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Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
LÍGIA ALINE CENTENARO
EFEITOS DA ESTIMULAÇÃO AMBIENTAL PRECOCE E TARDIA SOBRE A PERFORMANCE COGNITIVA E HISTOPATOLOGIA DE RATOS SUBMETIDOS
AO MODELO DE TRAUMATISMO CRÂNIO-ENCEFÁLICO DIFUSO
CASCAVEL2005
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
LÍGIA ALINE CENTENARO
EFEITOS DA ESTIMULAÇÃO AMBIENTAL PRECOCE E TARDIA SOBRE A PERFORMANCE COGNITIVA E HISTOPATOLOGIA DE RATOS SUBMETIDOS
AO MODELO DE TRAUMATISMO CRÂNIO-ENCEFÁLICO DIFUSO
Trabalho de Conclusão de Curso do Curso de Fisioterapia do Centro de Ciências Biológicas e da Saúde da Universidade Estadual do Oeste do Paraná – Campus Cascavel.
Orientador: Prof. Ms. Fernando Amâncio Aragão
CASCAVEL2005
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
TERMO DE APROVAÇÃO
LÍGIA ALINE CENTENARO
EFEITOS DA ESTIMULAÇÃO AMBIENTAL PRECOCE E TARDIA SOBRE A PERFORMANCE COGNITIVA E HISTOPATOLOGIA DE RATOS SUBMETIDOS
AO MODELO DE TRAUMATISMO CRÂNIO ENCEFÁLICO DIFUSO
Trabalho de Conclusão de Curso aprovado como requisito parcial para obtenção do título graduado em Fisioterapia, na Universidade Estadual do Oeste do Paraná.
.....................................................................................Orientador: Prof. Ms. Fernando Amâncio Aragão
Colegiado de Fisioterapia – UNIOESTE
.....................................................................................Profª. Ms. Fabíola Giordani Cano
Colegiado de Fisioterapia – UNIOESTE
....................................................................................Profª. Ms. Sara Sagae
Colegiado de Fisioterapia – UNIOESTE
Cascavel, 23/11/05.
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a todas as pessoas que possuem algum tipo de
deficiência física ou mental, seja ela congênita ou adquirida. Espero
que, mesmo indiretamente, este trabalho possa auxiliar de alguma
forma na melhora da qualidade de vida dessas pessoas tão
especiais, que geralmente são grandes exemplos para nossas vidas.
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
AGRADECIMENTOS
Agradeço em especial à minha família, luz da minha vida, que me guiou
desde os primeiros passos até a conclusão de mais essa etapa. Ao meu Pai, sincero
e honesto, que me ensinou desde pequena que eu era capaz de realizar todos os
meus sonhos, bastava apenas acreditar e lutar. À minha querida Mãe, que sempre
esteve ao meu lado, incentivando a minha caminhada e se preocupando com a
minha felicidade.
Ao Leandro, meu anjo da guarda, que me estendeu a mão em todos os
momentos de dificuldades, sempre me acolhendo de braços abertos e com um
sorriso nos lábios.
Agradeço também ao Prof. Ms. Fernando Amâncio Aragão, por ter me
ensinado não somente os passos a seguir na execução desse trabalho, mas
também por ter me mostrado que a vida é cheia de escolhas e que não existe
apenas uma correta, mas várias. Obrigada pela amizade, pelas críticas e por todo o
crescimento que me proporcionou.
A todos os professores do curso de Fisioterapia, agradeço os
ensinamentos que me foram passados e que vou levar comigo na minha caminhada
profissional. De modo especial gostaria de agradecer à Prof. Ms. Sara Sagae pelo
auxílio na busca de novos caminhos e também pelo carinho com que sempre me
acolheu.
Aos meus amigos do coração, Jane, Núbia e Everson, pela paciência e
pela amizade em todos os momentos que passamos juntos nesses quatro anos de
jornada.
Por fim, agradeço em especial a Deus pela minha vida e principalmente
por ter me dado forças para alcançar esse objetivo.
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
“A arte da Ciência consiste em ver o que todos vêem, mas pensar no que
ninguém pensou”.
(National Institutes of Health)
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
RESUMO
Desde o início de sua aplicação a estimulação ambiental (EA) vem sendo explorada com sucesso como ferramenta para o estudo da plasticidade cerebral e constitui-se na intervenção experimental mais próxima da realidade humana no que diz respeito ao tipo de estimulação proposta em um processo de reabilitação neurológica convencional. Nesse estudo buscou-se verificar a influência da EA sobre a performance cognitiva de ratos submetidos ao modelo de traumatismo crânio-encefálico (TCE) e caracterizar a melhor janela terapêutica para sua aplicação. 33 ratos Wistar foram divididos em 4 grupos: (G1) animais submetidos à EA por 31 dias consecutivos no dia seguinte à indução do TCE, com sobrevida de 132 dias; (G2) ratos submetidos a isolamento por 31 dias consecutivos no dia seguinte a indução do TCE, com sobrevida de 132 dias; (G3) ratos submetidos a EA por 31 dias consecutivos, 35 dias após a realização do TCE, com sobrevida de 166 dias; (G4) ratos submetidos ao isolamento por 31 dias consecutivos, 35 dias após a realização do TCE, com sobrevida de 166 dias. A memória operacional dos animais foi avaliada através do Labirinto Aquático de Morris. Os resultados conclusivos indicam que nos grupos de menor sobrevida G1 e G2, a EA não influenciou a performance cognitiva (p>0,05); foi encontrada melhora na performance cognitiva do grupo G3, com intervenção tardia, em relação ao grupo G4 (p<0,05). A EA mostrou-se eficaz em melhorar a performance cognitiva dos animais submetidos ao TCE quando aplicada de forma tardia (35 dias após a lesão).
Palavras-chave: Traumatismo crânio-encefálico; Estimulação Ambiental; Cognição.
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
ABSTRACT
Since the beginning of it’s employment the environmental enrichment has been successful explored as a valuable tool for the study of the neural plasticity, it’s reliability has also been considered as the most efficient way to show the human rehabilitation reality regarding neurological stimulation and physical therapy.
The aim of the current study was to examinate the influence of environmental enrichment on the cognitive performance of rats submitted the a diffused traumatic brain injury (TBI) as long as to find the best therapeutic window for it’s application. 33 Wistar male rats (± 350g) were divided in 4 groups: (G1) animals submitted to the environmental enrichment for 31 days, started in the day after of the TBI, with 132 days of survival; (G2) rats submitted to a 31-day isolation period, started in the day after of the TBI, with 132 days of survival; (G3) rats submitted to the environmental enrichment for 31 consecutive days, started 35 days after the TBI, with 166 days of survival; (G4) rats submitted to a 31-day isolation period, started 35 days after the TBI, with 166 days of survival. The working memory was performed through the Morris Water-Maze. The conclusive results indicate that only the late environmental enrichment (after 35 days), showed to be efficient to improve (restore) cognitive performances of rats submitted to a TBI model.
Key-words: Traumatic Brain Injury; Environmental Enrichment; Cognition.
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS.................................................................................... 11.LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... 12.LISTA DE GRÁFICOS ............................................................................................. 13.LISTA DE TABELAS ............................................................................................... 14.
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 15.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................ 19.2.1 O Traumatismo Crânio-Encefálico ................................................................. 20.2.2 Mecanismo de Lesão ....................................................................................... 22.2.3 Fisiopatologia ................................................................................................... 24.2.4 Lesão Secundária ............................................................................................ 27.2.5 Fraturas de Crânio ........................................................................................... 28.2.6 Hematomas ....................................................................................................... 29.2.7 Complicações Relacionadas ao Traumatismo Crânio-Encefálico .............. 34.2.8 Tratamento Agudo e Reabilitação das Vítimas ............................................. 35.2.9 Aprendizado...................................................................................................... 37.2.10 Memória .......................................................................................................... 39.2.10.1 Classificação da Memória Quanto à Natureza .............................................. 40.2.10.2 Classificação da Memória Quanto ao Tempo de Retenção........................... 42.2.11 Memória Operacional .................................................................................... 43.2.12 Neuroanatomia da Memória .......................................................................... 45.2.12.1 Neuroanatomia da Memória Operacional ..................................................... 49.2.13 Vias Cerebrais ................................................................................................ 51.2.14 Formação e Consolidação da Memória ....................................................... 53.2.14.1 Potencialização a Longo Prazo Associativa ................................................. 53.2.14.2 Potencialização a Longo Prazo Não-Associativa .......................................... 56.2.15 Neuroplasticidade .......................................................................................... 57.2.15.1 Sinapses Silenciosas .................................................................................... 58.2.15.2 Plasticidade por Crescimento ....................................................................... 59.2.15.3 Neurogênese ................................................................................................ 63.2.16 Fatores Moduladores da Plasticidade .......................................................... 64.2.17 Estimulação Ambiental .................................................................................. 66.
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2.17.1 Efeitos da Estimulação Ambiental no Sistema Nervoso Central ...................67.2.18 Labirinto Aquático.......................................................................................... 68.
3 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 70.3.1 Amostra e Condições de Confinamento ........................................................ 71.3.2 Grupos Experimentais ..................................................................................... 71.3.3 Modelo Experimental de Traumatismo Crânio-Encefálico Difuso Moderado................................................................................................... 72.3.4 Caixas de Estimulação Ambiental................................................................... 75.3.5 Caixas de Isolamento ...................................................................................... 77.3.6 Teste do Labirinto Aquático ............................................................................ 77.3.7 Perfusão Transcardíaca .................................................................................. 81.3.8 Processamento Histopatológico .................................................................... 83.3.9 Análise Estatística ........................................................................................... 85.
4 RESULTADOS...................................................................................................... 86.
5 DISCUSSÃO.......................................................................................................... 95.
6 CONCLUSÓES.................................................................................................... 103.
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................... 105.
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LISTA DE ABREVIATURAS
BFGF - Fator de Crescimento de Fibroblastos;
BDNF - Fator de Crescimento Derivado do Cérebro;
Ca2+ - Íon Cálcio;
CNTF - Fator Neurotrófico Ciliar;
DNA - Ácido Desoxirrobonucleico;
EA - Estimulação Ambiental;
GDNF - Fator de Crescimento Neural Derivado da Glia;
LAD - Lesão Axonal Difusa;
LCR - Líquido Céfalo-Raquidiano;
LTP - Potenciação a Longo Prazo;
Mg+ - Íon Magnésio;
mGluRs - Receptor Metabotrópico do Glutamato;
NGF - Fator de Crescimento Neural;
NMDA - N-metil-D-aspartato;
NT-3 – Fator neurotrófico 3;
PTP - Potenciação Pós-Tetânica;
RM - Ressonância Magnética;
RNAm – Ácido Ribonucleico (forma mensageira);
SNC - Sistema Nervoso Central;
STP - Potenciação a Curto Prazo;
TC - Tomografia Computadorizada;
TCE - Traumatismo Crânio-encefálico.
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LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Mecanismo de golpe com afundamento de crânio e contusão cerebral .................................................................................................................... 22.FIGURA 2 – Mecanismo de contragolpe causando lesões diametralmente opostas ao local do impacto .................................................................................................. 23.FIGURA 3 – Mecanismo de laceração devido ao impacto interno........................... 23.FIGURA 4 – Mecanismo inercial de aceleração-desaceleração responsável pelo cisalhamento entre as camadas encefálicas ........................................................... 24.FIGURA 5 – Fratura de crânio depressiva com deslocamento de fragmentos ósseos (à esquerda) ............................................................................................................. 29.FIGURA 6 – Hematoma epidural na região parieto-occipital esquerda .................. 30.FIGURA 8 – Hematoma subdural agudo na região parietal direita ..........................32.FIGURA 8 – Hematoma subdural crônico na região parietal direita ........................ 32.FIGURA 9 – Hematoma subaracnóide com atenuação dos sulcos e fissuras cerebrais .................................................................................................................. 33.FIGURA 10 – Hematoma intracerebral na região parietal direita ............................ 33.FIGURA 11 – Desenho esquemático do modelo experimental de TCE .................. 74.FIGURA 12 – Vista do equipamento utilizado na realização do TCE experimental 74.FIGURA 13 – Posicionamento do disco de metal sobre o crânio do animal para realização do TCE experimental .............................................................................. 75.FIGURA 14 – Caixa utilizada para estimulação ambiental ...................................... 76.FIGURA 15 – Caixa utilizada para o isolamento...................................................... 77.FIGURA 16 – Vista do labirinto aquático ................................................................. 78.FIGURA 17 – Abertura bilateral do gradil costal para realização da perfusão transcardíaca ........................................................................................................... 82.FIGURA 18 – Posicionamento da agulha para injeção das soluções ......................83.FIGURA 19 – Fotomicrografia panorâmica da região CA1 do hipocampo de um rato submetido ao modelo de TCE experimental ............................................................ 94.FIGURA 20 – Fotomicrografia da área amostral da região CA1 do hipocampo de um animal que representa a média de neurônios mortos encontrados em apenas um campo visual ............................................................................................................ 94.
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LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO 1 – Média da latência total no decorrer do pré-teste ........................88.GRÁFICO 2 – Média da latência no quadrante da plataforma durante o pré-teste ........................................................................................................................... 88.GRÁFICO 3 – Média da latência no quadrante oposto ao da plataforma durante o pré-teste ......................................................................................................... 89.GRÁFICO 4 – Média da latência total no decorrer do 1º pós-teste ...................89.GRÁFICO 5 – Média da latência no quadrante da plataforma durante o 1º pós-teste.................................................................................................................... 90.GRÁFICO 6 – Média da latência no quadrante oposto ao da plataforma durante o 1º pós-teste .................................................................................................... 90.GRÁFICO 7 – Média da latência total no decorrer do 2º pós-teste ...................91.GRÁFICO 8 – Média da latência no quadrante da plataforma durante o 2º pós-teste ................................................................................................................... 91.GRÁFICO 9 – Média da latência no quadrante oposto ao da plataforma durante o 2º pós-teste .................................................................................................... 92.GRÁFICO 10 – Média e desvio padrão amostrais do número de neurônios mortos na região CA1 do hipocampo nos grupos estudados ............................ 93.
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LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – Média e desvio padrão obtidos durante os três testes no labirinto aquático ................................................................................................................... 87.TABELA 2 – Média e desvio padrão amostrais do número de neurônios mortos encontrados na região CA1 do hipocampo .............................................................. 92.
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1) INTRODUÇÃO
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1 INTRODUÇÃO
O traumatismo crânio-encefálico (TCE), constitui-se de uma lesão ao
tecido cerebral causada por uma forca externa, sendo caracterizado por déficits de
consciência, amnésia pós-traumática, fratura de crânio e alterações durante a
avaliação do estado mental e físico (HANKS et al., 2003).
Nos Estados Unidos, cerca de dois milhões de indivíduos sofrem TCE a
cada ano e 5,3 milhões ficam seriamente inválidos devido aos danos encefálicos
causados, levando a um grande impacto social e previdenciário (DJEBAILI, 2004).
Esse tipo de lesão inicia-se com um insulto externo à cabeça. Esse insulto
mecânico inicial causa morte primária de células devido ao impacto do cérebro
contra o crânio, o qual é seguido por uma cascata de eventos que contribuem para a
morte secundária de células, que é, freqüentemente, mais severa do que a morte
celular que acontece no momento do impacto (POVLISHOCK e CHRISTMAN,
1995). Essa cascata de eventos posteriores ao insulto inclui, por exemplo, o
processo bioquímico de excitotoxicidade, além da hipoperfusão cerebral, efeitos
inflamatórios, entre outros mecanismos (OBRIST et al., 1984; CARLOS, 1997).
Girloy & Meyer (1979), descreveram tipos diferentes de traumatismo
craniano. Sua classificação inclui fraturas de crânio, lesões de crânio fechadas,
ferimentos penetrantes no crânio e cérebro, além de lesões traumáticas de vasos
sanguíneos extracranianos.
São freqüentes os distúrbios tanto temporários quanto permanentes da
função intelectual e da memória. As seqüelas mentais (cognitivas e
comportamentais) podem resultar de lesões cerebrais generalizadas ou focais. A
diminuição na capacidade de atenção, perseveração, redução na habilidade de
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solucionar problemas, falta de iniciativa, perda do raciocínio e pensamento abstrato
são sinais comumente observados pelos terapeutas (UMPHRED, 1994).
O comprometimento da memória é normalmente uma conseqüência de
lesões generalizadas, sendo que três tipos de amnésia (retrógrada, pós-traumática e
anterógrada), estão freqüentemente associadas com traumatismo craniano.
A amnésia retrógrada está relacionada com uma perda parcial ou total da
habilidade de recordar eventos que ocorreram durante o período imediatamente
anterior à lesão cerebral. Na amnésia anterógrada ocorre inabilidade de formar
novas memórias. Já a amnésia pós-traumática é definida como um lapso de tempo
entre o momento do acidente e o ponto onde as funções relativas à memória são
tidas como restauradas. A duração da amnésia pós-traumática é considerada um
indicador clínico da gravidade da lesão (CARTLIDGE e SHAW, 1981).
Visando aprofundar os conhecimentos sobre este tipo de lesão e também
para potencializar a recuperação dos pacientes, muitos modelos experimentais de
traumatismo crânio-encefálico foram criados. Alguns deles, como o modelo de
percussão fluida, produzem um trauma direto ao cérebro exposto, enquanto outros
(como o modelo do tipo “weight-drop”), podem produzir um TCE fechado sem a
necessidade de craniotomia.
Uma forma disponível e curiosa de fornecer experimentalmente estímulos
sobre o Sistema Nervoso Central (SNC), para que se possa estudar o
desenvolvimento e a plasticidade neural é a estimulação ambiental. Nesse contexto,
animais são submetidos a um ambiente enriquecido que, teoricamente, poderia
favorecer tanto a plasticidade quanto à recuperação de lesões (HELD, 1998).
Dessa forma, ambientes enriquecidos ou complexos podem aumentar a
plasticidade neural, resultando em diversas alterações na morfologia e bioquímica
do cérebro, como o aumento do peso cerebral, ramificação de dendritos e atividade
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enzimática (SHUMWAY-COOK e WOOLLACOTT, 2003). No hipocampo isto pode
ser visualizado através do aumento na espessura, número de células gliais,
ramificações dendríticas e quantidades de fatores neurotróficos (WALSH et al.,
1969). Além disso, Kempermann, Kuhn e Gage (1997), mostraram ocorrer também
um aumento do número de células granulares nesta região.
Dados interessantes apontam que o enriquecimento após uma lesão do
SNC é capaz de elevar o índice de reabilitação de tarefas motoras quando
comparados com grupos de animais que não foram submetidos à estimulação
ambiental (HELD, GORDON e GENTILE, 1985). Além disso, experimentos revelam
que o enriquecimento ambiental pré-lesão pode proteger, até certo ponto, animais
de alterações deletérias causadas após uma lesão cerebral (HELD, 1998).
Um método útil de se avaliar danos encefálicos, bem como sua
recuperação, é a análise comportamental. Isso porque, a identificação de alterações
comportamentais (principalmente associadas à memória espacial) decorrentes das
diversas formas de alterações patológicas, sejam elas temporárias ou permanentes,
fornecem dados relevantes que podem caracterizar o estado patológico do SNC
após uma lesão (OLTON, 1979).
Buscou-se nesse estudo analisar os efeitos da estimulação ambiental
sobre a performance cognitiva de ratos submetidos ao modelo de Traumatismo
Crânio-Encefálico difuso de intensidade moderada, bem como verificar a melhor
“janela terapêutica” para aplicação dessa intervenção como potencial recurso de
auxílio no progresso comportamental desses ratos. Além disso, objetivou-se também
fazer uma analise histopatológica da quantidade de neurônios hipocampais mortos e
verificar uma possível relação destes com os dados comportamentais.
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2) FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
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2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 O Traumatismo Crânio-Encefálico
Um homem de 25 anos de idade tem uma esposa com a mesma idade
que está não responsiva por dois anos. Três crianças têm uma mãe que não tem
mais habilidade e competência para cuidar delas. Uma viúva tem uma filha de 17
anos com dano cerebral grave e inválida. Pais próximos da idade de se
aposentarem subitamente têm um filho dependente. Os planos ruem, os sonhos são
aniquilados, os papéis trocados e as famílias desestruturadas (UMPHRED, 1994).
Um Traumatismo Crânio-Encefálico (TCE) pode exercer efeito devastador
sobre a vida da pessoa acometida e de sua família. O cérebro humano guia todos os
pensamentos, comportamentos, motivações, traços pessoais, talentos, capacidades
motoras, habilidades cognitivas e sociais, sendo que, uma lesão craniana pode
afetar todas essas áreas. Raramente a pessoa com lesão cerebral é afetada
isoladamente; a família também sofre perdas e carrega o ônus de metas e
expectativas existenciais permanentemente alteradas para o seu membro (O
´SULLIVAN e SCHMITZ, 1993).
De acordo com a National Head Injury Foundation (1986), o TCE pode ser
definido como uma agressão ao cérebro, não de natureza degenerativa ou
congênita, mas causada por uma força física externa, que pode produzir um estado
diminuído ou alterado de consciência, resultando em comprometimento das
habilidades cognitivas ou do funcionamento físico. Pode também provocar distúrbios
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comportamentais ou emocionais, temporários ou permanentes e comprometimento
funcional total, parcial e psicológico.
O TCE é predominantemente uma das lesões cerebrais que causa morte
e deficiência, particularmente em pessoas com até 35 anos de idade, sendo que
muitos pacientes enfrentam longos períodos de incapacidades (SELL et al., 2003).
A incidência do TCE nos Estados Unidos tem sido estimada em 102 por
100.000 pessoas/ano. Desses indivíduos, 50.000 não sobrevivem ao TCE, 230.000
pessoas são hospitalizadas e sobrevivem, e 80.000 a 90.000 passam por um longo
período de incapacidade após a lesão. Baseado nesses números, aproximadamente
5,3 milhões de pessoas possuem deficiências relacionadas ao TCE. O total de
custos anuais nos Estados Unidos é estimado em 25 bilhões de dólares, sendo
considerado uma epidemia silenciosa (BUSHNIK, 2003).
A principal causa relacionada ao TCE são os acidentes automobilísticos,
entretanto, a violência urbana, quedas, acidentes de trabalho e domésticos,
atropelamentos, atividades esportivas e de lazer, manuseio de eletricidade e partos
com complicações, também contribuem para as estatísticas, levando a associação
do TCE com o termo “fantasma da sociedade moderna industrializada” (BUSHNIK et
al., 2003; ROWLAND, 2002). A proporção de cada uma das causas varia de acordo
com a idade, sendo que adolescentes e adultos jovens são mais afetados em
acidentes automobilísticos ou através de atos de violência, enquanto as pessoas
mais idosas são atingidas principalmente devido a quedas (BUSHNIK et al., 2003).
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2.2 Mecanismos de Lesão
Ao sofrer um TCE, o crânio e o encéfalo podem se encontrar parados ou
em movimento, e são submetidos a dois tipos básicos de efeitos traumáticos: o
impacto direto e o efeito aceleração-desaceleração. A combinação deste dois efeitos
traumáticos sobre o segmento cefálico causam lesões através de diferentes
mecanismos:
Impacto direto ou golpe (lesões causadas no local do impacto);
FIGURA 1 - Mecanismo de golpe com afundamento de crânio e contusão cerebral. Retirado de NITRINI e BACHESCHI, 2003.
Contragolpe (lesões diametralmente opostas ao local do impacto). Ocorre
durante o deslocamento encefálico, com estiramento e laceração
vasculares, formação de cavitação com pressão negativa e posterior
contra-impacto;
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FIGURA 2 - Mecanismo de contragolpe causando lesões diametralmente opostas ao local do impacto. Retirado de NITRINI e BACHESCHI, 2003.
Laceração (impacto interno que ocorre entre as estruturas intracranianas
menos ou mais fixas). (Ocorre devido aos diferentes deslocamentos
causados pela desaceleração);
FIGURA 3 - Mecanismo de laceração devido ao impacto interno. Retirado de NITRINI e BACHESCHI, 2003.
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Shearing (tosquia, cisalhamento). Decorrente dos fenômenos inerciais de
desaceleração ou de aceleração, que causa fragmentação de fibras
nervosas e de vasos perfurantes (NITRINI E BACHESCHI, 2003).
FIGURA 4 – Mecanismo inercial de aceleração-desaceleração responsável pelo cisalhamento entre as camadas encefálicas. Retirado de NITRINI e BACHESCHI, 2003.
Indivíduos que sofrem acidentes de carro geralmente apresentam lesões
mais graves, possivelmente devido à alta velocidade de aceleração e desaceleração
imposta ao tecido cerebral. Além disso, esses pacientes costumam ter outras lesões
concomitantes, como fraturas extensas e lesões de plexos. Já os indivíduos que
sofrem TCE devido a quedas, tendem a apresentar lesões que combinam forças de
aceleração/desaceleração e também lesões focais, devido ao impacto direto
(BUSHNIK et al., 2003; SKELTON, 1998).
2.3 Fisiopatologia
De acordo com O´SULLIVAN e SCHMITZ (1993), a natureza, a direção e
a sua magnitude das forças é que determinam o grau de lesão primária e secundária
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
ao cérebro. Diante desses determinantes, as lesões cerebrais podem ser
classificadas como focais ou difusas.
As lesões focais, também chamadas de contusões, são consideradas uma
fonte de lesão primária. Esses danos corticais ocorrem nas cristas dos giros e se
estendem a profundidades variáveis, dependendo da gravidade. Contusões ocorrem
principalmente na superfície abaixo dos lobos frontais e nas extremidades
temporais, sendo geralmente bilaterais, mas podendo ser assimétricas. Esses
danos podem produzir déficits cognitivos e sensório-motores e são fatores de risco
para distúrbios convulsivos, mas não são diretamente responsáveis pela perda da
consciência (DELISA e GANS, 2002).
Além da ocorrência da lesão focal, a lesão axonal difusa (LAD) é
característica do TCE. Aceleração-desaceleração e forças rotacionais que
comumente resultam de acidentes com veículos produzem rompimento axonal
difuso. Dependendo da gravidade, tais lesões podem ser microscópicas ou podem
aglutinar-se em lesões macroscópicas focais, com predominância no mesencéfalo,
na ponte, no corpo caloso e na substância branca dos hemisférios cerebrais
(DELISA e GANS, 2002).
A ruptura axonal desencadeia uma seqüência dinâmica de eventos
patológicos que evoluem entre dias e semanas. Inicialmente, a lesão causa
transecção física e danos axonais internos em alguns neurônios. Em ambos os
casos, o processo de transporte axoplasmático é preservado e materiais fluem do
corpo celular para o local da lesão. Esses materiais se acumulam e podem
ocasionar a transecção secundária do axônio, com a formação de uma “bola de
retração” em 12 horas ou até mesmo após alguns dias. Nessa fase, canais de
membrana podem se abrir e admitir níveis tóxicos de íons cálcio. Se o paciente
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sobreviver, pode haver evidencias de degeneração walleriana e gliose (ROWLAND,
2002).
O padrão de déficits funcionais de um determinado paciente pode ser mais
focal ou difuso, ou podem incluir características de ambos. O equilíbrio dessas duas
características patológicas influencia a natureza dos déficits. Déficits relacionados a
LAD tendem a recuperar-se gradativamente, com ritmo de recuperação
inversamente proporcional à duração do coma, enquanto a recuperação de déficits
relacionados a contusões corticais dependem do tamanho e da localização da lesão
focal (DELISA e GANS, 2002).
De acordo com ROWLAND (2002), quando a alteração da consciência é
breve, ou seja, com menos de 6 horas de duração, é usado o termo concussão.
Nesses casos, os pacientes podem ficar inteiramente inconscientes ou permanecer
despertos, mas “atordoados”. Muitos deles se recuperam dentro de segundos a
minutos (e não horas). O mecanismo pelo qual a concussão causa perda da
consciência é considerado como sendo uma desorganização funcional transitória do
sistema reticular ativador, ocasionada por forças de rotação agindo sobre o tronco
cerebral superior. Experimentalmente, uma rotação violenta da cabeça pode
produzir concussão sem impacto à cabeça. Muitos pacientes que sofreram
concussão têm tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (RM)
normais, porque a concussão decorre de uma lesão fisiológica e não estrutural do
cérebro.
Contrariamente, o coma de origem traumática de duração superior a 6
horas é relacionado a LAD. Nesses casos, quando não se identifica nenhuma outra
causa de coma à TC ou RM, presume-se que tenha havido lesões por ruptura
axonal micro e macroscópicas. O coma de 6 a 24 horas de duração é considerado
uma LAD leve; o coma com duração de 24 horas ou mais é considerado uma LAD
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moderada a grave, dependendo da presença ou ausência de sinais do tronco
cerebral, como posturas de decorticação (flexão dos membros inferiores e dos
membros superiores) ou descerebração (extensão dos membros inferiores e dos
membros superiores). A disfunção autonômica é comum em pacientes que
apresentam LAD aguda grave e pode refletir uma lesão do tronco cerebral ou
hipotálamo. Os pacientes podem permanecer inconscientes por dias, meses ou anos
e aqueles que se recuperam podem ficar com um grave distúrbio cognitivo e motor,
incluindo espasticidade e ataxia. A perda prolongada da consciência por uma LDA
tende a se associar a lesões focais bilaterais assimétricas do tegmento
mesencefálico, uma região densamente povoada de neurônios do sistema reticular
ativador. Assim, a LAD é considerada a mais importante causa individual de
incapacidade persistente após lesões cerebrais traumáticas (ROWLAND, 2002).
2.4 Lesão Secundária
Além dos danos causados primariamente pelo trauma, a gravidade do
sofrimento cerebral difuso depende de vários fatores secundários. Segundo Sandel,
Bell e Michaud (1998), hipóxia, hipotensão, desbalanço eletrolítico, anemia,
hipertermia, hiperglicemia ou hipoglicemia, hipercapnia e insultos intracranianos,
como o aumento da pressão intracraniana (PIC), hematomas tardios, edema,
hiperemia, dissecção carotídea e vasoespasmo/isquemia são causas secundárias
de lesão.
Foi demonstrado que o glutamato, um neurotransmissor excitatório,
acumula-se em níveis muito elevados no Sistema Nervoso Central (SNC) após
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lesão. O aumento da concentração de glutamato resulta na hiperexcitação dos
neurônios pós-sinápticos e no aumento da concentração intracelular de cálcio,
levando a uma maior liberação do neurotransmissor e, conseqüentemente, criando
uma cascata excitatória tóxica, que acarreta em uma maior perda neuronal. Ao
mesmo tempo, as mitocôndrias lesadas e os efeitos bioquímicos da ligação do
oxigênio (liberada dos sítios de ligação de proteínas) ao ferro, resultam na produção
de radicais livres, os quais provavelmente contribuem ainda mais para a morte
neuronal (COHEN, 2001).
O antagonista de um dos receptores do neurotransmissor glutamato, o
receptor N-metil-D-aspartato (NMDA), tem sido usado com a intenção de prevenir o
influxo de cálcio e o aumento da lesão (BULLOCK, 1995). Outros estudos recentes
realizados para verificar os efeitos do bloqueio de canal de cálcio não tem sido
conclusivos, embora um efeito benéfico tenha sido sugerido em pacientes com
hemorragia subaracnóide devido ao traumatismo, similarmente aos benefícios vistos
em hemorragias subaracnóideas não-traumáticas (MACLNTOSH e SMITH, 1995).
Entretanto, a intervenção mais promissora para reduzir o dano secundário
pode ser a hipotermia, que melhorou os resultados aos 6 meses de lesão (mas não
aos 12 meses) depois do trauma, em uma pesquisa realizada por Marion et al.,
(1997). Assim, a lesão inicial pode desencadear uma variedade de processos
patológicos que resultam em um dano cerebral mais grave e extenso.
2.5 Fraturas de Crânio
Além dos efeitos traumáticos relacionados, o paciente pode apresentar
fraturas de crânio, que podem ser classificadas em: linear, depressiva e cominutiva.
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Nas fraturas com afundamento de crânio, um ou mais fragmentos ósseos
são deslocados para dentro, comprimindo o cérebro subjacente. Em 85% dos casos,
as fraturas com afundamentos são abertas e podem se infectar ou drenar Líquido
Céfalo-Raquidiano (LCR). Mesmo quando fechadas, muitas fraturas com
afundamento ou cominutivas tornam necessária à exploração cirúrgica para
debridamento, elevação dos fragmentos ósseos e reparo de lacerações durais. Em
muitos casos, o cérebro subjacente é lesado e em alguns pacientes associam-se a
ruptura, compressão ou trombose dos seios venosos (ROWLAND, 2002).
FIGURA 5 – Fratura de crânio depressiva com deslocamento de fragmentos ósseos (à esquerda). Retirado de MAIA JUNIOR et al. [s.d.].
2.6 Hematomas
Estima-se que o aparecimento de uma coleção hemorrágica devido a um
TCE ocorra em aproximadamente 1 a 6% dos pacientes hospitalizados. Tal
eventualidade pode ser evidente desde o exame inicial, quando se tem
conhecimento de um intervalo lúcido, após o qual o estado do paciente se agravou.
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Em outros casos, somente diante de uma agravação secundária é que se deve
pesquisar a possibilidade de um hematoma intracraniano (CAMBIER, MASSON e
DEHEN, 1999). Grandes hematomas do parênquima, com apagamento de sulcos e
ventrículos podem exigir evacuação cirúrgica (ROWLAND, 2002). Existem quatro
tipos de hematomas que geralmente são descritos na literatura: o epidural, subdural,
subaracnóide e intraparenquimatoso.
O hematoma epidural ou extradural é uma coleção sanguínea que se
forma entre os ossos do crânio e a dura-máter. A hemorragia de origem arterial é
mais freqüentemente observada, mas o hematoma também pode ser venoso
(CAMBIER, MASSON e DEHEN, 1999). Em muitos casos, o hematoma é ipsilateral
ao local do impacto. A dura-máter é separada do crânio pelo sangue extravasado,
sendo que o tamanho do coágulo aumenta até o vaso rompido ser comprimido e
ocluído pelo hematoma (ROWLAND, 2002). Um hematoma epidural pode seguir-se
a um traumatismo craniano aparentemente banal e, na ausência de uma intervenção
de urgência, chegar ao êxito letal em poucas horas. Esses hematomas precoces,
que se manifestam nas primeiras horas, são mais graves devido à sua evolução
particularmente rápida (CAMBIER, MASSON e DEHEN, 1999).
FIGURA 6 – Hematoma epidural na região parieto-occipital esquerda. Retirado de MAIA JUNIOR et al. [s.d.].
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Conforme Rowland (2002), os hematomas subdurais têm geralmente
origem venosa, com o sangue preenchendo o espaço entre a dura-máter e a
aracnóide. Na maioria dos casos, o sangramento é causado por movimentos do
cérebro dentro do crânio, que podem ocasionar a distensão e ruptura das veias que
drenam a partir da superfície cerebral para os seios durais. Os hematomas
subdurais são classificados de forma arbitrária, de acordo com o prazo transcorrido
entre o trauma craniano e o aparecimento das manifestações clínicas. O hematoma
subdural agudo manifesta-se dentro de 4 dias após o traumatismo; os hematomas
subdurais crônicos começam a se manifestar depois de duas semanas. Ao contrário
do que se observa no hematoma subdural agudo, o hematoma subdural crônico
inicia-se na ausência de uma lesão cerebral primária; o trauma inicial
freqüentemente não é lembrado pelo paciente. A hemorragia venosa é encapsulada
por uma membrana. A atrofia do cérebro favorece a formação de uma massa
volumosa que leva ao desvio das estruturas cerebrais, sem que inicialmente exista
hipertensão intracraniana de grau apreciável. O paciente apresenta cefaléia e
obnubilação do sensório. A diminuição do estado de alerta ou de consciência
encobre a deficiência neurológica (WEINER e GOETZ, 2003). Quase metade desses
pacientes apresenta história de alcoolismo ou epilepsia. Outros fatores de risco para
o hematoma subdural crônico incluem derivações e distúrbios hemorrágicos,
incluindo medicação anticoagulante (ROWLAND, 2002).
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FIGURA 7 – Hematoma subdural agudo na região parietal direita. Retirado de MAIA JUNIOR et al. [s.d.].
FIGURA 8 – Hematoma subdural crônico na região parietal direita. Retirado de Maia Junior et al. [s.d.].
A hemorragia subaracnóide é a mais freqüente nos eventos traumáticos.
As erosões, contusões e lacerações da superfície do córtex provocam hemorragias
na luz do espaço subaracnóide. A presença de sangue pode causar irritação das
meninges, que se manifesta por cefaléia, rigidez da nuca e fotofobia. A presença de
sangue no espaço subaracnóide estimula a fibrose nas cisternas basais,
prejudicando o fluxo do LCR, podendo então se instalar uma hidrocefalia entre
alguns dias e várias semanas após o trauma craniano (WEINER e GOETZ, 2003).
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FIGURA 9 – Hematoma subaracnóide com atenuação dos sulcos e fissuras cerebrais. Retirado de Maia Junior et al. [s.d.].
O último tipo de hematoma a ser descrito são os intracerebrais, que se
caracterizam pela formação de uma massa sanguínea dentro do tecido cerebral. Os
hematomas ocupam o espaço e comprimem o tecido cerebral. Se suficientemente
graves, podem resultar em lesão cerebral adicional com deslocamento ou herniação
cerebral. Um tipo de herniação que pode ocorrer é a do tronco cerebral através do
forame magno, que resulta em distúrbios vegetativos, com a redução da respiração
e da freqüência cardíaca, apnéia e aumento da pressão sanguínea. Estas
complicações são potencialmente fatais (O´SULLIVAN e SCHMITZ, 1993).
FIGURA 10 – Hematoma intracerebral na região parietal direita. Retirado de Maia Junior et al. [s.d.].
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2.7 Complicações relacionadas ao Traumatismo Crânio-Encefálico
As seqüelas físicas mais comuns após o TCE incluem: (1) fístulas
liquóricas, que decorrem da ruptura da dura-máter e da aracnóide, sendo que esses
pacientes apresentam maior risco de meningite; (2) pneumoencéfalo, que é
caracterizado por uma coleção de ar na cavidade intracraniana, geralmente no
espaço subaracnóide devido, na maioria dos casos, a uma fratura do seio frontal; (3)
Infecções, que podem ser extradurais (osteomielite), subdurais (empiema),
subaracnóides (meningite) ou intracerebrais (abcesso); (4) Lesão dos nervos
cranianos, com o nervo facial sendo o mais freqüentemente lesionado; (5) fístula
carotídeo-cavernosa, onde ocorre a ruptura da artéria carótida ou de um de seus
pequenos ramos, aumentando a pressão venosa no local e também nas veias que
drenam a região da órbita; (6) hidrocefalia, que ocorre em até 40% dos pacientes
com TCE grave, geralmente começando dentro da 2ª semana após a lesão (DELISA
e GANS, 2002; WEINER e GOETZ, 2003).
Mais tardiamente, podem ocorrer outras manifestações clínicas devido ao
TCE, como por exemplo, a epilepsia pós-traumática. O risco de desenvolvimento da
epilepsia é maior nos dois primeiros anos após a lesão e diminui gradativamente. A
probabilidade de ocorrerem convulsões continuadas está relacionada com a
gravidade da lesão, fraturas de crânio (especificamente em depressão), hematoma
intracraniano, ataque precoce e distúrbio prolongado da consciência (DELISA e
GANS, 2002).
Em relação às seqüelas cognitivas, devido à lesão traumática ser uma
agressão difusa e multifocal, existe uma grande variedade nos padrões de
deficiências cognitivas. Mesmo indivíduos levemente lesionados podem apresentar
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dificuldades com a vigília, memória e concentração. Esses mesmos déficits
aparecem de forma mais séria em pacientes gravemente lesionados que podem ter,
além disso, distúrbios significativos de percepção, comunicação e comportamento
interpessoal (DELISA e GANS, 2002).
O período imediatamente posterior à perda da consciência é
freqüentemente caracterizado pela desorientação e por uma amnésia que pode
durar de poucas horas até semanas, dependendo da severidade da lesão. Esse
sintoma é seguido por um período de fadiga, dificuldade na concentração, prejuízos
da atenção, e aprendizado lento. Outros problemas, como a insensibilidade, excesso
emocional e mudanças sociais inadequadas dependem da gravidade da lesão em
um local particular (SKELTON, 1998).
Uma complicação clínica tardia que pode atingir os pacientes que
sofreram TCE é a síndrome pós-concussional. Essa condição é caracterizada por
um grupo de sintomas que inclui cefaléia, tontura, fadiga, insônia, irritabilidade,
inquietação e dificuldades na concentração. Também ocorre com freqüência à
superposição de sintomas como a ansiedade e depressão, mas os resultados de
exames neurológicos são normais na maioria dos casos. Os sintomas podem durar
de 2 a 6 semanas até 1 ou 2 anos (WEINER e GOETZ, 2003).
2.8 Tratamento Agudo e Reabilitação das Vítimas
O tratamento inicial de uma vítima de TCE preconiza a intervenção
neurocirúrgica agressiva, projetada para evacuar hematomas, reduzir o edema
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cerebral, tratar a hidrocefalia e monitorar a pressão intracraniana e a perfusão
cerebral (DELISA e GANS, 2002).
Segundo ROWLAND (2002), quanto mais precocemente uma pessoa
vítima de lesão neurológica é atendida, iniciando assim seu tratamento clínico e
fisioterapêutico, maiores são suas perspectivas funcionais, diminuindo o efeito das
seqüelas e melhorando seu prognóstico.
Quando o paciente está mais estável, medidas profiláticas tomadas pela
equipe multidisciplinar podem auxiliar na prevenção de complicações, tais como
contraturas, úlceras de decúbito e ossificação heterotípica, que podem impedir ou
dificultar a recuperação tardia dos pacientes (DELISA e GANS, 2002).
Na fase de reabilitação, espera-se que o fisioterapeuta contribua com a
facilitação da movimentação ativa do paciente, através de um plano de tratamento
individualizado. Ao longo desse processo, espera-se que esse profissional possa
proporcionar maior habilidade e qualidade para a locomoção, além do favorecimento
da manutenção de padrões posturais adequados, minimizando a formação de
deformidades e promovendo a integração dos aspectos cognitivos e
comportamentais do aprendizado motor, além da educação do paciente e da sua
família (UMPHRED, 1994).
Umphred (1994) afirma que qualquer discussão a respeito do tratamento
de vítimas de TCE é difícil devido à singularidade dos pacientes e de seus
problemas após um traumatismo craniano. Não existem respostas padronizadas
com técnicas cientificamente comprovadas, e nem “livros de receita”.
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2.9 Aprendizado
O aprendizado pode ser definido como a aquisição de informações através
da experiência. Há cerca de 2000 anos, já se afirmava que nada existe no intelecto
sem que não tenha estado previamente nos sentidos (IZQUIERDO, 1989).
Atualmente, o aprendizado pode ser divido em dois tipos principais: o associativo e o
não-associativo (LENT, 2002).
O aprendizado não-associativo refere-se à situação em que um animal é
exposto, por uma ou por vezes repetidas, a um só tipo de estímulo. Este
aprendizado é expresso sob duas formas, muito comuns, que são a habituação e a
sensitização. A primeira pode ser definida como o decréscimo da resposta a
estímulos benignos repetidos. A segunda, também conhecida como
pseudocondicionamento, baseia-se no fortalecimento da resposta a vários tipos de
estímulos que se seguem a um estímulo nocivo intenso (KANDEL, SHWARTZ e
JESSEL, 2000).
Segundo Bear, Connors e Paradiso (2002), a habituação é uma forma de
aprendizado na qual o animal aprende sobre as propriedades de um novo estímulo
que é inócuo, à medida que esse estímulo é repetido. Um animal responde
inicialmente a um estímulo novo com uma série de reflexos de orientação. Se o
estímulo não for reforçador e nem lesivo, o animal aprende a suprimir sua resposta
em relação a este estímulo, como resultado dos encontros repetidos com ele. Essa
supressão é a resposta da habituação. Acredita-se que ela ocorra devido a um
decréscimo funcional na eficácia sináptica da via ativada repetidamente.
Contrariamente, a sensitização baseia-se em um aumento dos reflexos
defensivos e da preparação para retirada ou fuga em resposta a uma situação
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lesiva. O animal aprende a responder de forma mais vigorosa a diversos estímulos,
até mesmo os inócuos. Postula-se que a sensitização depende de uma facilitação
heterossináptica, que promove a intensificação da liberação do neurotransmissor
(KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
Em relação ao aprendizado associativo, dois paradigmas experimentais
vem sendo utilizados extensivamente. O condicionamento clássico depende do
aprendizado da relação entre dois estímulos e tem na sua essência o pareamento
desses dois estímulos. Já o condicionamento operante depende do aprendizado da
relação entre um estímulo e o comportamento do organismo (KANDEL, SHWARTZ e
JESSEL, 2000).
De acordo com Bear, Connors e Paradiso (2002), o condicionamento
clássico foi estudado e caracterizado em cães pelo famoso psicólogo Ivan Pavlov
(1927). Esse tipo de aprendizado envolve a associação entre um estímulo que
evoque uma resposta mensurável e um segundo estímulo que, normalmente, não
evoca esta resposta. O primeiro tipo de estímulo, aquele que normalmente evoca a
resposta, é chamado de estímulo incondicionado, porque nenhum treino ou
condicionamento é requerido para provocar uma resposta. Nos experimentos de
Pavlov, o estímulo incondicionado era a visão de um pedaço de carne, e a resposta
do cão era a salivação. O segundo tipo de estímulo, aquele que normalmente não
evoca nenhuma resposta, é chamado de estímulo condicionado. Esse estímulo
requer condicionamento antes que produza alguma resposta. No estudo de Pavlov,
o estímulo condicionado era o som de uma campainha. Diante disso, o treino
consistia em apresentar, repetidamente e de forma concomitante, o som com a
carne. Após muitas dessas apresentações concomitantes, a carne foi retirada e o
animal salivava apenas com a apresentação do som. Assim, pode-se concluir que o
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cão aprendeu a associação entre o som e a apresentação da carne. A essa resposta
aprendida damos o nome de resposta condicionada.
Um segundo paradigma importante para o aprendizado associativo,
descoberto por Edward Thorndike em 1911, é o condicionamento operante ou
instrumental. Nesse tipo de aprendizado, o animal aprende a associar uma resposta,
geralmente um ato motor, com um estímulo significativo, tipicamente uma
recompensa (comida). Quando um rato faminto é colocado em uma caixa com uma
alavanca que libera comida, durante a exploração da caixa o rato bate na alavanca e
aparece uma certa porção de comida. Após isso ocorrer algumas vezes, o rato
aprende a pressionar a alavanca e a comer o alimento até esteja saciado. Esse tipo
de condicionamento também ocorre se uma resposta, em vez de evocar uma
recompensa, previne um estímulo aversivo, como um choque nas patas. Assim,
aprende-se que um comportamento particular está associado a uma determinada
conseqüência, sendo que a relação temporal também é muito importante (BEAR,
CONNORS e PARADISO, 2002).
2.10 Memória
A memória pode ser conceituada como o armazenamento e evocação de
informações ou de suas conseqüências. Não existe memória sem aprendizado, e
não existe aprendizado sem experiências. Além disso, não há praticamente
nenhuma atividade nervosa que não inclua ou não seja afetada de alguma forma
pelo aprendizado e pela memória (IZQUIERDO, 1989).
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A memória pode ser dividida em vários tipos diferentes de acordo com as
suas características. Essa classificação é importante, pois torna clara a idéia de que
os tipos de memória são operados por mecanismos e regiões cerebrais diferentes
(IZQUIERDO, 1989).
2.10.1 Classificação da Memória Quanto à Natureza
Quanto à sua natureza, a memória pode ser dividida em duas
modalidades: explícita ou declarativa e implícita ou não-declarativa.
Conforme Oliveira e Bueno (1993), a memória explícita ou declarativa é a
habilidade de armazenar e recordar conscientemente fatos e acontecimentos; a
lembrança pode ser declarada, isto é, trazida à mente verbalmente como uma
proposição, ou não verbalmente como uma imagem. Esse tipo de memória codifica
a informação sobre eventos autobiográficos, bem como o conhecimento de fatos, e
pode ser recuperada por ato deliberado de recordação.
A memória explícita inclui as memórias episódica e semântica. A memória
episódica armazena marcos espaciais e temporais que identificam o tempo e o lugar
onde evento particular ocorreu. Em contrapartida, o termo memória semântica é
usado para descrever o tipo de memória para o conhecimento organizado do
mundo, que envolve conceitos atemporais (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
Por exemplo, usamos a memória semântica ao aprender que a capital de Argentina
é Buenos Aires, ou que os neurônios se comunicam por neurotransmissores (LENT,
2002).
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Por outro lado, a memória implícita ou não declarativa tem uma qualidade
automática e reflexiva, sendo que a sua formação e recordação não são
absolutamente dependentes da capacidade de ter ou de tomar conhecimento. Esse
tipo de memória se acumula lentamente no curso de repetições e é mostrada
primariamente por uma melhora no desempenho, não sendo expressa em palavras.
Exemplos de memórias implícitas incluem o aprendizado de certos tipos de
atividades motoras, procedimentos e regras. Considera-se que a memória implícita
para uma determinada tarefa esteja ligada à atividade dos sistemas sensoriais e
motores participantes do aprendizado da mesma, sendo conservada por
mecanismos inerentes a esses sistemas (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
A memória implícita pode ser subdividida em associativa e não-
associativa. Ambas se relacionam com algum tipo de resposta ou comportamento.
Empregamos a memória associativa, por exemplo, quando começamos a salivar
antes que a comida chegue a nossa boca, por termos em algum momento da nossa
vida, associado o seu cheiro ou aspecto à alimentação. Por outro lado, empregamos
a memória não-associativa quando aprendemos, mesmo sem sentir, que um
estímulo repetitivo que não traz conseqüências é provavelmente inócuo, o que nos
faz relaxar e ignorá-lo (LENT, 2002).
Outro tipo de memória implícita é a chamada memória de representação
perceptual, que corresponde à imagem de um evento ou objeto anteriormente à
compreensão do que ele significa. Por exemplo, um objeto pode ser retido nesse
tipo de memória implícita antes que saibamos o que é e para que serve (LENT,
2002).
Por fim, a memória de procedimento também é considerada um tipo de
memória implícita. Trata-se do tipo de memória correspondente aos hábitos,
habilidades e regras em geral. Sabemos que numa frase o sujeito geralmente vem
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antes do verbo, e elaboramos frases de acordo com essa regra previamente
estabelecida sem nos darmos conta disso (LENT, 2002).
2.10.2 Classificação da Memória Quanto ao Tempo de Retenção
Quanto ao tempo de retenção, a memória também é dividida em duas
classes: memória de curta duração, que dura minutos ou horas e serve para
proporcionar a continuidade do nosso sentido presente, e memória de longa
duração, que estabelece lembranças duradouras (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL,
2000).
Segundo Kandel, Shwartz e Jessel (2000), a memória de curta duração
pode ser dividida em dois subtipos principais: memória imediata e memória
operacional (foco deste estudo).
A memória imediata refere-se a tudo àquilo que pode ser mantido de
forma ativa na mente, começando no momento em que a informação é recebida. É
essa informação que representa o foco da atenção e que ocupa a corrente de
pensamento no momento. A capacidade da memória imediata é bastante limitada
(pode manter apenas 7 itens aproximadamente) e, a não ser que seu conteúdo seja
recapitulado, persiste por apenas 30 segundos (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL,
2000).
A memória operacional, também chamada de memória de trabalho ou, do
inglês, working memory, é o subtipo na qual armazenamos temporariamente
informações que serão úteis apenas para o raciocínio imediato e a resolução de
problemas, podendo ser esquecida a seguir (LENT, 2002).
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Em paralelo com memória de curta duração e de suas subdivisões, um
outro tipo de memória tem lugar no SNC durante a construção da nossa
autobiografia. Trata-se da memória de longa duração, cujo objetivo principal é
fornecer para a nossa mente um enorme arquivo de dados que possam ser
evocados a qualquer momento, sempre que necessário (LENT, 2002).
Assim, um objeto pode ser representado inicialmente na memória
imediata, sua representação mantida na memória de trabalho e, por fim, persistir
como memória de longa duração (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
2.11 Memória Operacional
Após a entrada de informações iniciais, ocorre a primeira seleção do que
será armazenado durante um tempo um pouco maior, suficiente para orientar o
comportamento e o pensamento. Independentemente de quais serão os seus
caminhos, o fato é que apenas parte das informações será processada pela
memória operacional a cada minuto (LENT, 2002). Este tipo de memória, citado
anteriormente, pode ser definido como um processo para a manutenção de
informações on-line durante a performance de outras funções cognitivas, como a
compreensão da linguagem ou a resolução de problemas (MCDOWELL, WHYTE e
D’ESPOSITO, 1997). Supõe-se o envolvimento da memória operacional em certas
tarefas, quando a informação em cada situação é única, sendo útil apenas para
aquele momento e não para as demais (OLTON, BECKER e HANDELMAN, 1979).
Tendo em vista essa função, a memória operacional lida com dados provenientes da
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memória de curta duração e também com informações armazenadas na memória de
longa duração (LENT, 2002).
Considera-se que a memória operacional é constituída por três
componentes: o executivo central e dois componentes de apoio, a alça fonológica e
o esboço visuo-espacial (MCDOWELL, WHYTE e D’ESPOSITO, 1997). A alça
fonológica relaciona-se com a linguagem e armazena temporariamente palavras
faladas e sons significativos. Esse sistema fornece-nos a capacidade de manter na
mente um número de telefone enquanto nos preparamos para discá-lo e a
capacidade de manter na mente palavras enquanto falamos ou entendemos uma
frase simples. Por outro lado, o esboço visuo-espacial armazena imagens visuais,
tais como faces ou arranjos espaciais (SQUIRE e KANDEL, 2003).
Por fim, o componente executivo da memória operacional é concebido
como o coordenador da alça fonológica e do esboço visuo-espacial. É ele que
controla quais informações devem entrar para os componentes de apoio
funcionando como um “filtro atencional”.
2.12 Neuroanatomia da Memória
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A capacidade de adquirir, armazenar e evocar informações é inerente a
muitas áreas ou sistemas cerebrais, não podendo ser função exclusiva de nenhuma
delas (IZQUIERDO, 1989).
O famoso caso do paciente H.M., o primeiro e mais bem descrito
relacionado aos efeitos sobre a memória com a remoção de partes dos hemisférios
cerebrais, abriu caminho para a identificação das regiões neurais envolvidas nos
mecanismo de memória explícita (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
H.M. era um operário de 27 anos de idade que sofria de crises epiléticas
intratáveis por mais de 10 anos, sendo incapaz de trabalhar adequadamente ou de
levar uma vida normal. Devido a isso, optou-se por fazer nesse paciente uma
operação para a ablação da parte medial dos lobos temporais bilateralmente
(KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
Imediatamente após a operação, H.M. passou a apresentar um
devastador déficit de memória, perdendo a capacidade de formar memórias a longo
prazo. Todavia, conservava suas memórias para eventos de sua vida que haviam
precedido a operação. Lembrava-se de seu nome, conservava um uso perfeitamente
adequado da linguagem e mantinha seu vocabulário normalmente variado.
Lembrava-se dos eventos que ocorreram antes da cirurgia e, vividamente, dos
eventos de sua infância. Ainda mais, a memória a curto prazo de H.M. estava
perfeitamente intacta (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
O que faltava em H.M. intensamente era a capacidade de transferir a
maior parte dos tipos de aprendizado retidos na memória de curto prazo, durando de
segundos a minutos, para a memória a longo prazo, durando dias ou mais. Quando
aprendia uma nova tarefa, ele era incapaz de reter essa informação por mais de 1
minuto. Instruído a se lembrar do número 584, por exemplo, era capaz de repeti-lo
imediatamente por muitos minutos. Contudo, quando era distraído até mesmo por
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breve instante, ele esquecia o número. Como resultado dessa dificuldade na
transferência de informações da memória de curto prazo para a memória a longo
prazo, H.M. era incapaz de reconhecer as novas pessoas a que era apresentado,
mesmo quando as encontrava com freqüência. Também apresentava uma séria
dificuldade em sua orientação espacial. Quando se mudou para uma nova casa,
levou cerca de 1 ano para aprender a andar por ela (KANDEL, SHWARTZ e
JESSEL, 2000).
Uma capacidade residual de memória foi verificada em H.M. quando se
descobriu que ele podia aprender novas habilidades motoras. Por exemplo, ele
aprendeu a desenhar o contorno de uma estrela, enquanto olhava sua mão por meio
de um espelho. Subseqüentemente outros pacientes com o mesmo tipo de lesão
foram testados e mostraram-se capazes de reter diversas formas de aprendizado
reflexivo simples, incluindo a habituação, a sensitização, o condicionamento clássico
e o condicionamento operante. Além disso, esses pacientes também eram capazes
de melhorar seu desempenho em determinadas tarefas perceptivas. Podemos citar,
por exemplo, o bom desempenho na forma de aprendizado chamado de priming, no
qual o reconhecimento de palavras e objetos é facilitado pela exposição prévia das
palavras ou de indícios visuais (SQUIRE e KANDEL, 2003).
As tarefas que H.M. e os outros pacientes com lesão bilateral do lobo
temporal têm capacidade para aprender têm duas coisas em comum. Primeira,
todas têm uma qualidade automática. Segunda, as tarefas não exigem o recordar
consciente, nem capacidades cognitivas complexas, como as de comparação e
avaliação. O paciente só precisa responder a um estímulo ou indício (SQUIRE e
KANDEL, 2003).
De acordo com Zola-Morgan e Squire (1993), trabalhos com macacos e
casos clínicos tem identificado estruturas no lobo temporal medial que são
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importantes para a memória declarativa. Essas estruturas incluem o hipocampo
(abrangendo o giro denteado e o subículo) e as áreas corticais que são
anatomicamente relacionadas ao hipocampo, especialmente o córtex entorrinal,
perirrinal e parahipocampal.
Em relação ao hipocampo, muitos estudos sugerem que o dano nessa
região é suficiente para produzir um prejuízo clinicamente significante e longo da
memória. Essa estrutura cerebral é dividido em quatro regiões distintas: CA1, CA2,
CA3 e CA4 e apresenta três vias sinápticas principais, a via das fibras perfurantes,
que vai do córtex entorrinal às células granulares do giro denteado; a via das fibras
musgosas, que vai das células granulares do giro denteado às células piramidais da
região CA3 do hipocampo; e a via das fibras colaterais de Schaffer, que vai da
região CA3 à região de CA1 (KANDEL, SWARTZ e JESSEL, 2000; SQUIRE e
KANDEL, 2003).
O hipocampo parece ser apenas um depósito temporário para a memória
a longo prazo. Ele transfere a informação aprendida para outras áreas,
presumivelmente às do córtex cerebral, para o armazenamento permanente. Por
exemplo, a informação necessária para o reconhecimento de um rosto é processada
nas áreas visuais do córtex relacionadas ao reconhecimento de faces. Essa
informação é levada para o córtex entorrinal, que é a origem da via perfurante
(principal via aferente para o hipocampo). Admite-se que o hipocampo e as áreas
relacionadas do lobo temporal processem a informação recém-adquirida por várias
semanas ou meses, transferindo então essa informação para o córtex cerebral,
talvez para a área do córtex visual relacionada ao reconhecimento das faces. Assim,
o hipocampo não funcionaria com o armazenamento a longo prazo da informação,
mas, ao contrário, poderia atuar como um facilitador que ajuda a armazenar a
informação que foi inicialmente processada pelo córtex. Dessa forma, o hipocampo
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tanto poder atuar como uma estação intermediária para a memória a longo prazo ou
como um sistema facilitador que seria essencial para o armazenamento das
memórias de outras regiões cerebrais (SQUIRE e KANDEL, 2003).
Segundo Zola-Morgan e Squire (1993), a memória também é prejudicada
após uma lesão que envolve somente a porção posterior do lobo temporal medial,
mas não tão severamente quanto as lesões que incluem o hipocampo, amígdala e
as regiões corticais relacionadas. Isso seria devido principalmente ao dano cortical e
não à lesão na região da amígdala. Esses achados focam a atenção sobre o córtex
adjacente a amígdala, isto é, o córtex perirrinal e o entorrinal. Evidências neuro-
anatômicas têm mostrado que o córtex perirrinal e a região caudal do córtex
parahipocampal provêm quase dois terços das informações corticais para o córtex
entorrinal. Isso ocorre porque o córtex entorrinal é a maior origem de projeções para
o hipocampo e giro denteado, existindo razão para supor que o dano do córtex
perirrinal pode afetar a memória.
Atualmente existem evidências de que lesões no diencéfalo medial
também podem causar amnésia severa, sendo que as estruturas específicas e as
conexões que podem ser lesadas para causar esse prejuízo não são bem
identificadas. As regiões mais freqüentemente lesionadas incluem o núcleo mamilar
e o núcleo talâmico médio dorsal (ZOLA-MORGAN e SQUIRE, 1993).
Finalmente, alguns pacientes com ruptura de aneurisma na artéria
comunicante anterior exibem prejuízos persistentes de memória, juntamente com
mudanças de personalidade. As estruturas críticas relacionadas envolvem a região
do prosencéfalo basal, que é uma região primeiramente descrita como a inervação
colinérgica do córtex, com projeções para formação hipocampal, córtex frontal,
parietal e temporal. Dessa forma, o prosencéfalo basal poderia influenciar a memória
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em virtude das fortes conexões anatômicas existentes nessa região (ZOLA-
MORGAN e SQUIRE, 1993).
2.12.1 Neuroanatomia da Memória Operacional
Em relação a neuroanatomia da memória operacional, não se sabe
exatamente sobre sua localização do componente executivo, mas tudo indica que
envolve as diferentes regiões do córtex pré-frontal. O córtex pré-frontal envolve
regiões do lobo frontal e tem conexões recíprocas com muitas regiões, incluindo as
áreas sensoriais e associativas (visuais, auditivas e somestésicas) dos lobos parietal
e occipital; áreas límbicas mediais (córtex cingulado) e outros sistemas mnemônicos,
como o lobo temporal medial e o diencéfalo medial (LENT, 2002).
A descoberta de conexões do córtex pré-frontal com o lobo temporal
medial causou uma certa surpresa, uma vez que o caso do paciente H.M. (citado
anteriormente) e outros casos clínicos de lesões temporais indicavam que essa
região cortical estaria envolvida com a memória explícita de longa duração, e não
com a memória operacional. Sabe-se, entretanto, que o lobo temporal medial
participa dos mecanismos de um tipo de memória operacional, que permite a
formação de um mapa cognitivo, que relaciona os eventos com o espaço externo no
qual o indivíduo se encontra (LENT, 2002).
Um primeiro grupo de experimentos para a descrição da relação do
hipocampo com a memória operacional foi realizado com o uso do labirinto radial de
oito braços, descrito por Olton e Samuelson (1976). O labirinto consiste em uma
plataforma central, a partir da qual irradiam oito braços. O rato privado de alimento é
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colocado na plataforma central do labirinto e pode escolher livremente entre os
braços, sendo que, no final de cada um dos braços existe alimento. O animal deve
escolher entre os braços do labirinto até encontrar e consumir todo o alimento. A
melhor estratégia para o animal é escolher um braço apenas de cada vez, não
repetindo a escolha do mesmo, de modo a obter todo o alimento com um mínimo de
escolhas.
O desempenho dos animais nesse labirinto implica na habilidade de
utilizar mapas cognitivos, através dos quais “pensam” sobre o problema, avaliam as
possibilidades comportamentais ou formulam um plano de escolhas (OLTON et al.,
1978). Neste contexto, dificuldades tanto na aprendizagem pós-operatória quanto na
retenção da tarefa aprendida pré-operatoriamente foram verificadas em ratos com
lesões no hipocampo, indicando que essa região participa realmente dos
mecanismos de memória operacional (JARRARD, 1980).
Além disso, a observação de que neurônios do hipocampo apresentam
atividade seletiva em relação a localizações particulares do meio levou O’Keefe e
Dostrovsky (1971) a propor que existiriam células, chamadas células de lugar (place
cells), que formariam a base do sistema de mapeamento cognitivo. Olton, Branch e
Best (1978) foram capazes de registrar a atividade elétrica de unidades no
hipocampo de ratos explorando um labirinto, corroborando a idéia de que a estrutura
seria envolvida no processamento de informações espaciais. Tais achados foram
posteriormente estendidos, resultando na distinção entre place cells, que disparam
em resposta a determinada localização do animal no aparelho experimental;
misplace cells, que disparam quando há incongruência entre o estímulo esperado e
o que é realmente encontrado; e displace cells, relacionados ao mecanismo de
navegação que lida com informações sobre a posição e direção do animal no
ambiente a partir de seus movimentos (O´KEEFE, 1976).
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Ficou estabelecido assim, que todo um conjunto de regiões corticais
participa dos mecanismos de memória operacional, destinados a fornecer-nos dados
para raciocinar e agir, armazenando por alguns segundos ou minutos algumas das
informações que continuamente chegam ao sistema nervoso, seja através dos
sentidos ou dos nossos próprios pensamentos (LENT, 2002).
2.13 Vias Cerebrais
A identificação de estruturas cerebrais críticas no lobo temporal medial e
no diencéfalo medial proveu somente a primeira etapa para o entendimento da
neuroanatomia da memória. Devem também ser identificadas às conexões entre
essas regiões, e entre essas regiões e áreas de armazenagem de memória a longo
prazo do neocórtex. Para que ocorra o processamento da memória a longo prazo no
neocórtex é preciso que a informação alcance primeiramente as estruturas do lobo
temporal medial. Projeções do neocórtex chegam inicialmente ao córtex hipocampal
e perirrinal. Depois, o processamento ocorre no córtex entorrinal e em vários
estágios da região da formação hipocampal (giro denteado, CA3 e CA1). Essas
informações podem retornar para a neocórtex através do subículo e do córtex
entorrinal (ZOLA-MORGAN e SQUIRE, 1993).
As informações processadas no lobo temporal medial são também
direcionadas para as áreas críticas da memória no diencéfalo. O núcleo mamilar
recebe a maior informação do subículo, vindo da formação hipocampal através do
fórnix. O núcleo mamilar, por sua vez, origina maior projeção para o núcleo anterior
(através do trato mamilotalâmico), sendo que, o hipocampo também envia projeções
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diretas para o núcleo anterior. Em relação ao núcleo médio dorsal do tálamo, além
de fazer conexões com amígdala, também recebe uma projeção proeminente do
córtex perirrinal. Em adição, o prosencéfalo basal pode enviar projeções para o lobo
temporal medial, potencializando a modulação das informações (ZOLA-MORGAN e
SQUIRE, 1993).
Um importante alvo do diencéfalo e das estruturas do lobo temporal
medial é o lobo frontal, especialmente o córtex frontal ventromedial. O núcleo
anterior e o núcleo médio dorsal possuem projeções tanto para o córtex frontal
ventromedial como para o córtex dorsolateral. Além disso, o córtex entorrinal e o
subículo enviam projeções significantes para o córtex frontal ventromedial. Uma
possibilidade é que córtex frontal ventromedial, junto com o lobo temporal medial e
tálamo medial constituem um componente essencial do sistema nervoso para a
formação da memória a longo prazo. Outra possibilidade é que o lobo temporal
medial e o tálamo medial trabalhem conjuntamente para estabelecer a memória a
longo prazo e que as projeções para o lobo frontal provém uma rota para que as
recordações possam ser traduzidas em ações (ZOLA-MORGAN e SQUIRE, 1993).
2.14 Formação e Consolidação da Memória
Breves trens de estimulação elétrica de alta freqüência (tetânicos),
direcionados para vias excitatórias monossinápticas no hipocampo, podem causar
um abrupto e sustentado aumento na eficácia da transmissão sináptica. Esse
evento, descrito em detalhes primeiramente por Bliss e Lemo (1973), foi chamado de
potencialização a longo prazo ou, do inglês, long-term potentiation (LTP). A LTP tem
sido encontrada em todas as vias excitatórias do hipocampo, bem como em várias
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outras regiões do cérebro, e existem evidências crescentes de que influenciam
certos tipos de memória (BLISS e COLLINGRIDGE, 1993).
Os mecanismos para a indução da LTP podem ser divididos em dois tipos
principais: associativos e não-associativos (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
2.14.1 Potencialização a Longo Prazo Associativa
A LTP associativa é caracterizada por três componentes básicos:
cooperatividade, associabilidade e especificidade da informação. A cooperatividade
descreve a existência de uma intensificação do limiar para sua indução, ou seja,
estímulos tetânicos fracos produzem somente potenciação pós-tetânica (PTP),
enquanto trens fortes induzem a LTP, permanecendo uma classe intermediária de
ativação que compreende a potenciação a curto prazo (STP). Quanto à
associabilidade, a LTP possui essa propriedade na medida em que permite a
potencialização de uma informação fraca quando esta é ativada juntamente com um
estímulo forte, de maneira convergente. Finalmente, a LTP possui uma
especificidade de informações, porque outros inputs que não estão ativos ao mesmo
tempo em que ocorre a estimulação tetânica não induzem a potenciação (BLISS e
COLLINGRIDGE, 1993).
De acordo com Squire e Kandel (2003), um dos locais onde se verifica a
ocorrência da LTP associativa é a região CA1 do hipocampo, que pode ser
produzida na via axônica dos colaterais de Schaffer. Os axônios dos colaterais de
Schaffer utilizam o glutamato como seu neurotransmissor, atuando sobre as células-
alvo na região CA1 do hipocampo por se ligar a receptores do tipo NMDA.
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Existem dois tipos fundamentais de receptores glutamatérgicos. O
primeiro tipo é formado pelos receptores ionotrópicos, que são chamados de AMPA,
kainato e NMDA, e que formam canais iônicos responsáveis pela despolarização da
membrana pós-sináptica. O segundo tipo de receptor glutamatérgico são os
chamados receptores metabotrópicos, uma família de oito membros conhecidos que
se relacionam com mudanças metabólicas e também a com condutância iônica
(BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
Na transmissão sináptica normal, os receptores não-NMDA dominam.
Assim, para que o receptor NMDA seja aberto e ocorra o disparo da indução da LTP,
é necessário que ocorram dois eventos: a membrana deve ser suficientemente
despolarizada para retirar o íon magnésio (Mg+) que bloqueia a abertura do canal do
receptor NMDA, ao mesmo tempo em que o neurotransmissor glutamato deve se
ligar a esses receptores, promovendo sua abertura e permitindo o influxo do íon
cálcio (Ca2+), que é o sinalizador para a indução da LTP (BLISS e COLLINGRIDGE,
1993).
A chave mais importante do receptor NMDA está em suas propriedades
especiais, em particular o bloqueio voltagem-dependente de seu canal pelo íon Mg+.
É isso que permite ao receptor NMDA comportar-se como um detector coincidente
de moléculas. Além disso, o curso lento e a condutância voltagem-dependente do
receptor NMDA promovem uma suscetibilidade particular para a ocorrência de
hiperpolarização, sendo que, esta susceptibilidade, contribui largamente para a
indução da LTP (BLISS e COLLINGRIDGE, 1993).
Alternativamente, fatores adicionais à ativação do receptor NMDA podem
ser requeridos para facilitar ou permitir a indução da LTP. Com relação a esse fato,
existem estudos a respeito da possibilidade da atuação do receptor metabotrópico
do glutamato (mGluRs) na LTP, devido à observação de que antagonistas dos
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mGluRs reduzem a duração da LTP e que, contrariamente, os agonistas desses
receptores podem aumentar a potenciação induzida tetanicamente (BLISS e
COLLINGRIDGE, 1993).
De acordo com Kandel, Shwartz e Jessel (2000), a entrada do Ca2+
através dos canais NMDA funciona como um sinal, que dá início à intensificação
persistente da transmissão sináptica devido ao fato desse íon ativar segundos
mensageiros intracelulares (quinase Ca2+ /calmodulina, proteoquinase C e tirosina
proteoquinase), com posterior expressão gênica.
Todavia, a manutenção da LTP na região CA1 depende, além disso, de
um aumento da liberação pré-sináptica do mediador. Esse dado é baseado em três
evidências: (1) a LTP é acompanhada por aumento da liberação de glutamato; (2) a
LTP depende do aumento na probabilidade de liberação do transmissor e também
da alteração da sensibilidade do receptor não-NMDA para o glutamato na célula
pós-sináptica; e (3) a indução de LTP pela despolarização da célula pós-sináptica
unicamente produz LTP em uma pequena população de neurônios circundantes. Se
o mecanismo para a LTP fosse estritamente pós-sináptico, a LTP ficaria restrita a
célula que foi despolarizada. Resumidamente, a indução da LTP na região CA1
depende da despolarização pós-sináptica para o influxo de Ca2+ e da ativação pelo
Ca2+ de um segundo mensageiro (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
Finalmente, a indução da LTP associativa culmina em um persistente
aumento no tamanho do componente sináptico que evoca resposta, sendo
registrada em uma população de neurônios (BLISS e COLLINGRIDGE, 1993).
Evidências favoráveis em relação ao envolvimento da LTP associativa na
memória operacional foram encontradas pela análise de tarefas operacionais.
Quando os receptores NMDA são bloqueados pela injeção de um antagonista,
aplicado diretamente no ventrículo, o animal não consegue realizar corretamente a
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tarefa espacial a que é sujeitado. Vários experimentos sugerem que um mecanismo,
dependente do receptor NMDA no hipocampo, talvez a LTP, tenha participação no
aprendizado espacial (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
2.14.2 Potencialização a Longo Prazo Não-Associativa
Mesmo que a LTP ocorra em diversas sinapses no hipocampo e em várias
regiões do córtex cerebral, os mecanismos para a sua indução não são idênticos em
todos os locais. Alguns não agem por meio do receptor NMDA e não dependem do
influxo de Ca2+ ou das quinases Ca2+/calmodulina-dependentes na célula pós-
sináptica. Os neurônios da região CA3 do hipocampo liberam glutamato como seu
transmissor, mas as sinapses formadas por eles só utilizam o receptor NMDA de
forma pouco significativa, sendo que essa potenciação é não-associativa, pois a
entrada não precisa ser pareada com outra entrada ou com a despolarização das
células pós-sinápticas (KANDEL, SHWARTZ e JESSEL, 2000).
2.15 Neuroplasticidade
Durante muitos anos considerou-se o sistema nervoso central (SNC) como
uma estrutura funcionalmente imutável e anatomicamente estática. O dogma “sem
novos neurônios”, significou em todo esse tempo que não haveria a possibilidade da
formação de novas conexões. O sistema, uma vez concluído seu desenvolvimento
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embrionário, era uma entidade terminada e definitiva, graças a sua incapacidade de
proliferação e a sua irreversibilidade de diferenciação celular, mutável somente por
lesões ou degenerações e irreparável por sua própria natureza (BERGADO-
ROSADO e MELIAN, 2000).
Nos últimos 40 anos essa opinião mudou radicalmente. O rígido esquema
de circuitos invariáveis, tanto no numero de sua unidades como nas conexões entre
elas, tem sido substituída progressivamente por um sistema onde ocorre uma
modificação dinâmica em resposta a mudanças no ambiente. Essa nova visão é
sustentada no conceito de neuroplasticidade e é hoje um elemento unificador
essencial para compreender os processos tão aparentemente diferentes como o
aprendizado e a recuperação das funções após lesão (BERGADO-ROSADO e
MELIAN, 2000).
A plasticidade deriva da palavra grega “plastikos” podendo ser definida
como uma mudança adaptativa na estrutura e nas funções do sistema nervoso, que
ocorrem em qualquer estágio da ontogenia, como função de interações com o
ambiente interno ou externo ou, ainda, como resultado de injúrias, de traumatismos
ou de lesões que afetam o ambiente neural (FERRARI, TOYODA e CERUTTI,
2001).
Os mecanismos anteriormente descritos, explicavam a LTP em termos de
modificações moleculares que conduzem a mudanças funcionais. Existem
evidências de que além das fases mais tardias (> 8 horas), podem aparecer
mudanças detectáveis na morfologia das sinapses que também poderiam estar
implicadas na LTP (BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
A sucessão de mecanismos implicados no sustento temporal da LTP
demonstra uma estreita sobreposição dos mecanismos neuroplásticos, começando
por trocas da área funcional e culminando com processos de crescimento. Assim, a
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LTP seria uma forma de plasticidade neuronal funcional que poderia determinar
processos posteriores de neuroplasticidade, seja por crescimento das sinapses
existentes, ou até mesmo pelo surgimento de novos neurônios (BERGADO-
ROSADO e MELIAN, 2000).
2.15.1 Sinapses Silenciosas
A existência de sinapses silenciosas representa uma reserva funcional
que pode ser importante para a expressão de fenômenos neuroplásticos. O
mecanismo de ativação das sinapses silenciosas mostra similaridade com a LTP.
Ambas começam com a ativação de receptores NMDA e terminam com a
incorporação de receptores AMPA para a membrana. Com isso, podemos ressaltar
que parece existir um “continuum” de modificações, desde sutis mudanças da
eficácia sináptica até a formação de novas sinapses, passando pela ativação de
contatos silenciosos, sustentados por mecanismos moleculares comuns (LUNDY-
EKMAN, 2004).
2.15.2 Plasticidade por Crescimento
Quando ocorre uma lesão do SNC em regiões maduras e compostas
principalmente por corpos celulares, as células morrem. Os neurônios não podem
ser substituídos porque as células intactas remanescentes na área estão fora do
ciclo mitótico e não podem mais se dividir. Entretanto, muitos tipos de lesões ao
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SNC ocorrem em regiões onde a agressão causa lesões de axônios e não dos
corpos celulares (COHEN, 2001).
Sabe-se que os axônios do sistema nervoso periférico podem regenerar-
se por crescimento a partir do coto proximal. Isto ocorre de forma muito restrita no
SNC dos mamíferos. Parece que essa dificuldade de regeneração não se deve a
uma incapacidade fundamental dos neurônios centrais, pois parte dos neurônios
lesados encontram sinais de regeneração abortiva, chamada de brotamento
(sprouting) regenerativo. Mas há evidencias de que a mielina central e os
oligodendrócitos que a produzem contem substâncias que inibem a regeneração
axonal (BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
A regeneração axonal é útil, sobretudo para a reparação de tractos de
fibras largas, como os do nervo óptico (que não é um nervo periférico) ou os que
atuam na medula espinhal. Atualmente, novas estratégias são testadas para
promover sua regeneração: pontes de nervo periférico, fatores tróficos ou anticorpos
mononucleares desenhados para bloquear os fatores inibidores da glia (BERGADO-
ROSADO e MELIAN, 2000).
Uma outra forma bem estudada de plasticidade axonal é a chamada
colateralização ou brotamento colateral. A colateralização se diferencia da
regeneração devido ao crescimento ocorrer em axônios sãos, que podem advir de
neurônios não-afetados pela lesão ou de ramos colaterais dos axônios lesados que
não foram afetados. Este segundo mecanismo pode ser chamado de “efeito de
poda” (pruning). Assim, os eventos responsáveis por ambas as formas de
crescimento axonal colateral parecem ser muito similares, apesar dos agentes
diferentes que a iniciam (BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
A colateralização pode ocorrer a partir de axônios do mesmo tipo dos
lesionados (colateralização homotípica) ou de outro tipo (colateralização
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heterotípica). Se a colateralização é homotípica, seu valor restaurativo é mais
evidente, mas uma colateralização heterotípica também pode ser benéfica. Isso
porque a presença de fibras aferentes é necessária para a manutenção dendrítica e
também porque a colateralização heterotípica pode contribuir para o equilíbrio
excitatório-inibitório e, com isso, permitir uma restauração parcial da função neural
(BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
Os agentes que iniciam a colateralização não são conhecidos com
precisão, mas foram formuladas hipóteses que poderiam desencadear esses
processos:
Especializações pós-sináptica vazantes: Os axônios sobreviventes após
a degeneração dos cotos distais das fibras secionadas detectariam a
presença de “placas vazantes” e isso estimularia seu crescimento;
Ausência de inibição competitiva: A densidade de inervação de um
neurônio poderia ser controlada por sinais inibitórios que limitam o
crescimento axonal. A perda de uma quantidade substancial dos terminais
eliminaria este freio ao crescimento axonal;
Mudanças na atividade sináptica: A perda de aferentes alteraria a
atividade dos neurônios. Isto, por sua vez, poderia conduzir a liberação de
fatores tróficos de crescimento axonal;
Presença de terminais em degeneração: As terminações que degeneram
poderiam liberam substâncias que estimulariam a colateralização;
Células da glia: As células da glia que fagocitam os axônios
degenerados, poderiam liberar fatores tróficos que estimulam o
crescimento colateral.
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A ação cooperativa desses fatores poderia contribuir para criar o que se
tem chamado de ambiente promotor de crescimento, que põem auxiliam no
progresso de colateralização (BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
Existem alguns fatores de extrema importância para a colateralização
como, por exemplo, a ativação de receptores do tipo NMDA nos neurônios pós-
sipnáticos parece ser necessária para promover o crescimento axial. O bloqueio
destes receptores impede a indução de uma proteína, a GAP-43, envolvida no
crescimento lateral. A fosfoproteína GAP-43 (Growth Associated Protein), se
relaciona com as terminações axônicas e poderia ter alguma função na transmissão
sináptica normal, mas sua expressão se incrementa dramaticamente em axônios
que se alongam. Os níveis mais altos de GAP-43 se encontram sempre em
neurônios que colateralizam e se considera, para tanto, como um marcador
específico de axônios em crescimento (BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
Outro aspecto que parece importante para o início e desenvolvimento da
colateralização são as interações gliais. Existe uma seqüência de ativações gliais
que envolvem primeiro a microglia e logo incluem os astrócitos. A função fagocitária
corresponde predominantemente a microglia, enquanto que os astrócitos parecem
responsáveis pela produção de fatores tróficos que estimulam o crescimento axonal
(BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
O processo de colateralização geralmente se conclui com a formação de
novas sinapses, que substituem as que foram perdidas pela degeneração retrógrada
dos axônios destruídos. Este processo é chamado de sinaptogênese reativa para
diferenciar da sinaptogênese, que normalmente se sucede às etapas intermediárias
do desenvolvimento embrionário. Além disso, não parece existir diferença alguma
entre os mecanismos de uma e de outra. O broto e a extensão de novos ramos
axonais seria totalmente inútil se não culminasse com a formação de novos contatos
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sinápticos. A sinaptogênese reativa é parte indissolúvel de um processo único que
se inicia com a colateralização e conclui-se com a formação de novos contatos
funcionais (BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
Acredita-se que processo de colateralização, seguido da formação de
novos contatos sinápticos, pode desempenhar um papel muito importante na
recuperação das funções perdidas como conseqüência da lesão ou no retardo do
aparecimento de enfermidades neurodegenerativas (BERGADO-ROSADO e
MELIAN, 2000).
2.15.3 Neurogênese
A produção de novas células nervosas no cérebro de adultos é observada
em todas as classes de vertebrados. Em roedores se conhecem duas áreas onde a
neurogênese se mantém ativa mesmo em idades muito avançadas da vida: a zona
subventricular (ZSV) dos ventrículos laterais e o giro dentado do hipocampo
(BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
As células progenitoras são capazes de gerar neurônios, astrócitos e
oligodendrócitos, sendo que a sua diferenciação parece ser controlada por sinais
ambientais que incluem o ácido retinóico, a adenosina monofosfato cíclico (AMPc) e
fatores tróficos. As células recém formadas podem migrar para locais distantes, o
que aumenta um possível valor terapêutico a este mecanismo (BERGADO-
ROSADO e MELIAN, 2000).
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Ainda existem controvérsias sobre a existência da neurogênese em no
cérebro adulto de primatas, mas é indiscutível que poder modular a formação de
novas células nervosas é uma promessa de enormes potencialidades para a
Reabilitação Neurológica, tanto para a recuperação in situ de neurônios perdidos,
como para o transplante de células precursoras nas zonas lesadas (BERGADO-
ROSADO e MELIAN, 2000).
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2.16 Fatores Moduladores da Plasticidade
Existe uma variada gama de agentes que podem modificar, de alguma
maneira, os processos de neuroplasticidade. São os chamados fatores de
crescimento, fatores neurotróficos ou neurotrofinas. Esses fatores de crescimento
são proteínas endógenas especiais que promovem sobrevivência, divisão e
crescimento, bem como diferenciação e plasticidade morfológica de células neurais
(COHEN, 2001).
Os fatores neurotróficos exercem seus efeitos através de receptores de
membrana que conectam com diferentes cascatas moleculares intracelulares,
capazes de modificar a expressão gênica e a síntese de proteínas. Isso, por sua
vez, capacita-os para induzir e modular os processos de neuroplasticidade por
crescimento ou plasticidade funcional (BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
Fatores neurotróficos diferentes são requeridos para determinadas
funções tróficas. Dentre essas substâncias, o fator neurotrófico melhor caracterizado
é o NGF (NGF, do inglês Nerve Growth Factor). No cérebro, os níveis de RNAm do
NGF estão altamente expressos no hipocampo, córtex cerebral e bulbo olfatório
(AYER-LELIEVRE et al., 1988; WHITTEMORE et al., 1986).
Outros fatores de crescimento incluem o fator derivado do cérebro
(BDNF), descoberto ao acaso na década de 80, que vem sendo mais pesquisado
atualmente, cuja função parece estar relacionada à plasticidade dentro do SNC
lesionado. O fator de crescimento neural derivado da glia (GDNF), o fator de
crescimento de fibroblastos (BFGF) e o fator neurotrófico ciliar (CNTF) foram
recentemente descobertos e apesar de indícios mostrarem que estão também
claramente relacionados à plasticidade do sistema nervoso, pouquíssimo sabe-se
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sobre eles (CHEN et al., 1999; FÖRANDER; HOFFER; STRÖMBER, 1998;
MCCALLISTER et al., 2001;).
Esses fatores neurotróficos se agrupam em famílias de acordo com o grau
de homologia molecular de seus membros e o tipo de receptor que utilizam para
obter seus resultados tróficos, mostrando um alto grau de conservação filogenética,
sendo uma evidência evolutiva de suma importância (BERGADO-ROSADO e
MELIAN, 2000).
As neutrofinas também podem sustentar o processo de plasticidade
sináptica indiretamente e reforçar a influência de aferências não-glutamatérgicas
moduladores de LTP. Além disso, evidências experimentais sugerem uma ação
neuroprotetora das neurotrofinas diante de vários insultos que comprometem a
integridade e sobrevivência dos neurônios, por meio da ativação de sistemas
enzimáticos de defesa celular (BERGADO-ROSADO e MELIAN, 2000).
Em relação ao aprendizado e a memória, está bem documentado que pelo
menos três fatores neurotróficos, o NGF, o BDNF e o Fator Neurotrófico 3 (NT-3),
são encontrados em abundância no hipocampo e estão envolvidos na
neuroplasticidade relacionada ao aprendizado e a memória. No cérebro de ratos, o
mais alto nível de NGF foi encontrado nas áreas colinérgicas do prosencéfalo basal,
incluindo a formação hipocampal, córtex cerebral e bulbo olfatório. A expressão do
RNAm do BDNF e do NT-3 também mostraram especificidade regional, com altos
níveis no hipocampo (PHAM et al., 2002).
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2.17 Estimulação Ambiental
O desenvolvimento de um organismo é caracterizado pela ocorrência de
períodos onde o seu destino é estabelecido. Influências externas durante esses
períodos críticos podem ter conseqüências relevantes. Na tentativa de elucidar as
bases da interação entre o ambiente e o cérebro, o modelo de estimulação
ambiental ou ambiente enriquecido (EA) foi aplicado em estudos animais, sendo a
intervenção mais amplamente conhecida para promover a plasticidade neural
induzida pela experiência (PHAM et al., 2002).
O trabalho pioneiro de Donald Hebb (1949), demonstrou a importância da
EA precoce sobre o desenvolvimento. Ele sugeriu que as experiências de um
organismo neonato durante os períodos iniciais de maturação são importantes nos
processos fisiológicos e comportamentais do organismo. Segundo ele, o
desenvolvimento pode ser fortemente modificado pela estimulação precoce e os
seus efeitos poderiam persistir pela vida inteira. O entendimento das influências da
estimulação requerem o conhecimento de como os processos neurológicos e
fisiológicos interagem em resposta aos fatores externos (PHAM et al., 2002).
Assim, os primeiros achados experimentais forneceram um modelo para a
padronização de condições enriquecidas que são classicamente usadas hoje. Em
condições padrões de condicionamento usadas comumente para alojar os ratos em
pesquisas laboratoriais, três a seis ratos são colocados em uma caixa sem qualquer
objeto. Em um segundo tipo de condicionamento, chamado de isolamento ou
empobrecido, os ratos permanecem sozinhos em uma pequena caixa sem objetos.
Por outro lado, na EA os animais são acondicionados em caixas largas, contendo
uma variedade de objetos, como rodas de corrida, cordas, plataformas, túneis,
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caixas e brinquedos como bolas, blocos de construção e etc. Todos esses objetos
são modificados diariamente ou a cada 2 dias. Além disso, os animais geralmente
são colocados em grupos de oito a doze animais por caixa. Assim, são fornecidas
oportunidades para a interação social e física (WILL et al., 2004).
2.17.1 Efeitos da Estimulação Ambiental no Sistema Nervoso Central
Modificações cerebrais dependentes da experiência têm sido bem
documentadas em animais intactos. Ratos criados em ambientes enriquecidos
desenvolvem regiões corticais mais pesadas (especialmente o córtex occipital), com
mais células da glia (particularmente os oligodendrócitos), corpos celulares maiores,
aumento da arborização dendrítica, sinapses largas, aumento da densidade de
vesículas na região das sinapses e dependendo da idade, aumento ou diminuição
da densidade medular. Estudos recentes também mostraram efeitos neuroquímicos
em animais estimulados, possivelmente relacionados ao sistema colinérgico (WILL
et al., 2004).
Também foi demonstrado que a EA não afeta somente a neuroquímica e
neurofisiologia do cérebro, mas também afeta a neurogênese no cérebro adulto pelo
aumento da sobrevivência de células neuronais recém-formadas. Foi mostrado que
a EA não afeta diretamente a proliferação de células progenitoras, mas parece ter
efeitos na promoção da sobrevivência seletiva dos neurônios (WILL et al., 2004).
Esses bons resultados foram encontrados em animais intactos e podem
existir diferenças em animais com danos no SNC. Isso porque a lesão ou a
degeneração de neurônios pode ativar ciclos celulares associados a proteínas e
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iniciar sínteses precoces de ácido desoxirribonucléico (DNA) sem mitose (WILL et
al., 2004).
A influência da estimulação na apoptose, o aumento da resistência aos
insultos e o aumento da sobrevivência de neurônios recém-formados no hipocampo,
pode ser mediado através do aumento da transcrição de fatores de neurotróficos.
Têm sido demonstrado que o enriquecimento ambiental aumenta a expressão de
ácido ribonucléico na forma mensageira (RNAm), que codifica os fatores
neurotróficos (NGF, BDNF, NT-3, GDNF), aumentando notavelmente o total de
proteínas NGF e a densidade de receptores para essas proteínas (WILL et al.,
2004).
Em muitas circunstâncias, a EA constitui uma ferramenta terapêutica
potente que promove efeitos neuroprotetores, reduzindo a lesão secundária e
facilitando compensações pela reorganização de partes intactas do SNC. Assim, a
EA se apresenta atualmente cada vez mais como uma potente ferramenta de alta
eficácia e baixo risco (WILL et al., 2004).
2.18 Labirinto Aquático
O labirinto aquático descrito por Richard Morris no ano de 1984, também
chamado de water-maze, é um paradigma muito interessante utilizado para a
avaliação cognitiva, pois oferece numerosas vantagens para a investigação dos
mecanismos da recuperação após lesões cerebrais, incluindo o TCE. Esse
instrumento é muito sensível à perda da função hipocampal e da cognição, podendo
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fazer uma representação no animal análoga a cognição mnemônica do hipocampo
em humanos (SKELTON, 1998).
O labirinto aquático também permite caracterizar a severidade do déficit
no aprendizado espacial, fornecendo uma mensuração regular e repetida da
memória espacial. Essa ferramenta pode revelar indícios de uma possível
recuperação como passar do tempo, indicando se a performance retornou aos níveis
normais (SKELTON, 1998).
A tarefa a ser realizada pelos animais no labirinto aquático consiste em
encontrar uma plataforma submersa em uma piscina, não visível, que se mantém
fixa em determinada localização, com o objetivo de escapar da água (XAVIER e
MAGILA, 1996).
Ratos normais são capazes de localizar a plataforma submersa através da
navegação espacial baseada em estímulos distais (estímulos da sala em que o
labirinto se localiza), mesmo que partam de diversos pontos da borda do labirinto,
indicando uma aprendizagem genuinamente espacial (MORRIS, 1984).
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3) MATERIAIS E MÉTODOS
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3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Amostra e Condições de Confinamento
A amostra constituiu-se de 33 ratos machos da linhagem Wistar, que
pesavam em média 350g ao início do experimento. Durante todo o desenvolvimento
da pesquisa, os animais foram mantidos no biotério setorial do laboratório de Estudo
das Lesões e Recursos Fisioterapêuticos Experimentais da Universidade Estadual
do Oeste do Paraná, com água e comida Ad Libitum e controle de luminosidade em
ciclo claro/escuro de 12 horas (7:00 – 19:00h).
3.2 Grupos Experimentais
A amostra a ser analisada foi dividida em quatro grupos de animais. Todos
os grupos foram submetidos, antes de qualquer intervenção, a um “pré-teste”
durante nove dias no labirinto aquático.
Grupo 1 (precoce) - animais submetidos à estimulação ambiental por 31
dias consecutivos, aplicada a partir do dia seguinte a indução do TCE,
com sobrevida de 132 dias (n=9);
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Grupo 2 (precoce) - animais submetidos ao isolamento por 31 dias
consecutivos, aplicado a partir do dia seguinte a indução do TCE, com
sobrevida total de 132 dias (n=8);
Grupo 3 (tardio) - animais submetidos à estimulação ambiental por 31
dias consecutivos, 35 dias após a realização do TCE, com sobrevida de
166 dias (n=8);
Grupo 4 (tardio) - animais submetidos ao isolamento por 31 dias
consecutivos, 35 dias após a realização do TCE, com sobrevida de 166
dias (n=8).
As reavaliações dos grupos através do labirinto aquático foram realizadas
em dois momentos distintos, sendo primeiramente executada após o período de
estimulação ambiental ou de isolamento, conforme o grupo de animais (1º pós-
teste), e em um segundo momento, cerca de 70 dias após o 1º pós-teste, visando
verificar a performance cognitiva dos grupos diante da maturação da lesão (2º pós-
teste).
3.3 Modelo Experimental de Traumatismo Crânio-Encefálico Difuso Moderado
O modelo proposto por Montasser e Marmarou (1994) descreve um
aparelho que combina altos níveis de aceleração e de impacto, resultando em uma
lesão axonal difusa pronunciada. Segundo os autores, este trauma promove uma
hemorragia subaracnóidea moderada nas cisternas basais do cérebro. O cérebro
não mostra nenhuma lesão focal além das hemorragias em petéquias, observadas
freqüentemente nas porções dorsais da região inferior do cérebro e ocasionalmente
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na região média. Edema peri-vascular, congestão capilar e mudanças neuronais são
muito comuns após esse modelo de trauma, especialmente nas áreas
supraventriculares do córtex cerebral. Especificamente em relação às alterações
axonais, um edema axonal difuso volumoso pode ser observado após 6 horas do
dano, alcançando um nível máximo depois de 24 horas. Áreas de comprometimento
axonal na forma de bolas de retração são geradas em regiões do tronco cerebral,
especialmente nos tractos córtico-espinhal, córtico-nuclear, rubro-espinhal, além dos
fascículos grácil e cuneiforme. Além disso, lesões axonais também ocorrem na
medula e em menor grau no corpo caloso, cápsula interna e áreas espinotalâmicas.
Esse modelo experimental de TCE caracteriza-se pela praticidade e
comodidade que apresentam os modelos de trauma fechados, isto é, sem a
necessidade do emprego da cirurgia de craniotomia e com uma clara vantagem
econômica, na medida em que é um artifício de fácil confecção e baixo custo.
O aparelho utilizado para este estudo, baseado no modelo de Montasser e
Marmarou (1994), consistia em um tubo de 1m de altura com um diâmetro de 19mm
que era fixado, através de uma braçadeira, em uma haste de madeira que media
cerca de 1m e 50cm de altura. A haste permanecia firmemente presa em uma base,
que também foi confeccionada em madeira, proporcionando maior estabilidade ao
equipamento. Dentro do tubo foram colocadas oito peças de metal cilíndricas
confeccionadas especialmente para esse fim, pesando 50g e com 18mm de
diâmetro cada uma. Todas as peças eram liberadas de uma só vez, em queda livre,
sobre um pequeno disco de metal (10mm de diâmetro e 3mm de altura), que era
posicionado sobre o crânio do animal e funcionava como um aparador de queda das
peças, fazendo assim uma distribuição difusa do impacto e evitando possíveis
fraturas.
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FIGURA 11 – Desenho esquemático do modelo experimental de TCE. Retirado de MONTASSER, A.; MARMAROU, A., 1994.
FIGURA 12 – Vista do equipamento utilizado na realização do TCE experimental.
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Antes de serem submetidos ao TCE, todos os animais foram anestesiados
através da inalação de éter etílico, sendo feita uma incisão mediana na pele do
crânio do animal para permitir a colocação do disco de metal entre as suturas
coronal e lambdóide. Logo após, os animais eram colocados em posição prona
sobre uma “cama de espuma” com 12cm de altura, posicionada precisamente
abaixo do tubo pelo qual caíam às peças de metal, que eram liberadas a seguir.
Depois do trauma, o animal era transferido para a mesa operatória e observado por
alguns instantes, sendo verificada a presença ou não de fraturas. Em seguida, a
incisão era suturada e os ratos colocados individualmente em uma caixa, sendo
continuamente observados pelo pesquisador até se recuperarem da anestesia.
FIGURA 13 – Posicionamento do disco de metal sobre o crânio do animal para realização do TCE experimental.
3.4 Caixas de Estimulação Ambiental
As caixas de estimulação ambiental utilizadas nesse estudo eram bastante
similares as originalmente descritas por WILL et al., (2004) e PHAM et al., (2002).
Tratavam-se de duas gaiolas grandes de polipropileno, com aproximadamente
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80X50X15cm, repletas de acessórios especialmente desenvolvidos para estimular a
exploração dos animais, tais como: túneis, caixas, bolas, cubos, letreiros, rampas e
casinhas, além de pedaços de madeira, isopor, papelão, espuma e até mesmo
pequenas pedras. Além disso, foram acondicionados em média 8 animais em cada
caixa de estimulação, de maneira a permitir a interação social.
Era realizada a alternância dos acessórios entre si e em relação a sua
localização cerca de duas vezes por semana, de maneira a não se repetir os objetos
e as suas posições. O procedimento de troca era realizado no período de claro dos
animais, que correspondeu ao horário das 7:00h ás 19:00h. Todas as vezes que
foram realizadas as trocas, os animais eram manipulados pelo pesquisador por
cerca de 2 a 3 minutos.
Os grupos de animais que foram submetidos à estimulação ambiental (G1
e G3) permaneceram 24 horas por dia acondicionados nessas gaiolas especiais,
durante um período de 35 dias.
FIGURA 14 – Caixa utilizada para estimulação ambiental.
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3.5 Caixas de Isolamento
Em um segundo condicionamento, chamado de empobrecido ou
isolamento, os animais permaneceram sozinhos em uma pequena caixa desprovida
de qualquer objeto, com aproximadamente 30x19x11cm. Essa caixa era posicionada
preferencialmente em um lugar da sala com o mínimo de estímulos visuais e
auditivos. Além disso, quando era realizada a limpeza dessas caixas, buscava-se
evitar o contato das mãos do pesquisador com o animal para que ele também
ficasse privado de estímulos táteis.
FIGURA 15 – Caixa utilizada para o isolamento.
3.6 Teste do Labirinto Aquático
O equipamento utilizado neste estudo era semelhante aquele
originalmente descrito por Morris (1984), sendo constituído por uma piscina circular
preta, com 1,9 m de diâmetro e 50 cm de profundidade, onde num local pré-definido,
havia uma plataforma acrílica, também de cor preta, com 9 cm de diâmetro. Essa
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plataforma permanecia submersa cerca de 1 cm abaixo do nível da água, ficando
impossível sua visualização pelos animais.
FIGURA 16 – Vista do Labirinto aquático.
A temperatura da água era mantida em torno de 26± 1°C, pois maiores
oscilações poderiam interferir no desempenho dos animais (SANTOS, 1999).
Foram adicionadas “pistas visuais” (que nunca eram alteradas) na sala
onde se encontrava a piscina. Essas pistas funcionavam como pontos de referência
para os animais durante os testes. Por exemplo, a existência de uma porta ou janela
próximas à piscina serviam como pontos de referência, sendo que, quadros com
figuras geométricas e desenhos também foram utilizados. Além disso, o
experimentador sempre permanecia na mesma posição durante os testes, pois ele
mesmo poderia servir como ponto de referência.
Para a realização do teste, o animal era colocado gentilmente na água,
sempre com o focinho voltado para a borda da piscina. Nadadores natos
(WHISHAW, 1995), os ratos imediatamente começam a nadar. A partir daí, tínhamos
duas possibilidades: 1) o animal explorava a piscina, encontrava a plataforma
submersa e subia na mesma, como forma de aliviar o estresse da natação a que
estava sendo submetido; 2) o animal explorava a piscina e não encontrava a
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plataforma submersa durante a duração máxima da tarefa (60 segundos). Na
ocorrência da segunda possibilidade, o experimentador orientava o animal com sua
mão, conduzindo-o à plataforma e esperando cerca de 20 segundos antes de retirar
o animal da água, pois durante esse tempo o rato poderia orientar-se através das
pistas espaciais, formando um mapa cognitivo. Esse procedimento era realizado
todas as vezes que o animal não encontrava a plataforma, não importando quantas
vezes o procedimento já havia sido realizado.
Para este experimento optou-se por fazer o teste de memória operacional.
Dessa forma, durante 9 dias de teste cada animal tinha 4 tentativas diárias para
procurar a plataforma submersa. Cada tentativa tinha uma duração máxima de 2
minutos e intervalo aproximado de 5 minutos entre elas. A cada novo dia de teste a
plataforma era colocada em um local diferente, que nunca deveria ser repetido.
Entretanto, durante as quatro tentativas de um mesmo dia, a plataforma permanecia
no mesmo local, permitindo assim que o animal pudesse encontrá-la. Além disso, os
animais sempre largavam de posições diferentes em relação à borda da piscina ao
início de cada tentativa, não sendo repetida a seqüência de largadas. Esse
procedimento evitava que o animal memorizasse simplesmente o trajeto a ser
realizado durante o dia de teste.
Portanto, o animal reunia as informações fornecidas para formar, a cada
dia, um mapa cognitivo, que o orientava na direção da plataforma durante o
experimento, levando sempre em conta a proximidade da plataforma em relação às
pistas espaciais, independente do ponto de largada.
Uma câmera de vídeo gravava todas as sessões de natação em conexão
com uma televisão que monitorava os movimentos do animal. Esse sistema permitia
a gravação de informações a respeito do tempo gasto pelo animal na tarefa (latência
total), latência do animal no quadrante onde estava localizada a plataforma e
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também a latência no quadrante oposto ao local da plataforma em cada tentativa.
Essas variáveis foram relacionadas à quantidade de lesão e recuperação de cada
animal.
O trajeto (comprimento da trajetória percorrida) foi gravado apenas como
um dado comportamental adicional, no entanto, este não foi analisado pelo fato do
sistema não ser computadorizado.
MORRIS (1984), afirma que durante a avaliação comportamental realizada
no labirinto aquático, espera-se que a latência e o trajeto percorrido diminuam ao
longo das tentativas e atinjam um nível assintótico de desempenho (estabilização da
curva de aprendizado) ao final do período de teste. A redução da latência e do
trajeto é considerada proporcional ao aprendizado, indicando o quanto o animal foi
capaz de memorizar as referências espaciais presentes na sala, utilizando-as para
orientar-se em direção à plataforma mais rapidamente.
Além disso, a análise do tempo de permanência do animal em um
determinado quadrante também é relevante, na medida em que mostra a orientação
do animal em direção à plataforma. Assim, se o rato permanece a maior parte do
tempo no quadrante oposto ao local da plataforma, fica evidente que ele não foi
capaz de se localizar pelas pistas espaciais e está perdido. Pelo contrário, se o rato
permanece no quadrante onde está a plataforma, é possível crer que ele tem uma
noção melhor da localização da plataforma, mesmo que não tão precisa.
Antes de serem submetidos ao modelo de TCE, todos os grupos de
animais foram submetidos ao teste designado “pré-teste” com duração de 9 dias,
onde os animais passavam pelos mesmos procedimentos já descritos, tendo o
primeiro contato com o equipamento e aprendendo a tarefa. Posteriormente, os
grupos foram reavaliados no teste do labirinto aquático (1º e 2º pós-testes), de
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acordo com o delineamento proposto para cada grupo, possibilitando à verificação
de suas evoluções.
3.7 Perfusão Transcardíaca
A perfusão transcardíaca é um método amplamente utilizado para fixação
de tecidos. Para a realização desse procedimento, foi necessária a manipulação
dos seguintes reagentes: paraformoldeído 8% (80g de paraformoldeído para 1000ml
de água destilada), solução salina 0,9% (9g de Cloreto de Sódio para 1000ml de
água destilada), solução de tampão fosfato (5,24g de Fosfato Dibásico de Sódio –
NaH2PO4 – para 190ml de água destilada, somado a 58g de Fosfato Monobásico
de Sódio – Na2HPO4 – para 810ml de água destilada) e por fim, paraformoldeído
4% tamponado (diluição 1/1 de paraformol 8% com o tampão fosfato).
A perfusão foi realizada através de um método que utilizava a força da
gravidade para a introdução das soluções. O sistema consistia em dois recipientes,
um contendo solução salina e o outro paraformoldeído, que eram posicionados a
uma altura de cerca de 1,75 m, gerando um fluxo de aproximadamente 60 ml/min.
Cada recipiente era ligado a um equipo de soro com aproximadamente 1,80 m de
comprimento, sendo as suas extremidades conectadas por uma torneira de fluxo
ligada a uma agulha sem ponta. Dessa forma, era possível o influxo de salina
(±180ml) e posteriormente o influxo de paraformoldeído tamponado (±180ml).
Para a execução do procedimento, os animais eram anestesiados através
da inalação de éter etílico e, a seguir, era realizada uma cirurgia torácica. Para esse
fim, um corte transverso era feito na região abdominal do animal, bem como em seu
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peritônio. O tórax era acessado pela realização de uma incisão no diafragma
(caracterizando um pneumotórax), seguida do rebatimento bilateral do gradil costal.
FIGURA 17 - Abertura bilateral do gradil costal para realização da perfusão transcardíaca.
Após a incisão, os pulmões e o coração do animal ficavam visíveis, e era
então realizada a administração de anticoagulante (0,5 ml de heparina sódica diluída
– 1ml/ 10ml NaCl 0,9%) na região do ápice cardíaco. Em seguida, a agulha
conectada ao equipamento anteriormente descrito era introduzida na artéria aorta
via ventrículo esquerdo, permitindo o direcionamento das soluções até o cérebro. A
aorta descendente era clampeada por meio de um porta-agulhas, evitando a
perfusão de regiões do tronco e membros inferiores. Ao final, era efetuada uma
pequena incisão na região do ventrículo direito para permitir a saída do sangue do
animal e das soluções, dando fluxo ao sistema.
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FIGURA 18 – Posicionamento da agulha para injeção das soluções.
Após a perfusão, o animal era decapitado através de uma guilhotina e
identificado por meio de uma etiqueta colocada em uma de suas orelhas. As peças
foram acondicionadas em paraformoldeído tamponado para fixação por cerca de 7
dias, sendo depois desse período retirados os seus respectivos encéfalos e
mantidos em uma solução de álcool 70%, para o processamento histopatológico.
3.8 Processamento Histopatológico
Após a retirada do álcool 70%, o encéfalo foi subdividido em três porções,
descartando-se a parte frontal e o cerebelo, focalizando-se a região médio-posterior
do telencéfalo.
Segui-se então o protocolo:
- álcool 80% (1 hora);
- álcool 90% (1 hora);
- álcool 95% (1 hora);
- álcool 100% (1 hora);
- álcool 100% (1 hora);
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- álcool 100% (1 hora);
- xilol-álcool (30 minutos);
- xilol 100% (1 hora);
- xilol 100% (1 hora);
- xilol 100% (1 hora);
- xilol-parafina (30 minutos);
- parafina (1 hora);
- parafina (1 hora);
- parafina (1 hora).
Para a realização dos banhos de parafina, o cérebro era colocado em uma
estufa à 70ºC dentro de pequenos frascos de vidro. Depois foram confeccionadas
forminhas de papel para depositar o cérebro com a parafina até a solidificação,
sendo desenformadas logo após.
Foram realizados cortes histopatológicos no plano coronal com espessura
de 5μm, que foram corados segundo a técnica de coloração dupla de Azul de
Toluidina e Fucsina Ácida para visualização de neurônios vivos e mortos,
respectivamente, na região CA1 do hipocampo (COSTA, 2004).
A contagem neuronal foi realizada de forma amostral. Durante esse
procedimento, a objetiva de 40X era posicionada aproximadamente no mesmo local
da região CA1 a ser observada e, então, contados todos os neurônios mortos
possíveis de serem vistos no campo visual da objetiva em questão e também em
dois campos visuais adjacentes, localizados com o auxílio de pontos de referência e
da régua.
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3.9 Análise Estatística
Os dados comportamentais obtidos no labirinto aquático (latência total,
latência no quadrante da plataforma e latência no quadrante oposto ao da
plataforma), foram analisados através do teste de análise de variância (ANOVA –
p<0,05) seguido do teste de comparações múltiplas de Tukey (p<0,05) para
caracterização das diferenças encontradas.
Já os dados histopatológicos, referentes à contagem neuronal, foram
analisados através do teste estatístico para análise de variância de dados não-
paramétricos de Kruskal-Wallis (p<0,05) e as diferenças constatadas foram
evidenciadas pelo teste de U de Mann-Whitney (P<0,05).
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4) RESULTADOS
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4 RESULTADOS
Em relação à performance cognitiva, estudada por meio do teste do
labirinto aquático, três variáveis foram analisadas: a latência total (tempo gasto pelo
animal para alcançar a plataforma), o tempo de permanência do animal no
quadrante onde estava localizada a plataforma e o tempo de permanência no
quadrante oposto ao da plataforma. Todos esses parâmetros foram avaliados no
decorrer de três testes, com duração de 9 dias cada. A tabela 1 trás os dados
descritivos (média e desvio padrão) referentes aos testes aplicados.
Tabela 1 – Média e desvio padrão obtidos durante os três testes no
labirinto aquático
Testes/ Variáveis G1 G2 G3 G4
Latência Total (seg.)Pré-teste 53,7±2,2 55±2,2 49,2±2,2 50,7±2,21º Pós-teste 33,1±1,9 33,0±2,2 35,4±2,3 34,8±2,02º Pós-teste 34,2±2,0 34,2±2,2 29,6±2,0 24,5±1,6Latência no quadrante da plataforma (seg.)
Pré-teste 7,2±0,3 7,3±0,3 7,0±0,3 6,7±0,31º Pós-teste 5,0±0,2 5,1±0,4 5,1±0,2 5,2±0,32º Pós-teste 4,6±0,2 4,7±0,2 4,2±0,2 4,0±0,2
Latência no quadrante oposto ao da plataforma (seg.)
Pré-teste 5,0±0,2 5,1±0,4 5,1±0,2 5,2±0,31º Pós-teste 4,3±0,3 4,5±0,4 4,6±0,4 4,2±0,32º Pós-teste 4,6±0,4 4,4±0,4 3,47±0,3 2,87±0,2
Fonte: O autor.
A análise dos dados foi realizada de duas formas diferentes. Na
primeira, foram considerados os dados obtidos durante todas as tentativas de
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cada animal. Na segunda forma de análise, somente os dados referentes à 1ª
tentativa e a 4ª tentativa foram comparados, visando verificar a taxa de
aprendizado final em relação ao desempenho inicial.
Os gráficos 1, 2 e 3 mostram o comportamento da latência total, latência
no quadrante da plataforma e latência no quadrante oposto ao da plataforma,
respectivamente, obtidos durante o pré-teste. Esses gráficos evidenciam que todos
os grupos possuíram desempenhos similares durante a realização da tarefa.
GRÁFICO 1 - MÉDIA DA LATÊNCIA TOTAL NO DECORRER DO PRÉ-TESTE
0
25
50
75
100
1 2 3 4Tentativas
Latê
ncia
(seg
.)
G1G2G3G4
Gráfico 1 – Média da latência total dos animais ao longo das tentativas do pré-teste. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes.
GRÁFICO 2 - MÉDIA DA LATÊNCIA NO QUADRANTE DA PLATAFORMA DURANTE O PRÉ-TESTE
0
5
10
15
1 2 3 4
Te ntativas
Latê
ncia
(seg
.)
G1G2G3G4
Gráfico 2 – Média da latência dos animais no quadrante da plataforma ao longo das tentativas do pré-teste. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes.
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GRÁFICO 3 - MÉDIA DA LATÊNCIA NO QUADRANTE OPOSTO AO DA PLATAFORMA DURANTE O PRÉ-TESTE
0
5
10
15
1 2 3 4
Tentativas
Latê
ncia
(seg
.)
G1G2G3G4
Gráfico 3 – Média da latência dos animais no quadrante oposto ao da plataforma ao longo das tentativas do pré-teste. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes.
O gráfico 4 mostra a curva de aprendizado de todos os grupos de animais
(latência total), obtidos durante o 1º pós-teste.
GRÁFICO 4 - MÉDIA DA LATÊNCIA TOTAL NO DECORRER DO 1º PÓS-TESTE
0
25
50
75
100
1 2 3 4
Tentativas
Latê
ncia
(seg
.)
G1G2G3G4
Gráfico 4 – Média da latência total dos animais ao longo das tentativas do 1º pós-teste. Foram encontradas diferenças estatisticamente significantes somente entre os grupos G3 e G4 para a 4ª tentativa (p=0,03 Teste pós-hoc de Tukey).
É importante ressaltar que no gráfico 4 foram encontradas diferenças
significantes no desempenho dos animais somente durante a 4º tentativa, sendo que
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os animais do grupo G3, submetidos à EA de maneira tardia, obtiveram uma melhor
performance quando comparados ao grupo G4, submetido ao isolamento tardio.
Em relação à latência no quadrante da plataforma e no quadrante oposto
ao da plataforma, não houve diferenças significantes entre os grupos, como é
possível observar nos gráficos 5 e 6.
GRÁFICO 5 - MÉDIA DA LATÊNCIA NO QUADRANTE DA PLATAFORMA DURANTE O 1º PÓS-TESTE
0
5
10
1 2 3 4
Tentativas
Late
ncia
(seg
.)
G1G2G3G4
Gráfico 5 – Média da latência dos animais no quadrante da plataforma ao longo das tentativas do 1º pós-teste. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes.
GRÁFICO 6 - MÉDIA DA LATÊNCIA NO QUADRANTE OPOSTO AO DA PLATAFORMA DURANTE O 1º PÓS-TESTE
0
5
10
15
1 2 3 4
Tentativas
Late
ncia
(seg
.)
G1G2G3G4
Gráfico 6 – Média da latência dos animais no quadrante oposto ao da plataforma ao longo das tentativas do 1º pós-teste. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes.
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Finalmente, os gráficos 7, 8 e 9 mostram o comportamento da latência
total, latência no quadrante da plataforma e latência no quadrante oposto ao da
plataforma, respectivamente, com base nos dados coletados no 2º pós-teste.
GRÁFICO 7 - MÉDIA DA LATÊNCIA TOTAL NO DECORRER DO 2º PÓS-TESTE
0
25
50
75
100
1 2 3 4
Tentativas
Latê
ncia
(seg
.)
G1G2G3G4
Gráfico 7 – Média da latência total dos grupos ao longo das tentativas do 2º pós-teste. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes.
GRÁFICO 8 - MÉDIA DA LATÊNCIA NO QUADRANTE DA PLATAFORMA DURANTE O 2º PÓS-TESTE
0
3
6
9
1 2 3 4Tentativas
Latê
ncia
(seg
.) G1G2G3G4
Gráfico 8 – Média da latência dos animais no quadrante da plataforma ao longo das tentativas do 2º pós-teste. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes.
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GRÁFICO 9 - MÉDIA DA LATÊNCIA NO QUADRANTE OPOSTO AO DA PLATAFORMA DURANTE O 2º PÓS-TESTE
0
3
6
9
12
1 2 3 4
Tentativas
Latê
ncia
(seg
.)
G1G2G3G4
Gráfico 9 – Média da latência dos animais no quadrante oposto ao da plataforma ao longo das tentativas do 2º pós-teste. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes.
Mesmo após 70 dias da realização do 1ºpós-teste, os dados evidenciam
que todos os grupos possuem desempenhos similares durante a última avaliação
comportamental (2º pós-teste).
Quanto aos dados histopatológicos, a tabela 3 apresenta a média e o
desvio padrão amostrais do número de neurônios mortos encontrados na região
CA1 do hipocampo.
Tabela 2 – Média e desvio padrão amostrais do número de neurônios
mortos encontrados na região CA1 do hipocampo
Grupos Média e Desvio Padrão AmostraisG1 (EA precoce) 8,2±4,5G2 (Isolamento precoce) 7,1±3,2G3 (EA tardia) 7,3±3,0G4 (Isolamento tardio) 7,8±3,3
Fonte: O autor.
No gráfico 10, é possível visualizar a representação da média de neurônios
mortos encontrados na região CA1 do hipocampo dos grupos estudados. Não foram
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encontradas diferenças estatisticamente significantes entre nenhum dos grupos
estudados.
GRÁFICO 10 - MÉDIA E DESVIO PADRÃO AMOSTRAIS DO NÚMERO DE NEURÔNIOS MORTOS NA REGIÃO CA1 DO
HIPOCAMPO NOS GRUPOS ESTUDADOS
0369
1215
G1 G2 G3 G4Grupos
Méd
ia d
e ne
urôn
ios
mor
tos
Gráfico 10 – Média amostral do número de neurônio mortos encontrados na região CA1 do hipocampo dos animais estudados. Não foram encontradas diferenças significantes entre os grupos.
A figura 19 mostra uma visão panorâmica da região CA1 do hipocampo
de um rato submetido ao modelo de TCE experimental utilizando uma objetiva de
4X. Também é possível visualizar uma região do giro denteado adjacente.
Já a figura 20 mostra uma região amostral de CA1 na objetiva de 40X,
que mostra a média de neurônios mortos encontrados na avaliação de apenas um
campo visual da objetiva em questão.
FIGURA 19 – Fotomicrografia panorâmica da região CA1 do hipocampo de um rato submetido ao modelo de TCE experimental. O quadro representa a região de coleta de dados com a objetiva de 4X. A barra de aumento representa 628μm.
FIGURA 20 – Fotomicrografia da área amostral da região CA1 do hipocampo de um animal que representa a média de neurônios mortos encontrados em apenas um campo visual. As setas mais espessas identificam alguns dos neurônios mortos e a mais finas identificam neurônios saudáveis. A barra de aumento representa 30μm.CA1
Giro Denteado
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5) DISCUSSÃO
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5 DISCUSSÃO
De uma forma geral os resultados comportamentais não mostraram
diferenças significantes entre os grupos para os paradigmas adotados, a não ser
pela melhora significante (p<0,05) da latência total no estado final de aprendizado
(4ª tentativa), verificado nos animais submetidos à estimulação ambiental
tardiamente durante o 1º pós-teste (GRÁFICO 4).
É antiga a idéia de que a memória está baseada em alterações das
conexões sinápticas dependentes do uso (GUSMAN e TORRE, 1998). Em 1815,
Spursheim questionou se o tamanho de um órgão poderia aumentar com o
exercício, concluindo que o encéfalo, assim como os músculos, poderia aumentar
suas dimensões em resposta ao uso. Em 1874, Charles Darwin afirmou que o
cérebro de animais domésticos era consideravelmente menor quando comparado ao
dos animais selvagens. Segundo ele, isso ocorria porque os animais domésticos não
utilizavam tão intensamente as suas mente e os seus instintos como os animais
selvagens. Somente em meados dos anos 60 foram realizados os primeiros estudos
experimentais controlados, demonstrando que o enriquecimento do ambiente
poderia alterar a bioquímica e morfologia do córtex cerebral, aumentando também a
capacidade de aprendizado e memória dos animais (DIAMOND, 2001).
Apesar dos mecanismos plásticos do SNC ainda não serem totalmente
conhecidos, acredita-se que, durante o desenvolvimento do SNC podem ser
formadas novas projeções corticais, mas que no SNC maduro de um indivíduo
adulto, a recuperação funcional após uma lesão depende mais da ativação de
conexões preexistentes, por meio de uma reorganização cortical, demonstrando,
com isto que a estimulação é de extrema importância no planejamento específico do
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trabalho de reabilitação, levando à melhor optimização das possibilidades neurais
preexistentes (GUSMAN e TORRE, 1998).
Desde o início de sua aplicação, a EA vem sendo explorada com sucesso
como uma ferramenta para o estudo da plasticidade cerebral e constitui-se na
intervenção experimental mais próxima da realidade humana no que diz respeito ao
tipo de estimulação proposta em um processo de reabilitação neurológica
convencional (WAGNER, 2002).
Em relação ao primeiro teste comportamental (pré-teste), realizado nesse
estudo antes de qualquer intervenção, tanto os grupos que seriam submetidos à EA
ou ao isolamento precoce (G1 e G2), como os grupos que seriam submetidos à EA
ou ao isolamento tardio (G3 e G4), apresentaram melhora no desempenho da tarefa
com redução progressiva da latência (GRÁFICO 1).
Entretanto, os quatro grupos de animais desse estudo não apresentaram
diferenças significantes entre si em relação à latência total, latência no quadrante da
plataforma e latência no quadrante oposto ao da plataforma durante o pré-teste,
revelando que os animais possuíam performances cognitivas semelhantes ao início
do experimento (GRÁFICOS 1,2 e 3).
Os dados relativos ao 1º Pós-teste mostram que os animais submetidos à
EA precocemente (G1) foram semelhantes aos ratos que permaneceram isolados
logo após a indução da lesão (G2), demonstrando que a estimulação ambiental,
aplicada precocemente, não se mostrou efetiva na melhora da performance
cognitiva desses animais nas três variáveis analisadas (GRÁFICO 4).
Possivelmente isso ocorreu devido aos animais ainda se encontrarem em
um período de adaptação na fase precoce de recuperação da lesão, como o que
ocorre nas diásquises. É natural que após uma lesão neural as células
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remanescentes demandem um tempo inicial básico para se re-adequarem a nova
situação estrutural, onde o mais importante seria a sobrevivência.
Além disso, os animais provavelmente exploravam o ambiente enriquecido
com menor freqüência, devido aos efeitos agudos da lesão como, por exemplo, a
ocorrência de dor no local do impacto. Assim, é possível e perfeitamente provável
que naquele momento a estimulação ambiental não fosse capaz de promover um
rearranjo das conexões neurais.
Ainda durante o 1º pós-teste, foi possível observar que no grupo de
animais estimulado tardiamente (G3), houve redução significante na latência total
(p<0,05) durante a 4ª tentativa em comparação com os dados referentes aos
animais submetidos ao isolamento tardiamente (G4).
Essa diferença torna-se importante, na medida em que revela que naquele
momento os animais do grupo G3 possuíam um estado melhor de aprendizado final
da tarefa em relação ao grupo G4 (GRÁFICO 4). Isso demonstra a eficácia da
aplicação tardia da técnica de EA sobre o rearranjo cognitivo dos animais,
corroborando a hipótese de que na fase precoce de recuperação da lesão os
animais ainda se encontravam em um período de adaptação, enquanto na fase mais
tardia (após 35 dias), os ratos apresentavam-se mais estáveis em relação aos
prejuízos iniciais, permitindo uma maior exploração dos ambientes e uma
conseqüente melhora cognitiva.
Por outro lado, os dados referentes ao tempo gasto pelo animal no
quadrante da plataforma e no quadrante imediatamente oposto não revelaram
diferenças significantes entre os dois grupos submetidos a intervenções tardias
(GRÁFICOS 5 e 6).
Biernaskie e Corbett (2001), mostraram efeitos benéficos da EA aplicada
tardiamente em animais submetidos à isquemia global, corroborando os resultados
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obtidos nesse estudo. Esses autores verificaram que a recuperação comportamental
era maior quando a EA era aplicada somente 15 dias após a realização da lesão.
Contrariamente, diversos estudos já encontraram plasticidade neural e
recuperação cognitiva após uma lesão ao aplicarem a EA de forma precoce. Em um
desses estudos, considerado um dos primeiros experimentos que analisaram os
efeitos da estimulação pós-operatória em animais com lesão cerebral, Schwartz
(1964) sujeitava ratos 1 dia após o nascimento a uma ablação cortical posterior
bilateral ou a uma simulação do procedimento (controle). Depois disso, os animais
eram submetidos à estimulação precocemente, fornecendo oportunidades mínimas
ou máximas para experiência perceptual ou motora. Como resultado, Schwartz
verificou que a experiência enriquecida precoce compensou os efeitos das lesões
tão eficientemente que os ratos com lesões corticais sujeitados a estimulação,
tiveram menos erros na realização da tarefa proposta do que ratos controles não-
lesionados, que foram criados em condições padrões (WILL, 2004).
Entretanto, os ratos submetidos à EA nesse experimento eram
consideravelmente mais jovens do que os aqui avaliados (animais em pleno
desenvolvimento). A variável idade é muito importante ao se considerar esses
resultados, pois existem atualmente abundantes evidências de que a plasticidade
neuronal é mais eficiente durante os primeiros meses de vida (SILVA e GAETAN,
2004).
Mais recentemente, Passineau et al. (2001) mostrou também que, depois
do TCE, a EA diminuiu o volume de uma lesão hemisférica completa e reduziu 45%
da morte celular espontânea por apoptose no hipocampo de ratos. Além disso, a
latência total no labirinto aquático foi menor nos ratos submetidos ao ambiente
enriquecido em relação aos grupos controles.
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Hicks et al. (2002) encontraram melhora na performance de animais
adultos submetidos a duas semanas de estimulação ambiental logo após a indução
de um TCE pelo modelo de percussão fluída. A EA atenuou os déficits de
aprendizado dos animais lesionados, mas não influenciou os níveis de RNAm de
fatores neurotróficos como o BNDF e o NT-3.
Em um estudo experimental que buscava avaliar a influência da EA após
um modelo de TCE nos diferentes sexos, Wagner et al. (2002), verificou que a
aplicação de três semanas de estimulação ambiental promovia uma melhora
significativa apenas nos ratos machos, enquanto as fêmeas não apresentaram
melhora do desempenho no teste do labirinto aquático. Esse resultado foi atribuído
pelo autor à janela terapêutica de aplicação da intervenção (imediatamente após a
lesão) e também à duração da estimulação, postulando que as fêmeas poderiam ser
mais beneficiadas se a exposição fosse realizada mais tardiamente e por um
período mais prolongado.
Na última avaliação comportamental realizada no presente estudo (2º pós-
teste), todos os animais mostraram um desempenho semelhante em relação aos
três parâmetros adotados (latência total, latência no quadrante da plataforma e
latência no quadrante oposto ao da plataforma), incluindo os animais submetidos à
EA tardiamente (G3). Portanto, não se manteve a melhora no desempenho desse
grupo (verificada durante o 1º Pós-teste) em relação ao grupo isolado. Na verdade,
todos os grupos voltaram a ter desempenhos cognitivos similares em todos os
aspectos (GRÁFICOS 7, 8 e 9).
Esse resultado pode ser atribuído à hipótese de que exista um pico
máximo de evolução cognitiva para o tipo particular de lesão proposta, pois apesar
de necessitarem de um período de rearranjo inicial, o modelo de lesão craniana
moderada proposta por Montasser e Marmarou (1994), pode não ter sido tão
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agressivo, permitindo que os animais recuperassem suas performances cognitivas
ideais a longo prazo sem qualquer intervenção.
Assim, os efeitos da EA após uma agressão devem ser diretamente
correlacionados com a especificidade e intensidade da lesão em questão (WILL,
2004).
Os dados histopatológicos obtidos nesse estudo não mostraram
diferenças estatisticamente significantes entre os grupos de animais estudados em
relação ao número de neurônios mortos encontrados na região amostral CA1 do
hipocampo. Isso mostra que os ratos submetidos à EA não apresentaram melhora
estrutural quando comparados aos animais isolados.
Apesar dos achados comportamentais, mesmo o grupo com EA tardia
(G3), não mostrou diferença histopatológica em relação aos demais. Provavelmente
isso ocorreu porque a região amostral adotada não permitiu a precisão para
detecção dessa diferença. Também é possível crer que a própria EA, descrita como
um processo capaz de fortalecer conexões sinápticas, possa ter atuado com mais
eficácia na plasticidade funcional do que, precisamente, na preservação estrutural.
O simples aumento no número de conexões pode, provavelmente,
compensar a perda de alguns neurônios. Na verdade, essa é a grande teoria do
aprendizado que circunda a recuperação para incapacidades neurológicas
(SHUMWAY-COOK e WOOLLACOTT, 2003).
Com base nos estudos citados, podemos observar que apesar da EA
atualmente constituir-se em uma intervenção bastante comum entre neurocientistas
que buscam estudar a plasticidade neural, são muito escassos na literatura estudos
que tragam informações conclusivas a respeito da melhor janela terapêutica para
sua aplicação. É muito importante que questões como esta sejam esclarecidas, na
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medida em que os estudos com animais sempre buscam trazer informações
essenciais para a posterior aplicação em humanos.
Finalmente, é preciso considerar os resultados obtidos nesse trabalho com
a EA de forma tardia, mas deve-se atentar ao fato de que estudos mais precisos são
necessários para maior elucidação desses dados, incluindo outras variáveis como a
gravidade da lesão, saturação cognitiva dos animais, além da presença de um grupo
controle sem lesão, avaliado da mesma forma que os demais. Outras formas de
análise paralelas também devem ser realizadas como, por exemplo, a ressonância
magnética funcional, dosagem de neurotrofinas e contagem do número e tamanho
das espículas dendríticas.
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6) CONCLUSÕES
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6 CONCLUSÕES
Através dos resultados obtidos nesse estudo podemos concluir que:
I. A estimulação ambiental melhorou a performance dos ratos submetidos
ao modelo de traumatismo crânio-encefálico somente quando aplicada tardiamente,
ou seja, 35 dias após a indução da lesão. Entretanto, essa melhora foi evidenciada
somente durante o estágio final de aprendizado da tarefa (4a tentativa).
II. A análise histopatológica não revelou qualquer diferença entre os
grupos de animais estudados, mostrando relação com os dados comportamentais,
exceto em relação ao grupo submetido a estimulação ambiental tardia (G3).
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7) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Monografias do Curso de Fisioterapia da Unioesten. 01 – 2005 ISSN 1675-8265
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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