Efeito combinado do exercício físico e da degradação da matriz extracelular na plasticidade do córtex cerebral após isquemia

O acidente vascular cerebral (AVC) é a maior causa de mortes e incapacidades neurológicas no Brasil, e mais de 80% deles são decorrentes de evento isquêmico. Os sobreviventes de AVC apresentam uma variedade de déficits motores, cognitivos e sensoriais, que prejudicam suas atividades de vida diária, limitando assim sua independência. Portanto, torna-se cada vez mais necessário elaborar estratégias terapêuticas que promovam a recuperação funcional de pacientes acometidos por AVC. Após isquemia do tecido nervoso, ocorre no meio extracelular a super expressão de moléculas inibitórias a regeneração neuronal e à plasticidade sináptica, como os proteoglicanos de sulfato de condroitina (PGSCs), o principal componente das redes perineuronais (RPNs). A remoção destas moléculas com a ação da enzima condroitinase ABC (ChABC) tem sido usada como estratégia para induzir a plasticidade neuronal. Outro fator que tem sido utilizado para estimular a neuroplasticidade é o exercício físico específico para o membro afetado após AVC. O exercício físico está relacionado à liberação de neurotrofinas, importantes para a regeneração do sistema nervoso. Portanto, a remoção dos PGSCs junto com o exercício físico pode potencializar a indução da plasticidade cerebral e recuperação funcional após lesão isquêmica experimental na área sensório-motora de ratos. Para testar nossa hipótese, utilizamos n=16 ratos (Ratus norvergicus) da linhagem Wistar, divididos nos seguintes grupos experimentais (todos com sobrevida de 21 dias após AVC isquêmico): Grupo Controle ou BSA (Isquemia experimental, implante de Elvax saturado com BSA); Grupo Exercício (Isquemia experimental, implante de Elvax saturado com BSA + exercício físico específico); Grupo ChABC (Isquemia experimental, implante de Elvax saturado com ChABC); e Grupo ChABC + Exercício (Isquemia experimental, implante de Elvax saturado com ChABC + exercício físico específico). A lesão isquêmica foi induzida através de microinjeções do vasoconstritor Endotelina-1 (ET-1) no córtex sensório-motor, na representação da pata anterior. Logo em seguida foi implantado uma microfatia de polímero de Etileno vinil acetato saturado com ChABC (grupos ChABC e ChABC + Exercício) ou BSA (grupos Controle e Exercício). Foram avaliadas a área de lesão e a degradação dos PGSCs, além da recuperação funcional da pata afetada através do teste da exploração vertical e do teste da escada horizontal. Avaliamos a área de lesão (mm²) com auxílio do programa ImageJ (NIH, USA), delimitando a área com palor celular e também marcada com azul de colanil que estava presente na solução de injeção do peptídeo vasoconstritor ET-1 e verificamos que não houve diferença significativa no tamanho da área de lesão entre os grupos Controle (0,48±0,12), Exercício (0,46±0,05), ChABC (0,50±0,18) e ChABC + Exercício (0,55±0,05) (ANOVA, pós-teste de Tukey, ***p<0,001; **<0,01; *p<0,5). Animais que foram submetidos à remoção enzimática dos PGSCs apresentaram imunomarcação para o anticorpo anti-condroitin-4-sulfato (C4S) na área de lesão ao final da sobrevida, não havendo evidencias de degradação de PGSCs nos grupos Controle e Exercício. Verificamos ainda no teste do cilindro que a indução da lesão isquêmica não provocou perda funcional ampla, não alterando o comportamento exploratório, nem a frequência de uso da pata anterior afetada dos animais após a lesão (grupo Controle: pré-lesão ou baseline (0,33±0,10), 3 (0,29±0,17), 7 (0,30±0,10), 14 (0,29±0,16) e 21 (0,27±0,13) dias após a lesão; grupo Exercício: pré-lesão ou baseline (0,30±0,12), 3 (0,32±0,24), 7 (0,19±0,37), 14 (0,31±0,10) e 21 (0,32±0,09) dias após a lesão; grupo ChABC: pré-lesão ou baseline (0,34±0,07), 3 (0,20±0,11), 7 (0,23±0,07), 14 (0,33±0,14) e 21 (0,39±0,16) dias após a lesão; grupo ChABC + Exercício: pré-lesão ou baseline (0,34±0,04), 3 (0,20±0,09), 7 (0,26±0,04), 14 (0,18±0,08) e 21 (0,27±0,04) dias após a lesão) (ANOVA, pós-teste de Tukey, ***p<0,001; **<0,01; *p<0,5). O grupo que teve apenas a remoção dos PGSCs apresentou um melhor desempenho motor no teste da escada horizontal, mantendo sua frequência de acertos quando comparado aos demais grupos, sendo que ao final da sobrevida de 21 dias, os grupos Controle e ChABC + Exercício alcançaram uma recuperação espontânea (equivalente ao teste pré-lesão), se aproximando do grupo ChABC. Apenas o grupo tratado somente com Exercício não alcançou a recuperação espontânea, apresentando um desempenho motor significativamente inferior aos demais grupos em todos os momentos de reavaliação (grupo Controle: pré-lesão ou baseline (7,70±0,54), 3 (5,30±0,71), 7 (5,4±1,14), 14 (5,20±0,37) e 21 (6,70±0,48) dias após a lesão; grupo Exercício: pré-lesão ou baseline (8,40±0,28), 3 (4,30±0,48), 7 (4,75±0,50), 14 (5,35±0,41) e 21 (5,05±0,67) dias após a lesão; grupo ChABC: pré-lesão ou baseline (7,65±0,97), 3 (6,90±0,65), 7 (7,80±0,37), 14 (7,15±0,87) e 21 (7,45±0,32) dias após a lesão; e grupo ChABC + Exercício: pré-lesão ou baseline (8,10±0,22), 3 (3,65±1,48), 7 (4,95±1,06), 14 (7,35±0,37) e 21 (6,70±0,48) dias após a lesão (ANOVA, pós-teste de Tukey, ***p<0,001; **<0,01; *p<0,5). Portanto, a remoção dos PGSCs, o exercício físico forçado precoce e sua associação não influenciaram no tamanho da área de lesão após isquemia focal no córtex sensório-motor. Porém, apenas a remoção dos PGSCs das redes perineuronais melhorou precocemente o desempenho motor do membro afetado após isquemia focal no córtex sensório-motor. Enquanto que a remoção dos PGSCs associada ao exercício físico melhorou o desempenho motor do membro afetado após a lesão, porém essa melhora foi tardia. E o exercício físico aplicado precocemente após isquemia focal no córtex sensório-motor prejudicou o desempenho motor do membro afetado.

Atividade antiinflamatória e neuroprotetora da Edaravona no córtex sensóriomotor primário de ratos adultos submetidos à isquemia focal experimental

O acidente vascular encefálico (AVENC) é uma desordem neural iniciada a partir da redução ou interrupção do fluxo sanguíneo, tornando inadequada a demanda energética para a região, promovendo assim um dano tecidual. O AVENC é classificado em hemorrágico ou isquêmico. O AVENC isquêmico tem maior prevalência e pode ocorrer por trombose ou embolismo. A patologia isquêmica tem múltiplos eventos interrelacionados como excitotoxicidade, despolarização periinfarto, estresse oxidativo e nitrosativo, inflamação e apoptose. Um elemento de fundamental importância na patologia isquêmica é a célula microglial, cuja atividade está intimamente ligada à progressão do ambiente lesivo. Uma alternativa terapêutica no tratamento do AVENC é um pirazolona denominada Edaravona. O presente trabalho avaliou a o efeito neuroprotetor da Edaravona na dose de 3mg/kg no córtex sensóriomotor primário após lesão isquêmica focal. A indução isquêmica foi induzida através da administração de 40pM do peptídeo vasoconstritor endotelina 1 diretamente sobre o córtex sensóriomotor primário. Foram avaliados animais tratados com Edaravona (N=10) e animais tratados com Água Destilada (N=10) nos tempos de sobrevida 1 e 7 dias após o evento isquêmico. O tratamento com edaravona evidenciou através da análise histopatológica com violeta de cresila uma redução de 49% e 66% na área de infarto nos animais nos tempo de sobrevida 1 e 7 dias respectivamente. Os estudos imunohistoquímicos para micróglia/macrófagos ativos (ED1⁺) demostraram uma redução na presença de células ED1⁺ em 35% e 41% para os tempos de sobrevida 1 e 7 dias respectivamente. A redução na presença de neutrófilos (MBS-1⁺) foi significativa apenas nos animais com tempo de sobrevida de 24h onde se observou a redução em 56% na presença dessas células. A análise estatística foi feita por análise de variância com correção a posteriori de Tukey com p <0,05.

Efeito protetor da flavana extraída da espécie Brosimum acutifolium contra danos causados por hipóxia em células retinianas: um estudo in vitro

O acidente vascular cerebral isquêmico (AVCi) causa danos celulares por provocar intensa excitotoxicidade e estresse oxidativo após privação de oxigênio e glicose para uma região do encéfalo. Neste trabalho, investigamos o potencial neuroprotetor da planta amazônica Brosimum acutifolium que é rica em flavanas como a 4',7-diidroxi-8-(3,3-dimetilalil)flavana (brosimina b, aqui abreviada como Bb) que apresenta elevado potencial antioxidante. Utilizamos cultura de células retinianas de embrião de galinha submetidas a hipóxia experimental, por privação de oxigênio e glicose, para avaliarmos o potencial antioxidante da Bb através da análise do sequestro do radical 2,2-difenil-1-picril-hidrazil (DPPH). Além disso, avaliamos a viabilidade celular (VC) e o perfil oxidativo e antioxidativo após 3, 6 e 24 horas de hipóxia, pela produção de oxigênio reativo (O₂^-) e atividade antioxidante endógena pela enzima catalase, respectivamente. Nossos resultados demonstram que nosso modelo experimental de hipóxia in vitro provoca redução tempo-dependente da VC, acompanhada por intenso estrese oxidativo, devido à excessiva produção de oxigênio reativo (O₂^-). O tratamento com Bb (10μM) protegeu significativamente a viabilidade celular durante 3 e 6 h de hipóxia experimental em células retiniana cultivadas in vitro, além de favorecer o aumento da atividade da enzima catalase em todos os tempos testados. Desta forma, concluímos que a Bb possui ação antioxidante e neuroprotetor por contribuir na defesa contra o estresse oxidativo induzido em condições de hipóxia, tornando-se como uma droga com potencial uso em tratamentos em casos de AVCi in vivo.

Correlação entre a escala internacional de acidente vascular cerebral do Instituto Nacional de Saúde (NIHSS) e a penetração laríngea e aspiração laringotraqueal no acidente vascular cerebral isquêmico

Pós-graduação em Bases Gerais da Cirurgia - FMB

A new clinical sign probably associated to left hemiplegia with left hemineglect syndrome: the crossed legs

Objetivo : Descrever um novo sinal clínico associado à síndrome de negligência unilateral (SNU) em pacientes com acidente vascular cerebral isquêmico (AVCi). Método : Em 150 pacientes com acidente vascular cerebral isquêmico, foram realizadas tomografias de crânio e aplicada a National Institute of Health Stroke Scale. Aqueles pacientes com lesões vasculares à direita, hemiplegia esquerda e perna direita persistentemente cruzada sobre a esquerda, foram submetidos a testes específicos para SNU. Trinta pacientes também com lesões vasculares à direita, hemiplegia esquerda, porém sem evidências de permanecerem com as pernas cruzadas, foram submetidos aos mesmos testes clínicos. Resultados : Entre 150 pacientes com AVCi, 9 apresentaram lesão vascular cerebral à direita, hemiplegia esquerda e tendência em permanecer com a perna direita cruzada sobre a esquerda. Em 8 deles, testes específicos realizados nos primeiros dias de internação, confirmaram SNU à esquerda. Um paciente morreu antes que os testes pudessem ser aplicados. Dos 30 pacientes que não cruzaram as pernas, os testes foram normais em 20. Dez pacientes apresentaram alterações mínimas, insuficientes para o diagnóstico de SNU. Conclusão : A perna direita cruzada sobre a esquerda pode representar um novo sinal semiológico associado à hemiplegia esquerda e SNU à esquerda.

Grau de comprometimento e tempo de trânsito orofaríngeo em disfagia no acidente vascular encefálico

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The Incidence of Dysphagia in Patients Receiving Cerebral Reperfusion Therapy Poststroke

Background: The high prevalence of dysphagia after stroke leads to increased mortality, and cerebral reperfusion therapy has been effective in reducing neurologic deficits. The aim of this study was to investigate the severity and evolution of dysphagia and the occurrence of pneumonia in patients submitted to cerebral reperfusion therapy. Methods: Seventy ischemic stroke patients were evaluated. Of these, 35 patients (group 1) were submitted to cerebral reperfusion therapy and 35 (group 2) did not receive thrombolytic treatment. The following were evaluated: severity of dysphagia by means of videofluoroscopy, evolution of oral intake rate by means of the Functional Oral Intake Scale, and the occurrence of pneumonia by international protocol. The relation between the severity of dysphagia and the occurrence of pneumonia with the treatment was evaluated through the chi-square test; the daily oral intake rate and its relation to the treatment were assessed by the Mann-Whitney test and considered significant if P is less than .05. Results: The moderate and severe degrees of dysphagia were more frequent (P = .013) among the patients who were not submitted to cerebral reperfusion therapy. The daily oral intake evolved independently of the treatment type, without statistical significance when compared between the groups, whereas pneumonia occurred more frequently in group 2 (28%) in relation to group 1 (11%) and was associated with the worst degrees of dysphagia (P = .045). Conclusions: We can conclude that there is improvement in the oral intake rate in both groups, with lower severity of dysphagia and occurrence of pneumonia in ischemic stroke patients submitted to cerebral reperfusion therapy. (C) 2014 by National Stroke Association

Efeitos de drogas antiplaquetárias na doença periodontal

The association between platelets, angiogenesis and progression or repair of periodontal disease has been little explored and, consequently, the results are inconclusive. The pathogenic bacteria present in the periodontal pocket release endotoxins that affect the endothelial integrity and are able to induce the production of chemical mediators derived from plasma proteins and blood clotting while altering platelet function. There is great interest in the modulation of platelet activity in vascular disorders, especially cardiovascular diseases. For this reason, antiplatelet drugs, that are commonly used in the prevention of thromboembolic diseases, such as myocardial infarction, ischemic stroke and peripheral arterial disease, have been used. Aspirin is the only non-steroidal antiinflammatory agent with antiplatelet activity. In the periodontium, instead of only reduces levels of inflammatory cytokines, also significantly affects bleeding on probing, suggesting a dose-dependent modulation of periodontitis. In contrast, clopidogrel and ticlopidine are thienopyridine drugs with no known antiinflammatory action, suggesting that this benefit is related to an antiinflammatory effect indirectly correlated to their antiplatelet activity already established. In the literature there is limited information about the effect of these drugs on periodontium and periodontal disease development. Antiplatelet drugs hypothetically can change both the pathogenesis of periodontitis and subsequent periodontal tissue repair by blocking the secretion of chemical mediators which in general are important in modulating inflammation and tissue repair.

Associação entre níveis de pressão arterial e letalidade na fase aguda do acidente vascular cerebral: estudo prospectivo

Pós-graduação em Fisiopatologia em Clínica Médica - FMB

Relação entre início da resposta faríngea e lateralização da lesão cerebral no acidente vascular encefálico

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação das principais infecções ocorridas em pacientes com acidente vascular cerebral

Pós-graduação em Enfermagem - FMB

Neurogenic neuroprotection: Future perspectives

Neurogenic neuroprotection elicited by deep brain stimulation is emerging as a promising approach for treating patients with ischemic brain lesions. In rats, stimulation of the fastigial nucleus, but not dentate nucleus, has been shown to reduce the volume of focal infarction. Protection of neural tissue is a rapid intervention that has a relatively long-lasting effect, rendering fastigial nucleus stimulation (FNS) a potentially valuable method for clinical application. We review some of the main findings of animal experimental research from a clinical perspective. Results: Although the complete mechanisms of neuroprotection induced by FNS remain unclear, important data has been presented in the last two decades. The acute effect of electrical stimulation of the fastigial nucleus is likely mediated by a prolonged opening of potassium channels, and the sustained effect appears to be linked to inhibition of the apoptotic cascade. A better understanding of the cellular and molecular mechanisms underlying neurogenic neuroprotection by stimulation of deep brain nuclei, with special attention to the fastigial nucleus, can contribute toward improving neurological outcomes in ischemic brain insults.

C-Phycocyanin protects SH-SY5Y cells from oxidative injury, rat retina from transient ischemia and rat brain mitochondria from Ca2+/phosphate-induced impairment

Oxidative stress and mitochondrial impairment are essential in the ischemic stroke cascade and eventually lead to tissue injury. C-Phycocyanin (C-PC) has previously been shown to have strong antioxidant and neuroprotective actions. In the present study, we assessed the effects of C-PC on oxidative injury induced by tert-butylhydroperoxide (t-BOOH) in SH-SY5Y neuronal cells, on transient ischemia in rat retinas, and in the calcium/phosphate-induced impairment of isolated rat brain mitochondria (RBM). In SH-SY5Y cells, t-BOOH induced a significant reduction of cell viability as assessed by an MTT assay, and the reduction was effectively prevented by treatment with C-PC in the low micromolar concentration range. Transient ischemia in rat retinas was induced by increasing the intraocular pressure to 120 mmHg for 45 min, which was followed by 15 min of reperfusion. This event resulted in a cell density reduction to lower than 50% in the inner nuclear layer (INL), which was significantly prevented by the intraocular pre-treatment with C-PC for 15 min. In the RBM exposed to 3 mM phosphate and/or 100 mu M Ca2+, C-PC prevented in the low micromolar concentration range, the mitochondrial permeability transition as assessed by mitochondrial swelling, the membrane potential dissipation, the increase of reactive oxygen species levels and the release of the pro-apoptotic cytochrome c. In addition, C-PC displayed a strong inhibitory effect against an electrochemically-generated Fenton reaction. Therefore, C-PC is a potential neuroprotective agent against ischemic stroke, resulting in reduced neuronal oxidative injury and the protection of mitochondria from impairment. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Kinin-B2 Receptor Activity Determines the Differentiation Fate of Neural Stem Cells

Bradykinin is not only important for inflammation and blood pressure regulation, but also involved in neuromodulation and neuroprotection. Here we describe novel functions for bradykinin and the kinin-B2 receptor (B2BkR) in differentiation of neural stem cells. In the presence of the B2BkR antagonist HOE-140 during rat neurosphere differentiation, neuron-specific beta 3-tubulin and enolase expression was reduced together with an increase in glial protein expression, indicating that bradykinin- induced receptor activity contributes to neurogenesis. In agreement, HOE-140 affected in the same way expression levels of neural markers during neural differentiation of murine P19 and human iPS cells. Kinin-B1 receptor agonists and antagonists did not affect expression levels of neural markers, suggesting that bradykinin-mediated effects are exclusively mediated via B2BkR. Neurogenesis was augmented by bradykinin in the middle and late stages of the differentiation process. Chronic treatment with HOE-140 diminished eNOS and nNOS as well as M1-M4 muscarinic receptor expression and also affected purinergic receptor expression and activity. Neurogenesis, gliogenesis, and neural migration were altered during differentiation of neurospheres isolated from B2BkR knock-out mice. Whole mount in situ hybridization revealed the presence of B2BkR mRNA throughout the nervous system in mouse embryos, and less beta 3-tubulin and more glial proteins were expressed in developing and adult B2BkR knock-out mice brains. As a underlying transcriptional mechanism for neural fate determination, HOE-140 induced up-regulation of Notch1 and Stat3 gene expression. Because pharmacological treatments did not affect cell viability and proliferation, we conclude that bradykinin-induced signaling provides a switch for neural fate determination and specification of neurotransmitter receptor expression.

Higher incidence of death in multi-vessel coronary artery disease patients associated with polymorphisms in chromosome 9p21

Background: We investigated whether 9p21 polymorphisms are associated with cardiovascular events in a group of 611 patients enrolled in the Medical, Angioplasty or Surgery Study II (MASS II), a randomized trial comparing treatments for patients with coronary artery disease (CAD) and preserved left ventricular function. Methods: The participants of the MASS II were genotyped for 9p21 polymorphisms (rs10757274, rs2383206, rs10757278 and rs1333049). Survival curves were calculated with the Kaplan-Meier method and compared with the log-rank statistic. We assessed the relationship between baseline variables and the composite end-point of death, death from cardiac causes and myocardial infarction using a Cox proportional hazards survival model. Results: We observed significant differences between patients within each polymorphism genotype group for baseline characteristics. The frequency of diabetes was lower in patients carrying GG genotype for rs10757274, rs2383206 and rs10757278 (29.4%, 32.8%, 32.0%) compared to patients carrying AA or AG genotypes (49.1% and 39.2%, p = 0.01; 52.4% and 40.1%, p = 0.01; 47.8% and 37.9%, p = 0.04; respectively). Significant differences in genotype frequencies between double and triple vessel disease patients were observed for the rs10757274, rs10757278 and rs1333049. Finally, there was a higher incidence of overall mortality in patients with the GG genotype for rs2383206 compared to patients with AA and AG genotypes (19.5%, 11.9%, 11.0%, respectively; p = 0.04). Moreover, the rs2383206 was still significantly associated with a 1.75-fold increased risk of overall mortality (p = 0.02) even after adjustment of a Cox multivariate model for age, previous myocardial infarction, diabetes, smoking and type of coronary anatomy. Conclusions: Our data are in accordance to previous evidence that chromosome 9p21 genetic variation may constitute a genetic modulator in the cardiovascular system in different scenarios. In patients with established CAD, we observed an association between the rs2383206 and higher incidence of overall mortality and death from cardiac causes in patients with multi-vessel CAD.