Interaction of directional, neuromuscular and egocentric constraints on the stability of preferred bimanual coordination patterns

We investigated how the relative direction of limb movements in external space (iso- and non-isodirectionality), muscular constraints (the relative timing of homologous muscle activation) and the egocentric frame of reference (moving simultaneously toward/away the longitudinal axis of the body) contribute to the stability of coordinated movements. In the first experiment, we attempted to determine the respective stability of isodirectional and non-isodirectional movements in between-persons coordination. In a second experiment, we determined the effect of the relative direction in external space, and of muscular constraints, on pattern stability during a within-person bimanual coordination task. In the third experiment we dissociated the effects on pattern stability of the muscular constraints, relative direction and egocentric frame of reference. The results showed that (1) simultaneous activation of homologous muscles resulted in more stable performance than simultaneous activation of non-homologous muscles during within-subject coordination, and that (2) isodirectional movements were more stable than non-isodirectional movements during between-persons coordination, confirming the role of the relative direction of the moving limbs in the stability of bimanual coordination. Moreover, the egocentric constraint was to some extent found distinguishable from the effect of the relative direction of the moving limbs in external space, and from the effect of the relative timing of muscle activation. In summary, the present study showed that relative direction of the moving limbs in external space and muscular constraints may interact either to stabilize or destabilize coordination patterns. (C) 2003 Published by Elsevier B.V.

Comparison of the in vitro neuromuscular activity of venom from three Australian snakes (Hoplocephalus stephensi, Austrelaps superbus and Notechis scutatus): Efficacy of tiger snake antivenom

1. Tiger snake antivenom, raised against Notechis scutatus venom, is indicated not only for the treatment of envenomation by this snake, but also that of the copperhead (Austrelaps superbus ) and Stephen's banded snake (Hoplocephalus stephensi ). The present study compared the neuromuscular pharmacology of venom from these snakes and the in vitro efficacy of tiger snake antivenom. 2. In chick biventer cervicis muscle and mouse phrenic nerve diaphragm preparations, all venoms (3-10 mug/mL) produced inhibition of indirect twitches. In the biventer muscle, venoms (10 mug/mL) inhibited responses to acetylcholine (1 mmol/L) and carbachol (20 mumol/L), but not KCl (40 mmol/L). The prior (10 min) administration of 1 unit/mL antivenom markedly attenuated the neurotoxic effects of A. superbus and N. scutatus venoms (10 mug/mL), but was less effective against H. stephensi venom (10 mug/mL); 5 units/mL antivenom attenuated the neurotoxic activity of all venoms. 3. Administration of 5 units/mL antivenom at t(90) partially reversed, over a period of 3 h, the inhibition of twitches produced by N. scutatus (10 mug/mL; 41% recovery), A. superbus (10 mug/mL; 25% recovery) and H. stephensi (10 mug/mL; 50% recovery) venoms. All venoms (10-100 mug/mL) also displayed signs of in vitro myotoxicity. 4. The results of the present study indicate that all three venoms contain neurotoxic activity that is effectively attenuated by tiger snake antivenom.

Efeitos de um programa de exercício na aptidão física pós transplante hepático: o caso da polineuropatia amiloidótica familiar nas suas componentes composição corporal, capacidade funcional e função neuromuscular

Introdução – A Polineuropatia Amiloidotica Familiar (PAF) é uma amiloidose sistémica heredo-degenerativa e autossómica dominante, e cuja manifestação predominante é a polineuropatia mista sensitiva motora e autonómica. Aos sintomas motores e sensitivos associam-se também alterações cardíacas, renais, urinárias, genitais e digestivas que se traduzirão em incapacidade funcional progressiva. Esta doença endémica de Portugal apresenta o seu início em média depois dos 20 anos com progressão para a morte em cerca de 10 anos. O tratamento etiopatogénico desta doença, com reconhecida eficácia, passa ainda pelo transplante hepático que apesar de tudo é efectuado já numa fase sintomática da doença e ao qual se encontra associada medicação com efeitos negativos para o metabolismo muscular e consequentemente para a capacidade de produção de força. Tanto a progressão da PAF como o próprio transplante resultam em limitações funcionais que podem ser melhoradas através do exercício físico. Do nosso conhecimento não existem estudos sobre a aptidão física destes pacientes submetidos a transplante hepático nem sobre os efeitos de um programa de exercício físico. Objectivo: Verificar o efeito de um programa de exercício físico combinado na aptidão física de indivíduos portadores de PAF submetidos a transplante hepático há menos de 12 meses. Adicionalmente, analisar de que modo algumas componentes da aptidão física (composição corporal, força muscular e capacidade funcional) seriam ou não e em que medida, diferentes da população saudável. Material e métodos: Trinta e nove pacientes PAF transplantados (4.3±3.3 meses pós transplante foram avaliados quanto à sua composição corporal (DEXA), força de preensão (dinamometro de preensão E-Link), força isométrica do quadricipete (dinamometria isocinética-Biodex) e capacidade funcional (teste 6 minutos de marcha - 6MWT e capacidade para a marcha – 6MWT×peso). Os níveis de actividade física e de qualidade de vida percebida foram avaliados respectivamente através dos questionários Seven Days Physical Activity Recall (7-PAR) e Medical Outcome Study item shortform Health Survey (SF-36Ò). Os pacientes foram alocados em três grupos: grupo de controlo(GC) com 16 pacientes (13H e 3M; 33±9 anos, IMC 22.6±3.3 kg.m-2) sem programa de exercício; grupo de exercício supervisionado (GES) com 8 pacientes (5H e 3M; 34±±7 years; IMC 20.4±4.5 kg.m-2) submetidos a um programa de exercício físico combinado trissemanal com a duração de 24 semanas e um grupo de exercício físico domiciliário ou home-based (GHB) com 15 pacientes (4H e 11M; 35±5 anos; IMC 22.3±4.3 kg.m-2) que fizeram exercício físico em casa durante 24 semanas. Para comparar variáveis da aptidão física entre pacientes PAF transplantados e indivíduos aparentemente saudáveis, submetemos 48 indivíduos PAF transplantados há menos de 12 meses e 24 indivíduos saudáveis não activos, ao mesmo protocolo de avaliação (composição corporal, força muscular e capacidade funcional). Resultados: O programa de exercício influenciou positivamente a composição corporal (peso, IMC, massa magra total e regional, massa muscular esquelética total e T-score do fémur proximal), o risco de incapacidade física, a capacidade para a marcha e a força de preensão da mão direita, mas não influenciou a percepção de qualidade de vida dos pacientes. A distância percorrida aumentou de forma clinicamente significativa apenas no grupo GES. Os pacientes PAF transplantados apresentaram valores inferiores aos indivíduos saudáveis na composição corporal (peso, IMC, massa óssea, massa gorda, massa magra e massa muscular) força muscular e capacidade funcional. Conclusões: O programa de exercício físico melhorou a composição corporal, capacidade funcional e força muscular e aumentou o peso corporal e o IMC nos doentes PAF. Esta melhoria foi maior no grupo GES do que no grupo GHB em todas as variáveis analisadas.

Influência de um programa de exercício na aptidão física pós-transplante hepático: o caso da polineuropatia amiloidótica familiar nas suas componentes composição corporal, capacidade funcional e função neuromuscular

Portugal é o país que mais transplantes hepáticos efectuou a nível mundial e o segundo com maior número de dadores por milhão de habitantes, com a região centro do país a liderar a doação de órgãos. Esta liderança na área da transplantação hepática contribui também para as elevadas taxas de sobrevivência destes doentes, suportada pela excelência técnica de uma equipa multidisciplinar diferenciada, complementada por recentes avanços terapêuticos. Portugal é, também a nível mundial, o país com maior número de casos de polineuropatia amiloidótica familiar (PAF), variante TTRmet30 (proteína transtirretina mutada) tipo português, diagnosticados, sendo em algumas regiões considerada como uma doença endémica. Apesar de novas terapêuticas em estudo (exemplo: Tafamidis), até à data o transplante hepático parece ser a única terapêutica com eficácia ao retardar ou mesmo na estabilização da evolução desta doença hereditária e degenerativa, progressiva e fatal no prazo de 10-15 anos após o início da sintomatologia.

Alterações da curvatura da coluna vertebral: influência da fisioterapia, a nível neuromuscular

Mestrado em Fisioterapia

Efeito de um treino neuromuscular no tempo de reacção dos peroniais em jovens futebolistas

Objectivo: verificar a influência de um programa neuromuscular de 6 semanas no tempo de reacção dos peroniais, em jovens futebolistas. Métodos: Foi realizado um estudo quasi-experimental, cuja amostra foi constituída por um grupo experimental (n=14) e um de controlo (n=14). O grupo experimental realizou um programa de treino neuromuscular durante 6 semanas, com exercícios terapêuticos, enquanto o grupo controlo continuou com a sua actividade física habitual. Foi utilizado um trapdoor e electromiografia de superfície para avaliar o tempo de reacção dos músculos peroniais antes e após a aplicação do programa de exercícios, em ambos os grupos. O teste t para amostras independentes foi utilizado para comparar o tempo de reacção entre os dois grupos. O teste t para amostras emparelhadas foi efectuado para comparar a média das diferenças entre os dois momentos para ambos os grupos. Ambos os testes foram realizados para um nível de significância de 5%. Resultados: Verificou-se uma diminuição significativa no tempo de reacção do curto (p=0,022) e do longo peronial (p=0,007) no grupo experimental. Conclusão: O programa de treino neuromuscular promoveu uma diminuição do tempo de reacção dos peroniais.

Expanding our therapeutic options: β-blockers for colon cancer?

Supported by U. Porto/Santander Totta (IJUP) (PP-IJUP2011-320)

Comparação do efeito da técnica de facilitação neuromuscular proprioceptiva com a técnica de músculo energia no alongamento muscular dos isquiotibiais a curto prazo

Introdução: A aplicação das técnicas de Contrair-Relaxar com Contracção do Antagonista (CRCA) e de Músculo Energia (TME) promovem um aumento da flexibilidade muscular, contudo poucos estudos comparam a eficácia de ambas. Apresentam aspectos comuns como a contracção prévia do músculo a alongar sendo esta máxima na CRCA e uma percentagem da máxima na TME. Contudo, alguma evidência sugere que não existe correspondência entre a força produzida e a desejada pelo que este aspecto da TME carece de explicação. Objectivos: Confirmar se a técnica CRCA e a TME são efectivas no alongamento muscular dos isquiotibiais a curto prazo, caso sejam determinar qual a mais efectiva. Pretende-se ainda avaliar se a percepção ao esforço durante a aplicação da TME corresponde à força efectivamente realizada. Métodos: Efectuou-se um estudo experimental com 45 voluntários distribuídos aleatoriamente pelos grupos CRCA, TME e Controlo. Avaliou-se a amplitude articular passiva de extensão do joelho antes e depois de aplicar as técnicas, utilizando um goniómetro. Nos participantes submetidos à TME avaliou-se a percepção ao esforço, solicitando uma contracção submáxima isométrica de 40% medida através do dinamómetro de mão. Resultados: Verificou-se um efeito das técnicas entre as avaliações (Teste ANOVA medidas repetidas factor tempo: p<0,001) e entre os grupos (tempo*grupo: p<0,001). Comparando os grupos dois a dois, verificaram-se diferenças entre o grupo CRCA e o grupo Controlo (Teste Post Hoc Games-Howell: p=0,001) e entre o grupo TME e o grupo Controlo (p=0,009), não existindo diferenças entre os grupos CRCA e TME (p=0,376). Os grupos CRCA e TME obtiveram um ganho de 10,7º e de 11,4º respectivamente, não havendo diferenças significativas entre os ganhos (Teste T-Student Independente: p=0,599). Existiram diferenças significativas entre os 40% CMVI produzida e desejada (Teste Wilcoxon: p=0,018). Conclusão: Ambas foram efectivas no aumento da flexibilidade muscular dos isquiotibiais a curto prazo. Os efeitos foram comparáveis, mas dada a menor complexidade e menor solicitação a TME foi considerada mais eficiente. A percepção ao esforço durante a aplicação da TME não correspondeu ao esforço desejado, existindo uma tendência para a produção de intensidades de contracções maiores.

Acute neuromuscular manifestations in a patient associated with ingesting octopus (Octopus sp.)

The authors report neuromuscular manifestations in a 45-year-old woman after consuming octopus meat (Octopus sp.). The patient presented malaise, paresthesias in perioral and extremity areas, intense muscular weakness and arterial hypotension, followed by severe itch and disseminated cutaneous rash. Gastrointestinal manifestations and fever were not observed, reducing the probability of alimentary poisoning. The presence of muscular and neurological symptoms suggests neurotoxin action, which could have been ingested by the victim from the octopus salivary glands or from an accumulation of toxins in the meat, or by an unknown mechanism. There is little known about toxins of the Octopus genus and this communication is important alert to the possibility of poisoning in humans that eat octopus and its differentiation from alimentary poisonings arising from incorrect conservation of seafood.

Proprioceptive neuromuscular facilitation in HTLV-I-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis

Introduction: Human T cell lymphotropic virus type I-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis (HAM/TSP) can impact the independence and motricity of patients. The aims of this study were to estimate the effects of physiotherapy on the functionality of patients with HAM/TSP during the stable phase of the disease using proprioceptive neuromuscular facilitation (PNF) and to compare two methods of treatment delivery. Methods: Fourteen patients with human T cell lymphotropic virus type I (HTLV-I) were randomly allocated into two groups. In group I (seven patients), PNF was applied by the therapist, facilitating the functional activities of rolling, sitting and standing, walking and climbing and descending stairs. In group II (seven patients), PNF was self-administered using an elastic tube, and the same activities were facilitated. Experiments were conducted for 1h twice per week for 12 weeks. Low-back pain, a modified Ashworth scale, the functional independence measure (FIM) and the timed up and go test (TUG) were assessed before and after the interventions. Results: In the within-group evaluation, low-back pain was significantly reduced in both groups, the FIM improved in group II, and the results of the TUG improved in group I. In the inter-group analysis, only the tone was lower in group II than in group I. Conclusions: Both PNF protocols were effective in treating patients with HAM/TSP.

Neuromuscular blockade in children

Neuromuscular blocking agents (NMBAs) have been widely used to control patients who need to be immobilized for some kind of medical intervention, such as an invasive procedure or synchronism with mechanical ventilation. The purpose of this monograph is to review the pharmacology of the NMBAs, to compare the main differences between the neuromuscular junction in neonates, infants, toddlers and adults, and moreover to discuss their indications in critically ill pediatric patients. Continuous improvement of knowledge about NMBAs pharmacology, adverse effects, and the many other remaining unanswered questions about neuromuscular junction and neuromuscular blockade in children is essential for the correct use of these drugs. Therefore, the indication of these agents in pediatrics is determined with extreme judiciousness. Computorized (Medline 1990-2000) and active search of articles were the mechanisms used in this review.

Treatment of essential hypertension with calcium channel blockers: what is the place of lercanidipine?

In all actual clinical guidelines, dihydropyridine calcium channel blockers (CCBs) belong to the recommended first line antihypertensive drugs to treat essential hypertension. Several recent large clinical trials have confirmed their efficacy not only in lowering blood pressure but also in reducing cardiovascular morbidity and mortality in hypertensive patients with a normal or high cardiovascular risk profile. In clinical trials such as ALLHAT, VALUE or ASCOT, an amlodipine-based therapy was at least as effective, when not slightly superior, in lowering blood pressure and sometimes more effective in preventing target organ damages than blood pressure lowering strategies based on the use of diuretics, beta-blockers and blockers of the renin-angiotensin system. One of the main clinical side effects of the first and second generation CCBs including amlodipine is the development of peripheral edema. The incidence of leg edema can be markedly reduced by combining the CCB with a blocker of the renin-angiotensin system. This strategy has now led to the development of several fixed-dose combinations of amlodipine and angiotensin II receptor antagonists. Another alternative to lower the incidence of edema is to use CCBs of the third generation such as lercanidipine. Indeed, although no major clinical trials have been conducted with this compound, clinical studies have shown that lercanidipine and amlodipine have a comparable antihypertensive efficacy but with significantly less peripheral edema in patients receiving lercanidipine. In some countries, lercanidipine is now available in a single-pill association with an ACE inhibitor thereby further improving its efficacy and tolerability profile.

Myotonic dystrophy transgenic mice exhibit pathologic abnormalities in diaphragm neuromuscular junctions and phrenic nerves

Myotonic dystrophy Type 1 (DM-1) is caused by abnormal expansion of a (CTG) repeat located in the DM protein kinase gene. Respiratory problems have long been recognized to be a major feature of this disorder. Because respiratory failure can be associated with dysfunction of phrenic nerves and diaphragm muscle, we examined the diaphragm and respiratory neural network in transgenic mice carrying the human genomic DM-1 region with expanded repeats of more than 300 CTG, a valid model of the human disease. Morphologic and morphometric analyses revealed distal denervation of diaphragm neuromuscular junctions in DM-1 transgenic mice indicated by a decrease in the size and shape complexity of end-plates and a reduction in the concentration of acetyl choline receptors on the postsynaptic membrane. More importantly, there was a significant reduction in numbers of unmyelinated, but not of myelinated, fibers in DM-1 phrenic nerves; no morphologic alternations of the nerves or loss of neuronal cells were detected in medullary respiratory centers or cervical phrenic motor neurons. Because neuromuscular junctions are involved in action potential transmission and the afferent phrenic unmyelinated fibers control the inspiratory activity, our results suggest that the respiratory impairment associated with DM-1 may be partially due to pathologic alterations in neuromuscular junctions and phrenic nerves.

Alterations of Neuromuscular Function after the World's Most Challenging Mountain Ultra-Marathon.

We investigated the physiological consequences of the most challenging mountain ultra-marathon (MUM) in the world: a 330-km trail run with 24000 m of positive and negative elevation change. Neuromuscular fatigue (NMF) was assessed before (Pre-), during (Mid-) and after (Post-) the MUM in experienced ultra-marathon runners (n = 15; finish time  = 122.43 hours ±17.21 hours) and in Pre- and Post- in a control group with a similar level of sleep deprivation (n = 8). Blood markers of muscle inflammation and damage were analyzed at Pre- and Post-. Mean ± SD maximal voluntary contraction force declined significantly at Mid- (-13±17% and -10±16%, P<0.05 for knee extensor, KE, and plantar flexor muscles, PF, respectively), and further decreased at Post- (-24±13% and -26±19%, P<0.01) with alteration of the central activation ratio (-24±24% and -28±34% between Pre- and Post-, P<0.05) in runners whereas these parameters did not change in the control group. Peripheral NMF markers such as 100 Hz doublet (KE: -18±18% and PF: -20±15%, P<0.01) and peak twitch (KE: -33±12%, P<0.001 and PF: -19±14%, P<0.01) were also altered in runners but not in controls. Post-MUM blood concentrations of creatine kinase (3719±3045 Ul·(1)), lactate dehydrogenase (1145±511 UI·L(-1)), C-Reactive Protein (13.1±7.5 mg·L(-1)) and myoglobin (449.3±338.2 µg·L(-1)) were higher (P<0.001) than at Pre- in runners but not in controls. Our findings revealed less neuromuscular fatigue, muscle damage and inflammation than in shorter MUMs. In conclusion, paradoxically, such extreme exercise seems to induce a relative muscle preservation process due likely to a protective anticipatory pacing strategy during the first half of MUM and sleep deprivation in the second half.