: diâmetro orbital (DO), diâmetro interorbital (DIO), diâmetro biorbital (DBO), diâmetro biparietal (DBP), comprimento do fêmur (CF), comprimento da tíbia (CT), comprimento do rádio (CR), diâmetro do tórax (DT), diâmetro abdominal transversal (DAT), diâmetro abdominal anteroposterior (DAP), diâmetro occípito-frontal (DOF), diâmetro transversal renal (RIMT), diâmetro longitudinal renal (RIML), comprimento da escápula (ESC), comprimento do metacarpo (MEC), medida da pelve (COX) e comprimento do úmero (CU). As médias dos valores achados foram correlacionadas com a idade fetal. As equações de regressão inversa foram criadas para cada parâmetro, sendo que DBP (R²=0,93), CF (R²=0,95), CU (R²=0,96), do (R²= 0,84) e DAT (R²= 0,91) foram as variáveis de melhor correlação estatística, cuja equação pode ser representada pela fórmula: idade fetal = 34,5 + 4,8DBP + 9,9 CF - 7,5 CU - 2,3 do + 6,1 DAT.

Estudo retrospectivo de cães com luxação patelar medial tratados cirurgicamente

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

End-to-side neurorrhaphy with and without perineurium

OBJETIVOS: Comparar a neurorrafia término-lateral com epineuro versus sem epineuro. DESENHO: Foram operados 20 ratos. O nervo fibular foi seccionado e seu coto distal suturado na face lateral do nervo tibial. do lado direito nós removemos janela de epineuro e no lado esquerdo o epineuro foi deixado intacto. Depois de seis meses, os 14 animais sobreviventes foram submetidos a testes eletrofisiológicos, sacrificados e os nervos e músculos removidos para exames histológicos. O teste eletrofisiológico foi realizado mediante estímulo elétrico fornecido por um neuro-estimulador (LHM-110) com 2 milisegundos de duração, num modo repetido e 30 Hz. O estímulo foi aumentado progressivamente partindo de zero até atingir 1 volt. LOCAL: Faculdade de Medicina de Botucatu. RESULTADOS: No lado direito, os músculos que tiveram resposta positiva necessitaram uma média de 258,89 mv (±92,31) de estímulo elétrico para apresentar uma resposta e no lado esquerdo uma média de 298,34 mV (±139,32). O músculo tibial cranial apresentou peso médio para o lado direito de 0,47 g (±0,18) e para o lado esquerdo de 0,45 g (±0,15). O coto distal do nervo fibular apresentou uma média 310 fibras nervosas (±191,34) para o lado direito e 287,71 (±183,60) para o lado esquerdo. O nervo tibial acima da neurorrafia mostrou médias de 939,46 (±223,51) fibras nervosas para o lado direito e 959,46 (±327,48) para o lado esquerdo. O nervo tibial abaixo da neurorrafia mostrou médias de 935,17 (±298,65) fibras nervosas para o lado direito e 755,31 (±323,26) para o lado esquerdo. As fibras do músculo tibial cranial do lado direito apresentaram uma área média de 0,0162 (±0,008) m2 depois de 230 vezes de magnificação e 0,0152 (±0,0064) para as fibras do músculo tibial cranial do lado esquerdo. O aspecto histológico do músculo tibial cranial, tomando-se o normal como 100% foi de 78,21 (±20,75) para o lado direito e 82,14 (±15,89) para o lado esquerdo. A análise estatística (testetde Student) não mostrou diferenças (p>0,05) entre os lados esquerdo e direito para todas as variáveis. CONCLUSÕES: Ambas as neurorrafias (com e sem epineuro) não mostraram diferenças relacionadas aos aspectos morfológicos e eletrofisiológicos estudados.

2 END-TO-SIDE NEURORRHAPHIES AND NERVE GRAFT WITH REMOVAL OF THE EPINEURAL SHEATH - EXPERIMENTAL-STUDY IN RATS

We have studied a new type of end-to-side nerve repair in rats. The healthy (donor) nerve was not divided but an epineural window was created. In our experiment, a nerve graft bridged the tibial nerve to the distal end of the divided peroneal nerve. Electrophysiological studies showed electrical impulses conducted through both end-to-side nerve junctions. Histological studies demonstrated axons leaving the lateral surface of the healthy (donor) nerve. Based on these observations, we suggest that end-to-side neurorrhaphy from a healthy nerve may bridge a neural deficit.

Latero-terminal neurorrhaphy without removal of the epineural sheath. Experimental study in rats.

Termino-lateral neurorrhaphies have been used up to the beginning of this century. After this period, they have no longer been reported. We tested the efficacy of a new type of latero-terminal neurorrhaphy and evaluated the role of the epineural sheath. A group of 10 rats had the fibular nerve sectioned and the distal ending was sutured to the lateral face of the tibial nerve without removing the epineurium. All experiments were made on the right side, the left one remaining untouched in half of the animals of each group. The other half were denervated by sectioning and inverting the endings of the fibular nerves. In this way, tibial cranial muscles were either normal or denervated in the left side and reinnervated through latero-terminal neurorrhaphy in the right side. After 7.7 months, the animals were subjected to electrophysiological tests, sacrificed, and the nerves and muscles were taken for histological exams. A response of the tibial cranial muscle was obtained in 75% of the animals. The distal ending of the fibular nerve showed an average of 498 nerve fibers. The average areas of the reinnervated tibial cranial muscles were (mu 2):841.30 for M2n and 1798.33 for M2d. We concluded that the termino-lateral neurorrhaphy was functional, conducting electrical stimuli and allowing the passage of axons from the lateral surface of a healthy nerve, to reconstitute the distal segment of a sectioned nerve. The presence of the epineurium was no impediment to axonal regeneration or to the passage of electrical stimuli.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)

Compression of the peripheral branches of the sciatic nerve by lipoma

The authors report two female patients with chronic sensitive and motor findings in lower limbs caused by compression of distal branches of sciatic nerve by lipoma. Similar eases were not described on literature. Nerve conduction studies allowed to localize the exact site of compression. At surgery, lipomas compressing the deep peroneal nerve (case 1) and the posterior tibial nerve (case 2) were observed. Histologic studies of tumors confirmed the diagnoses.

Effects of Chronic Physical Activity and of Ultrasound Treatment on Bone Consolidation

The objective of this study was to investigate the effects of ultrasound treatment and physical exercise on the velocity of bone consolidation and resistance to deformation. We performed osteotomy in the upper third of the right tibia of rats. Physical training consisted of swimming 1 h per day with a load of 5% b.w. for 30 days. Therapy with medium-intensity ultrasound was applied daily on the damaged area. Wistar rats were divided into the following groups: osteotomized sedentary animals with no ultrasound treatment (1.OSnUS), osteotomized trained animals with no ultrasound treatment (2.OTnUS), osteotomized sedentary animals with ultrasound treatment (3.OSwUS). and osteotomized trained animals with ultrasound treatment (4.OTwUS). The animals were sacrificed for the following analyses: muscle glycogen, serum alkaline phosphatase at the 5th, 10th, 20th, and 30th days, test of maximum resistance to flexion, rupture flexion and mean tibial rigidity at the 30th day. Muscle glycogen was increased at the 20th day: alkaline phosphatase was elevated at the 5th and 20th days in groups 3.OSwUS and 4.OTwUS. and decreased at the 10th day. Groups1.OSnUS and 2.OTnUS did not show significant variations. In the mechanical resistance tests, we noted that ultrasound therapy and the association of physical activity used in the present study showed significant differences in bone resistance and bone rigidity after 30 days of treatment. These facts suggest that ultrasound or physical activity, or their combination may accelerate the process of bone tissue repair.

The influence of diabetes mellitus and insulin therapy on biomechanical retention around dental implants: a study in rabbits.

The oral rehabilitation by dental implants in patients with diabetes remains a controversial issue. The aim of this study was to evaluate the influence of diabetes mellitus and insulin therapy on the bone healing around dental implants using torque removal. Twenty-seven rabbits were randomly divided into 3 groups with 9 animals each: control (C) group, induced diabetic (D) group, and insulin-treated diabetic (ITD) group (10 U/day). After 1 week, one implant was inserted at the tibial metaphysis of the animals. The glucose levels were periodically evaluated through the glucose-oxidase enzymatic method. The animals were killed at 4, 8, and 12 weeks after surgery and the biomechanical test was performed using a torque manometer. Statistically significant differences regarding the removal torque of the implant could not be found at 4 weeks (P = 0.2) among groups. Group C showed statistically higher values than groups D and ITD at the experimental periods of 8 (P = 0.0001 and P = 0.0002, respectively) and 12 weeks (P = 0.0053 and P = 0.001, respectively). There were no statistical differences between D and ITD groups in any of the experimental periods. Diabetes mellitus has negatively influenced the mechanical retention of implants placed at the tibial metaphysis of rabbits. Therapy with insulin did not induce any changes.