O desenvolvimento em foco : enriquecimento ambiental como estratégia de reabilitação em roedores submetidos à hipóxia-isquemia neonatal e estimulação precoce em crianças em situação de vulnerabilidade social

Abstract

O objetivo desta tese foi verificar os efeitos terapêuticos do enriquecimento ambiental (EA) na recuperação motora, funcional e tecidual de roedores expostos à hipóxia-isquemia (HI) neonatal. Outro objetivo foi acompanhar e descrever o desenvolvimento motor de crianças de 0 a 2 anos de idade junto ao programa Primeira Infância Melhor (PIM) em Porto Alegre- RS. No Capítulo 1 encontra-se o estudo em que foi avaliado o efeito do EA precoce sobre o aparecimento de sinais e reflexos neurológicos em animais submetidos à HI neonatal. No 7º dia pós-natal, ratos Wistar machos e fêmeas foram submetidos ao modelo de Rice-Vannucci de HI neonatal, onde a artéria carótida comum esquerda foi permanentemente ocluída e na sequência os animais foram expostos a uma atmosfera hipóxica (8% de oxigênio) durante 90 minutos. Um dia pós o procedimento de HI, os roedores foram alojados em gaiolas enriquecidas ou em gaiolas convencionais (ambiente padrão). Os sinais e reflexos neurológicos foram avaliados 24 horas antes da indução da HI, 24 horas após a HI e a cada 3 dias (11º, 14º, 17º) até o 20º dia pós-natal, quando os animais foram eutanaziados para posterior avaliação da extensão da lesão encefálica no estriado, corpo caloso e neocórtex. Os resultados apresentados no Capítulo 1 mostraram que independente da lesão hipóxicoisquêmica, a exposição ao EA precoce (8º ao 20º dia pós-natal) antecipou o aparecimento dos reflexos neurológicos (abertura dos olhos, desdobramento das orelhas, erupção do incisivo, reflexos de contração das pálpebras e das orelhas). Ademais, o EA foi capaz de prevenir atrofia do corpo caloso ipsilateral à lesão e no neocortex contralateral à lesão. No estudo apresentado no Capítulo 2 avaliou-se o efeito, pré (17º dia pós-natal) e pós (49º dia pós-natal) tratamento combinado de ciclosporina A (CsA) e reabilitação (EA e tarefa de alcance), na recuperação funcional de roedores submetidos à HI neonatal nos testes do cilindro, escada horizontal, campo aberto, reconhecimento de objetos e staircase. Ratos Sprague Dawley machos e fêmeas foram submetidos à HI (conforme descrito acima) e dez dias pós a lesão foram avaliados nos testes do cilindro, escada horizontal, campo aberto e reconhecimento de objetos. Os roedores apresentaram prejuízo motor no campo aberto (menor número de cruzamentos no primeiro minuto) e na escada horizontal (maior número de erros), contudo não houve comprometimento da função cognitiva. No 21º dia pós-natal os animais receberam a implantação subcutânea de uma bomba osmótica para liberação da CsA (420 mg/mL) ou veículo. E então, foram separados por sexo e alojados em gaiolas enriquecidas ou em gaiolas convencionais. Os animais enriquecidos também foram expostos a um treino de habilidade de alcance tendo como alvo a pata anterior afetada durante 4h/dia, 6 dias/semana por 4 semanas (21º ao 49º dia pós-natal). Ao final das 4 semanas de terapia combinada os animais foram reavaliados nas funções motora e cognitiva. Os resultados mostraram apenas o efeito da reabilitação motora, que por sua vez levou ao aumento da atividade exploratória no campo aberto, diminuição do número de erros na escada horizontal e melhor desempenho no teste do staircase. O componente farmacológico, CsA, não causou nenhum efeito sobre a recuperação dos roedores. A terapia combinada não recuperou a atrofia do hipocampo, córtex e hemisfério cerebral ipisilateral à lesão. E no estudo do Capítulo 3 objetivamos descrever o desenvolvimento motor de crianças de 0 a 2 anos de idade junto ao programa PIM em Porto Alegre-RS. Tal programa tem como alvo o desenvolvimento pleno das capacidades físicas, intelectuais, sociais e emocionais da criança dentro do seu ambiente familiar. As crianças avaliadas apresentaram desenvolvimento motor normal (apenas risco de atraso). As famílias avaliadas apresentavam baixo nível socioeconômico e ofereciam poucas oportunidades de estimulação no ambiente domiciliar. Concluímos que a estimulação ambiental apresentou efeitos benéficos sobre os aspectos do desenvolvimento e recuperação funcional nos roedores submetidos à HI neonatal e o programa PIM tem um grande potencial de utilização para estimulação de crianças em situação de vulnerabilidade social.

The aim of this study was to verify therapeutic effects of environmental enrichment (EE) on motor, functional and tissue recovery of rodents exposed to neonatal hypoxia-ischemia (HI). Besides, describe the motor development in children aged 0 to 2 years old attended by Better Early Childhood Program in Porto Alegre-RS, Brazil. In Chapter 1, the study aimed to evaluate the early housing in EE on maturation of physical characteristics and neurological reflexes in rats submitted to neonatal HI. At postnatal day 7, male and female Wistar rats were used to produce Rice-Vannucci model of unilateral brain injury where the left common carotid artery was occluded then pups were placed in a hypoxic chamber (O2 level at 8%) for 90 minutes. Rodents were housed in EE cages or in standard cages. We evaluated the maturation of physical characteristics and neurological reflexes from the day preceding the HI induction postnatal day 6 until postnatal day 20. Morphological analysis included the evaluation of striatal, corpus callosum and neocortex volume. Our results demonstrated that HI had no effect on neurological parameters evaluated in neonate rats. But we demonstrated a clear effect of early EE on sensorimotor development through earlier appearance of opening, eye reflex and incisor eruption were identified in early stimulated rats. Also, brain tissue was preserved in ipsilateral corpus callosum and contralateral neocortex after early environmental stimulation. The experiment presented in Chapter 2 investigated pre- and post- combinational therapy of cyclosporine A (CsA) and motor rehabilitation effects on motor function and cognition tests in rats submitted to neonatal HI. Male and female Sprague Dawley rats were submitted to neonatal HI model (as described above) and, ten days after HI surgery, rat pups were evaluated in motor function and cognition through cylinder, ladderrung walking, open field and novel object recognition. Results showed no cognitive deficit but motor function impairment in open field and ladder rung walking test in rats submitted to HI. At postnatal day 21, all HI pups were implanted subcutaneously on flank with osmotic pumps delivering CsA (420 mg/mL) or vehicle. Then, animals were housed in either standard home cages or enriched environment cages. In addition to being housed in EE, enriched groups were exposed to rehabilitative reach training 4h/day, 6 days/week for 4 weeks (PND 21 until PND 49). At the end of 4 weeks of combined therapy (EE, reaching and CsA) rats were reevaluated in same motor and cognitive tasks (cylinder, ladder walking, open field, novel object recognition, and staircase task). Rehabilitation appeared to be the most significant component of the combined therapy and was responsible for recovery of motor function as demonstrated in ladder rung walking, open field and staircase performance. Drug component, CsA, had no effects on behavioral outcomes. The combined therapy had no effect on hippocampal, cortical and hemispheric tissue atrophy. And the study of Chapter 3 aimed describe motor development of children from 0 to 2 years old inserted into Better Early Childhood Program (BECP) in south of Brazil. This program has the main goal to develop activities that cover physical, psychological, intellectual and social abilities inside the familiar context. Our results demonstrated that infants had typical motor development (only risk of delay). Evaluated families were considered at social-environmental risk and home affordances were limited. These findings can indicate a risk condition on infant development. We may conclude that environmental enrichment improved neurobehavioral development and functional recovery in rats submitted to neonatal HI, and the BECP has a great potential to stimulate children at social-environmental risk.