Contribution du cortex pariétal postérieur au contrôle de la locomotion sous guidage visuel chez le chat

La vision fournit des informations essentielles sur la surface de marche, ainsi que sur la taille, la forme et la position d’obstacles potentiels dans notre environnement. Dans le cas d’un prédateur, la vision fournit également des informations sur la vitesse d’une proie potentielle. Les mécanismes neuronaux impliqués dans l’exécution des modifications de la marche sous guidage visuel sont relativement bien connus, mais ceux impliqués dans la planification de ces modifications de la marche sont peu étudiés. Le cortex pariétal postérieur (CPP) semble être un candidat approprié si l’on considère les propriétés du CPP lors des mouvements d’atteinte vers une cible. Le but des présents travaux est de déterminer la contribution du CPP au contrôle de la locomotion sous guidage visuel. La première étude présentée dans cette thèse a pour hypothèse que le CPP du chat est impliqué dans la planification du placement précis du pied lors des modifications volontaires de la marche. Nous avons entraîné les animaux à enjamber des obstacles en mouvement attachés à la ceinture d’un tapis roulant. Afin d’augmenter la nécessité d’intégrer les informations visuelles et proprioceptives, nous avons dissocié la vitesse des obstacles de celle du tapis roulant. Nous avons observé que plus la vision devient critique pour la tâche, plus les déficits sont importants. Notre analyse démontre que ceux-ci résultent d’un placement inapproprié du pied dans le cycle de marche précédant l’enjambement de l’obstacle. Ceci suggère que le CPP est impliqué dans la planification du placement précis du pied pendant la locomotion sous guidage visuel. La vision directe est disponible lors de la modification de l’activité des membres antérieurs, mais n’est plus disponible lorsque l’obstacle passe sous le corps. Par conséquent, la modification de l’activité des membres postérieurs doit être basée sur l’information gardée en mémoire et coordonnée avec celle des membres antérieurs. Notre deuxième étude a pour but de caractériser les mécanismes neuronaux responsables de cette coordination. Nous avons proposé que le CPP soit impliqué dans la coordination des membres antérieurs et postérieurs lors de l’enjambement d’obstacles. Pour tester cette hypothèse, nous avons enregistré l’activité de neurones de l’aire 5 pendant la même tâche. Nous avons découvert deux populations: une qui décharge lors du passage de l’obstacle entre les membres antérieurs et postérieurs et une autre qui décharge lors du passage de l’obstacle par les membres postérieurs. Dans la tâche de dissociation visuelle, la décharge est modifiée en fonction du temps de passage de l’obstacle sous le corps et reflète la modification du couplage entre les membres lors du changement dans la stratégie d’enjambement. De plus, ces mêmes neurones maintiennent une décharge soutenue lorsqu’un obstacle fixe se trouve entre les membres antérieurs et postérieurs ou les deux membres postérieurs (limite testée : 1-2min). Ces neurones pourraient être responsables de l’emmagasinage à plus long terme des caractéristiques d’un obstacle pour le guidage des mouvements des membres postérieurs. Nos résultats suggèrent que le CPP est impliqué dans l’intégration des informations visuelles et proprioceptives pour la planification du placement précis du pied devant un obstacle. Le patron de décharge de nos populations neuronales suggère qu’il encode également l’information temporelle et spatiale concernant la vitesse et la position de l’obstacle afin de coordonner l’activité des quatre membres pendant la tâche. Finalement, nous proposons qu’une des fonctions du CPP soit d’estimer la position des membres par rapport à l’obstacle en mouvement.

Rôle du cortex pariétal postérieur dans le processus d'intégration visuomotrice - connexions anatomiques avec le cortex moteur et activité cellulaire lors de la locomotion chez le chat

La progression d’un individu au travers d’un environnement diversifié dépend des informations visuelles qui lui permettent d’évaluer la taille, la forme ou même la distance et le temps de contact avec les obstacles dans son chemin. Il peut ainsi planifier en avance les modifications nécessaires de son patron locomoteur afin d’éviter ou enjamber ces entraves. Ce concept est aussi applicable lorsque le sujet doit atteindre une cible, comme un prédateur tentant d’attraper sa proie en pleine course. Les structures neurales impliquées dans la genèse des modifications volontaires de mouvements locomoteurs ont été largement étudiées, mais relativement peu d’information est présentement disponible sur les processus intégrant l’information visuelle afin de planifier ces mouvements. De nombreux travaux chez le primate suggèrent que le cortex pariétal postérieur (CPP) semble jouer un rôle important dans la préparation et l’exécution de mouvements d’atteinte visuellement guidés. Dans cette thèse, nous avons investigué la proposition que le CPP participe similairement dans la planification et le contrôle de la locomotion sous guidage visuel chez le chat. Dans notre première étude, nous avons examiné l’étendue des connexions cortico-corticales entre le CPP et les aires motrices plus frontales, particulièrement le cortex moteur, à l’aide d’injections de traceurs fluorescents rétrogrades. Nous avons cartographié la surface du cortex moteur de chats anesthésiés afin d’identifier les représentations somatotopiques distales et proximales du membre antérieur dans la partie rostrale du cortex moteur, la représentation du membre antérieur située dans la partie caudale de l’aire motrice, et enfin la représentation du membre postérieur. L’injection de différents traceurs rétrogrades dans deux régions motrices sélectionnées par chat nous a permis de visualiser la densité des projections divergentes et convergentes pariétales, dirigées vers ces sites moteurs. Notre analyse a révélé une organisation topographique distincte de connexions du CPP avec toutes les régions motrices identifiées. En particulier, nous avons noté que la représentation caudale du membre antérieur reçoit majoritairement des projections du côté rostral du sillon pariétal, tandis que la partie caudale du CPP projette fortement vers la représentation rostrale du membre antérieur. Cette dernière observation est particulièrement intéressante, parce que le côté caudal du sillon pariétal reçoit de nombreux inputs visuels et sa cible principale, la région motrice rostrale, est bien connue pour être impliquée dans les fonctions motrices volontaires. Ainsi, cette étude anatomique suggère que le CPP, au travers de connexions étendues avec les différentes régions somatotopiques du cortex moteur, pourrait participer à l’élaboration d’un substrat neural idéal pour des processus tels que la coordination inter-membre, intra-membre et aussi la modulation de mouvements volontaires sous guidage visuel. Notre deuxième étude a testé l’hypothèse que le CPP participe dans la modulation et la planification de la locomotion visuellement guidée chez le chat. En nous référant à la cartographie corticale obtenue dans nos travaux anatomiques, nous avons enregistré l’activité de neurones pariétaux, situés dans les portions des aires 5a et 5b qui ont de fortes connexions avec les régions motrices impliquées dans les mouvements de la patte antérieure. Ces enregistrements ont été effectués pendant une tâche de locomotion qui requiert l’enjambement d’obstacles de différentes tailles. En dissociant la vitesse des obstacles de celle du tapis sur lequel le chat marche, notre protocole expérimental nous a aussi permit de mettre plus d’emphase sur l’importance de l’information visuelle et de la séparer de l’influx proprioceptif généré pendant la locomotion. Nos enregistrements ont révélé deux groupes de cellules pariétales activées en relation avec l’enjambement de l’obstacle: une population, principalement située dans l’aire 5a, qui décharge seulement pendant le passage du membre au dessus del’entrave (cellules spécifiques au mouvement) et une autre, surtout localisée dans l’aire 5b, qui est activée au moins un cycle de marche avant l’enjambement (cellules anticipatrices). De plus, nous avons observé que l’activité de ces groupes neuronaux, particulièrement les cellules anticipatrices, était amplifiée lorsque la vitesse des obstacles était dissociée de celle du tapis roulant, démontrant l’importance grandissante de la vision lorsque la tâche devient plus difficile. Enfin, un grand nombre des cellules activées spécifiquement pendant l’enjambement démontraient une corrélation soutenue de leur activité avec le membre controlatéral, même s’il ne menait pas dans le mouvement (cellules unilatérales). Inversement, nous avons noté que la majorité des cellules anticipatrices avaient plutôt tendance à maintenir leur décharge en phase avec l’activité musculaire du premier membre à enjamber l’obstacle, indépendamment de sa position par rapport au site d’enregistrement (cellules bilatérales). Nous suggérons que cette disparité additionnelle démontre une fonction diversifiée de l’activité du CPP. Par exemple, les cellules unilatérales pourraient moduler le mouvement du membre controlatéral au-dessus de l’obstacle, qu’il mène ou suive dans l’ordre d’enjambement, tandis que les neurones bilatéraux sembleraient plutôt spécifier le type de mouvement volontaire requis pour éviter l’entrave. Ensembles, nos observations indiquent que le CPP a le potentiel de moduler l’activité des centres moteurs au travers de réseaux corticaux étendus et contribue à différents aspects de la locomotion sous guidage visuel, notamment l’initiation et l’ajustement de mouvements volontaires des membres antérieurs, mais aussi la planification de ces actions afin d’adapter la progression de l’individu au travers d’un environnement complexe.

Contribution du globus pallidus lors de la locomotion sous guidage visuel.

Les nombreuses études cliniques sur les maladies affectant les noyaux gris centraux (NGC) ont montré l’importance des déficits moteurs engendrés par un dysfonctionnement de ces structures. La locomotion est particulièrement affectée chez ces patients, ce qui suggère un rôle important des NGC dans le contrôle de celle-ci. En revanche, très peu d’études fondamentales ont enregistré l’activité des neurones des NGC durant la locomotion chez des modèles intacts. Le globus pallidus, en tant qu’une des principales structures de sortie des NGC, constitue une cible idéale pour étudier le signal transmis par les NGC au thalamus et au tronc cérébral. L’objectif de notre étude est de mieux comprendre la contribution que joue le segment externe du globus pallidus (GPe) dans le contrôle de la locomotion sous guidage visuel. Cette étude constitue le premier rapport d’enregistrements de l’activité des neurones du GPe lors de modifications volontaires de la marche sous guidage visuel. Notre hypothèse générale est que le GPe contribue au contrôle de la locomotion, et particulièrement lors des modifications de la marche. Nous avons enregistré l’activité des neurones du GPe de chats au repos, puis marchant sur un tapis et enjambant des obstacles. Nos résultats ont révélé que la plupart des cellules montraient peu de changements lors de la locomotion non-obstruée par rapport au repos. En revanche, la moitié des neurones enregistrés présentaient une modulation significative de leur décharge durant l’enjambement de l’obstacle. Nous avons observé une majorité de ces cellules qui diminuaient leur fréquence et un tiers de neurones qui l’augmentaient pendant le pas modifié, suggérant que le GPe exerce sur le mouvement un contrôle dépendant du contexte, permettant sélectivement l’augmentation ou la diminution de l’activité motrice. De plus, presque toutes les cellules déchargeaient durant la totalité de la phase de balancement du membre antérieur controlatéral, ce qui semble indiquer une contribution du GPe dans le timing et la durée de cette phase. Finalement, la moitié des neurones présentaient un changement réciproque entre la condition de lead et la condition de trail. Ce résultat suggère que le GPe participerait à la sélection d’action du membre lors des modifications de la marche. Nos résultats illustrent la complexité de l’activité du GPe lors de la locomotion sous guidage visuel et ils sont compatibles avec une contribution plus générale au mouvement que celle exercée par le cortex moteur.

Controle postural, equilíbrio funcional e estabilidade do ato de locomoção na neuropatia diabética periférica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise dos padrões de marcha e sua influência nas quedas dos idosos institucionalizados e não institucionalizados

Projeto de Graduação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Licenciada em Fisioterapia

Electromyographical, ultrasonographical and morphological modifications in semitendinous muscle after transposition as ventral perineal muscle flap

The aim of this study was to evaluate modifications occurring in semitendinous muscle after transposition as a ventral perineal muscle flap using electromyography, ultrasonography, and morphological studies. Ten male crossbreed dogs of 3-4 year old were used. The left semitendinous muscle was cut close to the popliteus lymph node, rotated and sutured at the perineal region. The contralateral muscle was considered as control. Motor nerve conduction studies of both sciatic-tibial nerves, and electromyographic and ultrasonographic examinations of both semitendinous muscles were performed before surgery and 15, 30, 60, and 90 days postoperatively. Semitendinous muscle samples were collected for morphological analysis 90 days after surgery. No alterations were observed in clinical gait examinations, or in goniometrical and electroneuromyographical studies in pelvic limbs after surgery. Electromyography demonstrated that the transposed muscle was able to contract, but atrophy was detected by ultrasonography and morphological analysis.

Gait analysis of the hind limb in Labrador Retrievers with and without cranial cruciate ligament disease

Cranial cruciate ligament (CCL) deficiency is the leading cause of lameness affecting the stifle joints of large breed dogs, especially Labrador Retrievers. Although CCL disease has been studied extensively, its exact pathogenesis and the primary cause leading to CCL rupture remain controversial. However, weakening secondary to repetitive microtrauma is currently believed to cause the majority of CCL instabilities diagnosed in dogs. Techniques of gait analysis have become the most productive tools to investigate normal and pathological gait in human and veterinary subjects. The inverse dynamics analysis approach models the limb as a series of connected linkages and integrates morphometric data to yield information about the net joint moment, patterns of muscle power and joint reaction forces. The results of these studies have greatly advanced our understanding of the pathogenesis of joint diseases in humans. A muscular imbalance between the hamstring and quadriceps muscles has been suggested as a cause for anterior cruciate ligament rupture in female athletes. Based on these findings, neuromuscular training programs leading to a relative risk reduction of up to 80% has been designed. In spite of the cost and morbidity associated with CCL disease and its management, very few studies have focused on the inverse dynamics gait analysis of this condition in dogs. The general goals of this research were (1) to further define gait mechanism in Labrador Retrievers with and without CCL-deficiency, (2) to identify individual dogs that are susceptible to CCL disease, and (3) to characterize their gait. The mass, location of the center of mass (COM), and mass moment of inertia of hind limb segments were calculated using a noninvasive method based on computerized tomography of normal and CCL-deficient Labrador Retrievers. Regression models were developed to determine predictive equations to estimate body segment parameters on the basis of simple morphometric measurements, providing a basis for nonterminal studies of inverse dynamics of the hind limbs in Labrador Retrievers. Kinematic, ground reaction forces (GRF) and morphometric data were combined in an inverse dynamics approach to compute hock, stifle and hip net moments, powers and joint reaction forces (JRF) while trotting in normal, CCL-deficient or sound contralateral limbs. Reductions in joint moment, power, and loads observed in CCL-deficient limbs were interpreted as modifications adopted to reduce or avoid painful mobilization of the injured stifle joint. Lameness resulting from CCL disease affected predominantly reaction forces during the braking phase and the extension during push-off. Kinetics also identified a greater joint moment and power of the contralateral limbs compared with normal, particularly of the stifle extensor muscles group, which may correlate with the lameness observed, but also with the predisposition of contralateral limbs to CCL deficiency in dogs. For the first time, surface EMG patterns of major hind limb muscles during trotting gait of healthy Labrador Retrievers were characterized and compared with kinetic and kinematic data of the stifle joint. The use of surface EMG highlighted the co-contraction patterns of the muscles around the stifle joint, which were documented during transition periods between flexion and extension of the joint, but also during the flexion observed in the weight bearing phase. Identification of possible differences in EMG activation characteristics between healthy patients and dogs with or predisposed to orthopedic and neurological disease may help understanding the neuromuscular abnormality and gait mechanics of such disorders in the future. Conformation parameters, obtained from femoral and tibial radiographs, hind limb CT images, and dual-energy X-ray absorptiometry, of hind limbs predisposed to CCL deficiency were compared with the conformation parameters from hind limbs at low risk. A combination of tibial plateau angle and femoral anteversion angle measured on radiographs was determined optimal for discriminating predisposed and non-predisposed limbs for CCL disease in Labrador Retrievers using a receiver operating characteristic curve analysis method. In the future, the tibial plateau angle (TPA) and femoral anteversion angle (FAA) may be used to screen dogs suspected of being susceptible to CCL disease. Last, kinematics and kinetics across the hock, stifle and hip joints in Labrador Retrievers presumed to be at low risk based on their radiographic TPA and FAA were compared to gait data from dogs presumed to be predisposed to CCL disease for overground and treadmill trotting gait. For overground trials, extensor moment at the hock and energy generated around the hock and stifle joints were increased in predisposed limbs compared to non predisposed limbs. For treadmill trials, dogs qualified as predisposed to CCL disease held their stifle at a greater degree of flexion, extended their hock less, and generated more energy around the stifle joints while trotting on a treadmill compared with dogs at low risk. This characterization of the gait mechanics of Labrador Retrievers at low risk or predisposed to CCL disease may help developing and monitoring preventive exercise programs to decrease gastrocnemius dominance and strengthened the hamstring muscle group.

Intermittent Fasting Induces Hypothalamic Modifications Resulting In Low Feeding Efficiency, Low Body Mass And Overeating.

Intermittent fasting (IF) is an often-used intervention to decrease body mass. In male Sprague-Dawley rats, 24 hour cycles of IF result in light caloric restriction, reduced body mass gain, and significant decreases in the efficiency of energy conversion. Here, we study the metabolic effects of IF in order to uncover mechanisms involved in this lower energy conversion efficiency. After 3 weeks, IF animals displayed overeating during fed periods and lower body mass, accompanied by alterations in energy-related tissue mass. The lower efficiency of energy use was not due to uncoupling of muscle mitochondria. Enhanced lipid oxidation was observed during fasting days, whereas fed days were accompanied by higher metabolic rates. Furthermore, an increased expression of orexigenic neurotransmitters AGRP and NPY in the hypothalamus of IF animals was found, even on feeding days, which could explain the overeating pattern. Together, these effects provide a mechanistic explanation for the lower efficiency of energy conversion observed. Overall, we find that IF promotes changes in hypothalamic function that explain differences in body mass and caloric intake.

[gait Speed, Grip Strength And Self-rated Health Among The Elderly: Data From The Fibra Campinas Network, São Paulo, Brazil].

The article seeks to investigate patterns of performance and relationships between grip strength, gait speed and self-rated health, and investigate the relationships between them, considering the variables of gender, age and family income. This was conducted in a probabilistic sample of community-dwelling elderly aged 65 and over, members of a population study on frailty. A total of 689 elderly people without cognitive deficit suggestive of dementia underwent tests of gait speed and grip strength. Comparisons between groups were based on low, medium and high speed and strength. Self-related health was assessed using a 5-point scale. The males and the younger elderly individuals scored significantly higher on grip strength and gait speed than the female and oldest did; the richest scored higher than the poorest on grip strength and gait speed; females and men aged over 80 had weaker grip strength and lower gait speed; slow gait speed and low income arose as risk factors for a worse health evaluation. Lower muscular strength affects the self-rated assessment of health because it results in a reduction in functional capacity, especially in the presence of poverty and a lack of compensatory factors.

Observation Of D0 Meson Nuclear Modifications In Au+au Collisions At Sqrt[s(nn)] = 200 Gev.

We report the first measurement of charmed-hadron (D(0)) production via the hadronic decay channel (D(0) → K(-) + π(+)) in Au+Au collisions at sqrt[s(NN)] = 200 GeV with the STAR experiment. The charm production cross section per nucleon-nucleon collision at midrapidity scales with the number of binary collisions, N(bin), from p+p to central Au+Au collisions. The D(0) meson yields in central Au + Au collisions are strongly suppressed compared to those in p+p scaled by N(bin), for transverse momenta p(T) > 3 GeV/c, demonstrating significant energy loss of charm quarks in the hot and dense medium. An enhancement at intermediate p(T) is also observed. Model calculations including strong charm-medium interactions and coalescence hadronization describe our measurements.

Granulocyte Colony-stimulating Factor (g-csf) Positive Effects On Muscle Fiber Degeneration And Gait Recovery After Nerve Lesion In Mdx Mice.

G-CSF has been shown to decrease inflammatory processes and to act positively on the process of peripheral nerve regeneration during the course of muscular dystrophy. The aims of this study were to investigate the effects of treatment of G-CSF during sciatic nerve regeneration and histological analysis in the soleus muscle in MDX mice. Six-week-old male MDX mice underwent left sciatic nerve crush and were G-CSF treated at 7 days prior to and 21 days after crush. Ten and twenty-one days after surgery, the mice were euthanized, and the sciatic nerves were processed for immunohistochemistry (anti-p75(NTR) and anti-neurofilament) and transmission electron microscopy. The soleus muscles were dissected out and processed for H&E staining and subsequent morphologic analysis. Motor function analyses were performed at 7 days prior to and 21 days after sciatic crush using the CatWalk system and the sciatic nerve index. Both groups treated with G-CSF showed increased p75(NTR) and neurofilament expression after sciatic crush. G-CSF treatment decreased the number of degenerated and regenerated muscle fibers, thereby increasing the number of normal muscle fibers. The reduction in p75(NTR) and neurofilament indicates a decreased regenerative capacity in MDX mice following a lesion to a peripheral nerve. The reduction in motor function in the crushed group compared with the control groups may reflect the cycles of muscle degeneration/regeneration that occur postnatally. Thus, G-CSF treatment increases motor function in MDX mice. Nevertheless, the decrease in baseline motor function in these mice is not reversed completely by G-CSF.

Artificial Gait In Complete Spinal Cord Injured Subjects: How To Assess Clinical Performance.

Objective Adapt the 6 minutes walking test (6MWT) to artificial gait in complete spinal cord injured (SCI) patients aided by neuromuscular electrical stimulation. Method Nine male individuals with paraplegia (AIS A) participated in this study. Lesion levels varied between T4 and T12 and time post injured from 4 to 13 years. Patients performed 6MWT 1 and 6MWT 2. They used neuromuscular electrical stimulation, and were aided by a walker. The differences between two 6MWT were assessed by using a paired t test. Multiple r-squared was also calculated. Results The 6MWT 1 and 6MWT 2 were not statistically different for heart rate, distance, mean speed and blood pressure. Multiple r-squared (r2 = 0.96) explained 96% of the variation in the distance walked. Conclusion The use of 6MWT in artificial gait towards assessing exercise walking capacity is reproducible and easy to apply. It can be used to assess SCI artificial gait clinical performance.

Gait kinematic analysis in patients with a mild form of central cord syndrome

Background: Central cord syndrome (CCS) is considered the most common incomplete spinal cord injury (SCI). Independent ambulation was achieved in 87-97% in young patients with CCS but no gait analysis studies have been reported before in such pathology. The aim of this study was to analyze the gait characteristics of subjects with CCS and to compare the findings with a healthy age, sex and anthropomorphically matched control group (CG), walking both at a self-selected speed and at the same speed. Methods: Twelve CCS patients and a CG of twenty subjects were analyzed. Kinematic data were obtained using a three-dimensional motion analysis system with two scanner units. The CG were asked to walk at two different speeds, at a self-selected speed and at a slower one, similar to the mean gait speed previously registered in the CCS patient group. Temporal, spatial variables and kinematic variables (maximum and minimum lower limb joint angles throughout the gait cycle in each plane, along with the gait cycle instants of occurrence and the joint range of motion ROM) were compared between the two groups walking at similar speeds. Results: The kinematic parameters were compared when both groups walked at a similar speed, given that there was a significant difference in the self-selected speeds (p < 0.05). Hip abduction and knee flexion at initial contact, as well as minimal knee flexion at stance, were larger in the CCS group (p < 0.05). However, the range of knee and ankle motion in the sagittal plane was greater in the CG group (p < 0.05). The maximal ankle plantar-flexion values in stance phase and at toe off were larger in the CG (p < 0.05). Conclusions: The gait pattern of CCS patients showed a decrease of knee and ankle sagittal ROM during level walking and an increase in hip abduction to increase base of support. The findings of this study help to improve the understanding how CCS affects gait changes in the lower limbs.

A comparison of lower limb EMG and ground reaction forces between barefoot and shod gait in participants with diabetic neuropathic and healthy controls

Background: It is known that when barefoot, gait biomechanics of diabetic neuropathic patients differ from nondiabetic individuals. However, it is still unknown whether these biomechanical changes are also present during shod gait which is clinically advised for these patients. This study investigated the effect of the participants own shoes on gait biomechanics in diabetic neuropathic individuals compared to barefoot gait patterns and healthy controls. Methods: Ground reaction forces and lower limb EMG activities were analyzed in 21 non-diabetic adults (50.9 +/- 7.3 yr, 24.3 +/- 2.6 kg/m(2)) and 24 diabetic neuropathic participants (55.2 +/- 7.9 yr, 27.0 +/- 4.4 kg/m(2)). EMG patterns of vastus lateralis, lateral gastrocnemius and tibialis anterior, along with the vertical and antero-posterior ground reaction forces were studied during shod and barefoot gait. Results: Regardless of the disease, walking with shoes promoted an increase in the first peak vertical force and the peak horizontal propulsive force. Diabetic individuals had a delay in the lateral gastrocnemius EMG activity with no delay in the vastus lateralis. They also demonstrated a higher peak horizontal braking force walking with shoes compared to barefoot. Diabetic participants also had a smaller second peak vertical force in shod gait and a delay in the vastus lateralis EMG activity in barefoot gait compared to controls. Conclusions: The change in plantar sensory information that occurs when wearing shoes revealed a different motor strategy in diabetic individuals. Walking with shoes did not attenuate vertical forces in either group. Though changes in motor strategy were apparent, the biomechanical did not support the argument that the use of shoes contributes to altered motor responses during gait.

Plantar Pressures During Shod Gait in Diabetic Neuropathic Patients with and without a History of Plantar Ulceration

Background: Diabetic neuropathy leads to progressive loss of sensation, lower-limb distal muscle atrophy, autonomic impairment, and gait alterations that overload feet. This overload has been associated with plantar ulcers even with consistent daily use of shoes. We sought to investigate and compare the influence of diabetic neuropathy and plantar ulcers in the clinical history of diabetic neuropathic patients on plantar sensitivity, symptoms, and plantar pressure distribution during gait while patients wore their everyday shoes. Methods: Patients were categorized into three groups: a control group (CG; n = 15), diabetic patients with a history of neuropathic ulceration (DUG; n = 8), and diabetic patients without a history of ulceration (DG; n = 10). Plantar pressure variables were measured by Pedar System shoe insoles in five plantar regions during gait while patients wore their own shoes. Results: No statistical difference between neuropathic patients with and without a history of plantar ulcers was found in relation to symptoms, tactile sensitivity, and duration of diabetes. Diabetic patients without ulceration presented the lowest pressure-time integral under the heel (72.1 +/- 16.1 kPa x sec; P=.0456). Diabetic patients with a history of ulceration presented a higher pressure-time integral at the midfoot compared to patients in the control group (59.6 +/- 23.6 kPa x sec x 45.8 +/- 10.4 kPa x sec; P = .099), and at the lateral forefoot compared to diabetic patients without ulceration (70.9 +/- 17.7 kPa sec x 113.2 +/- 61.1 kPa x sec, P = .0193). Diabetic patients with ulceration also presented the lowest weight load under the hallux (0.06 +/- 0.02%, P = .0042). Conclusions: Although presenting a larger midfoot area, diabetic neuropathic patients presented greater pressure-time integrals and relative loads over this region. Diabetic patients with ulceration presented an altered dynamic plantar pressure pattern characterized by overload even when wearing daily shoes. Overload associated with a clinical history of plantar ulcers indicates future appearance of plantar ulcers. (J Am Podiatr Med Assoc 99(4): 285-294, 2009)