Functional analysis of gait with insole use in diabetic female rats: a cross-sectional study / Análise funcional da marcha com uso de palmilhas em ratas diabéticas: um estudo transversal / Análisis funcional de la marcha con uso de plantillas en ratas diabéticas: un estudio transversal

ABSTRACT Introduction: Diabetes mellitus is a chronic disease that is characterized by causing damage to the peripheral nervous system, generating sensory and motor changes. Objective: This study aims at analyzing the impact of the use of different orthotic insoles on the gait of diabetic female rats. Methods: Twenty-six female Wistar rats were randomly divided into the Control and Diabetic groups. The mechanical sensitivity test was performed manually on the surface of the animals' hind paws using the von Frey test. The functional evaluation was carried out on an adapted platform where the animals were stimulated to walk in order to capture images of the ventral region for measurements of the right and left hind paws. After the images were collected they were processed using Kinovea software version 0.8.27 to assess: stride distance, time, speed and acceleration. Results: There was a reduction in the weight of the animals in the Diabetic Group (p = 0.0018), associated with hyperglycemia (p = <0.0001), and a decrease in mechanical sensitivity as compared to the Control Group (p = 0.0372). Gait analysis showed a reduction in stride speed (p = 0.0482) and acceleration (p = 0.0149), with the silicone orthosis in the Diabetic Group. Conclusions: The silicone orthosis demonstrated a reduction in stride speed and acceleration, without compromising the other variables in the diabetic rats. The other insoles showed no functional difference between groups. Even though the animals showed a change in sensitivity at the end of 28 days of DM induction, this time does not appear to have been able to develop extensive changes in the rats' gait function. Level of evidence II; Therapeutic studies - Investigating the Results of Treatment.

RESUMO Introdução: O diabetes mellitus é uma doença crônica que se caracteriza por causar danos no sistema nervoso periférico, gerando alterações sensitivas e motoras. Objetivos: O presente trabalho tem como objetivo analisar o impacto do uso de diferentes órteses do tipo palmilha sobre a marcha de ratas diabéticas. Métodos: Vinte e seis ratas Wistar foram divididas randomicamente nos grupos Controle e Diabético. O teste de sensibilidade mecânica foi realizado manualmente na superfície da pata traseira dos animais com o teste de von Frey. A avaliação funcional foi feita em plataforma adaptada, na qual as ratas foram estimuladas a deambular, a fim de captar imagens da região ventral para medições das patas traseiras direita e esquerda. Depois da coleta, as imagens foram processadas no software Kinovea versão 0.8.27 para avaliar distância, tempo, velocidade e aceleração de um passo. Resultados: Observou-se redução do peso dos animais no Grupo Diabético (p = 0,0018), associado à hiperglicemia (p = <0,0001) e diminuição da sensibilidade mecânica em comparação com o Grupo Controle (p = 0,0372). Na análise da marcha, verificou-se redução da velocidade (p = 0,0482) e aceleração de um passo (p = 0,0149) com a órtese de silicone no Grupo Diabético. Conclusões: A órtese de silicone demonstrou redução da velocidade e da aceleração do passo, sem comprometimento das demais variáveis nas ratas diabéticas. As demais palmilhas não demonstraram diferença funcional entre os grupos. Ainda que os animais tenham apresentado alteração de sensibilidade, ao final de 28 dias de indução do DM, esse tempo parece não ter sido capaz de desenvolver alterações amplas na função da marcha das ratas. Nível de evidência II; Estudos terapêuticos - Investigação dos resultados do tratamento.

RESUMEN Introducción: La diabetes mellitus es una enfermedad crónica que se caracteriza por causar daños al sistema nervioso periférico, generando alteraciones sensitivas y motoras. Objetivos: El presente trabajo tiene como objetivo analizar el impacto del uso de diferentes ortesis, del tipo plantilla sobre la marcha de ratas diabéticas. Métodos: Veintiséis ratas Wistar fueron divididas aleatoriamente en los grupos Control y Diabético. El test de sensibilidad mecánica fue realizado manualmente en la superficie de la pata trasera de los animales con el test de von Frey. La evaluación funcional fue hecha en plataforma adaptada, en la que se estimuló a las ratas a deambular, a fin de capturar imágenes de la región ventral para mediciones de las patas traseras derecha e izquierda. Después de la colecta, las imágenes se procesaron en el software Kinovea versión 0.8.27, para evaluar distancia, tiempo, velocidad y aceleración de un paso. Resultados: Se observó una reducción del peso de los animales en el Grupo Diabético (p = 0,0018), asociado a la hiperglucemia (p = <0,0001), y disminución en la sensibilidad mecánica en comparación con el Grupo Control (p = 0,0372). En el análisis de la marcha, se verificó reducción de la velocidad (p = 0,0482) y una aceleración de un paso (p = 0,0149), con la ortesis de silicona en el Grupo Diabético. Conclusiones: La ortesis de silicona demostró reducción de la velocidad y de la aceleración del paso, sin compromiso de las demás variables en las ratas diabéticas. Las demás plantillas no demostraron diferencia funcional entre los grupos. Aunque los animales hayan presentado alteración de la sensibilidad, al final de 28 días de inducción de DM, ese tiempo parece no haber sido capaz de desarrollar alteraciones amplias en la función de la marcha de las ratas. Nivel de evidencia II; Estudios terapéuticos - Investigación de los resultados del tratamiento.

Duathlon training model adapted for female rats: blood glucose-lactate correlations / Modelo de treinamento de duathlon adaptado para ratas: correlação de glicose-lactato no sangue / Modelo de entrenamiento de duatlón adaptado para ratones: correlación de glucosa-lactato en la sangre

ABSTRACT Objective: To propose a duathlon model adapted for rats (associated swimming and running training) and compare it with the individual activities carried out separately, considering the glucose uptake and serum lactate production mechanism. Methods: Twenty-eight 90-day-old Wistar rats with a mean weight of 150-200 g were used. The animals were divided into four groups: control group, swimming group, running group, and swimming/running group. These animals were adapted to their respective training programs for three days and underwent the 4-week training protocol soon afterwards. Pre- and post-training blood lactate and blood glucose analyses were performed at the end of each week. Statistical difference was considered when the p value was less than 0.01 (p <0.01). Results: There was a decrease in glycemic levels and an increase in lactate levels in the swimming and swimming/running groups throughout the training period, which did not occur in the running group. Conclusion: The duathlon model adapted for rats proved satisfactory in terms of the production and stabilization of blood lactate levels. Level of evidence II; Therapeutic Studies - Investigating the Results of Treatment.

RESUMO Objetivo: Propor um modelo de duathlon adaptado para ratos (treinamento associado de natação e corrida) e compará-lo com as modalidades praticadas isoladamente, considerando o mecanismo de consumo de glicose e produção de lactato sérico. Métodos: Foram utilizados vinte e oito ratos Wistar, com 90 dias de vida e peso médio de 150-200 g. Os animais foram divididos em quatro grupos: grupo controle, grupo de natação, grupo de corrida e grupo de natação/corrida. Esses foram adaptados aos seus respectivos treinos durante três dias e, logo depois, foram submetidos ao protocolo de treinamento com duração de quatro semanas. No final de cada semana, foram realizadas análises de lactato e glicose sanguínea pré- e pós- treinamento. A diferença estatística foi considerada quando o valor p era inferior a 0,01 (p <0,01). Resultados: Houve diminuição nos níveis de glicemia e aumento nos níveis de lactato nos grupos de natação e natação/corrida ao longo do período de treinamento, o que não ocorreu no grupo de corrida. Conclusão: Pode-se verificar que o modelo duathlon adaptado para ratos foi satisfatório em relação à produção e estabilização dos níveis sanguíneos de lactato. Nível de evidência II; Estudos terapêuticos - Investigação dos resultados de tratamento.

RESUMEN Objetivo: Proponer un modelo de duatlón adaptado para ratones (entrenamiento asociado de natación y carrera) y compararlo con las modalidades practicadas aisladamente, considerando el mecanismo de consumo de glucosa y producción de lactato sérico. Métodos: Fueron utilizados veintiocho ratones Wistar, con 90 días de vida y peso promedio de 150-200 g. Los animales fueron divididos en cuatro grupos: grupo control, grupo de natación, grupo de carrera y grupo de natación/carrera. Esos fueron adaptados a sus respectivos entrenamientos durante tres días y, luego después, fueron sometidos al protocolo de entrenamiento con duración de cuatro semanas. Al final de cada semana, fueron realizados análisis de lactato y glucosa sanguínea pre y post entrenamiento. La diferencia estadística fue considerada cuando el valor p era inferior a 0,01 (p <0,01). Resultados: Hubo disminución en los niveles de glucemia y aumento en los niveles de lactato en los grupos de natación y natación/carrera a lo largo del período de entrenamiento, lo que no ocurrió en el grupo de carrera. Conclusión: Se puede verificar que el modelo duatlón adaptado para ratones fue satisfactorio con relación a la producción y estabilización de los niveles sanguíneos de lactato. Nivel de evidencia II; Estudios terapéuticos - Investigación de los resultados del tratamento.

Análise da função pulmonar e estrutura micromecânica após 14 dias de restrição de movimento em ratas / Análisis de la función pulmonar y estructura micromecanica después de 14 días de restricción en el movimiento en ratas / Analysis of pulmonary function and micromechanics structure after 14 days of movement restriction in female rats

RESUMO A imobilização é uma condição que compromete diversos segmentos e sistemas orgânicos, inclusive o sistema respiratório, levando a alterações estruturais e funcionais. O objetivo deste estudo foi analisar a função pulmonar e estrutura micromecânica após 14 dias de restrição de movimento de ratas. Foram utilizados catorze ratas Wistar com massa corporal entre 210 g±50 g, distribuídas em dois grupos, compostos por (n=7) cada grupo: Controle (C) e Imobilizado (I). O procedimento de imobilização envolveu abdômen (e últimas costelas), pelve, quadril e joelho em extensão, além de tornozelo em flexão plantar, por duas semanas. Após esse período de imobilização, foi realizada a análise da função pulmonar por ventilador mecânico para pequenos animais (flexiVent) e manobras de recrutamento alveolar (MR). E, posteriormente, foram retiradas tiras do pulmão de cada animal para analisar a micromecânica pulmonar. Para a análise estatística, utilizou-se o teste t não pareado com significância estatística (p<0,05), expresso como média±erro padrão da média. O grupo I apresentou mudanças significantes nos parâmetros da resistência das vias aéreas (RN) pré-MR(C=0,067±0,003 cmH2O.s/mL, I=0,095±0,004 cmH2O.s/mL, p<0,05) e histerisividade (η) pré-MR(C=0,203±0,004 cmH2O.s/mL, I=0,248±0,013 cmH2O.s/mL, p<0,05), que retornaram a seus valores de normalidade pós-MR, considerando-se RN pós-MR (C=0,064±0,003 cmH2O.s/mL, I=0,065±0,004 cmH2O.s/mL, p<0,05) e η (C=0,209±0,005 cmH2O.s/mL, I=0,214±0,007 cmH2O.s/mL, p<0,05). Conclui-se que a imobilização acarreta alterações funcionais reversíveis no sistema respiratório após 14 dias de restrição de movimento, o que é evidenciado pela redução de RN e η pós-MR.

RESUMEN La inmobilización es una condición que compromete diversos segmentos y sistemas orgánicos incluso el sistema respiratorio, llevando a alteraciones estructurales y funcionales. El objectivo de este estudio fue analizar la función pulmonar y estructura micromecánica después de 14 días de restricción en el movimiento de ratas. Fueron utilizados catorce ratas Wistar con masa corporal entre 210 g±50 g, distribuidas en dos grupos, compuestos por (n=7) cada grupo: Control (C) y Inmobilizado (I). El procedimiento de inmobilización envolvió el abdomen (y últimas costillas), la pelvis, la cadera y la rodilla en extensión y el tobillo en flexión plantar el periodo de dos semanas. Después del periodo de inmobilización fue realizado el análisis de la función pulmonar por medio del ventilador mecánico para pequeños animales flexVent y manobras de recrutamiento alveolar (MR). Posteriormente, fueron retirados pedazos del pulmón de cada animal para análisis de la micromecánica pulmonar. Para el análisis estadística se utilizó la prueba t no pareada con significación estadística (p<0,05), expresa como media±error patrón de la media. El grupo I presentó cambios significativos en los parámetros de la resistencia de las vias aéreas (RN) pre-MR (C=0,067±0,003 cmH2O.s/mL, I=0,095±0,004 cmH2O.s/mL, p<0,05) y histerisividade (η) pre-MR(C=0,203±0,004 cmH2O.s/mL, I=0,248±0,013 cmH2O.s/mL, p<0,05), que retornaron a sus valores de normalidad después de la MR. RN post-MR (C=0,064±0,003 cmH2O.s/mL, I=0,065±0,004 cmH2O.s/mL, p<0,05) y η (C=0,209±0,005 cmH2O.s/mL, I=0,214±0,007 cmH2O.s/mL, p<0,05). Se concluye que la inmobilización conlleva alteraciones funcionales reversibles en el sistema respiratorio, después de 14 días de restricción en el movimiento evidenciado por la reducción de la RN y η después de la MR.

ABSTRACT Immobilization is a condition that affects several segments and organic systems, including the respiratory system, leading to structural and functional alterations. The purpose of this study was to analyze pulmonary function and micromechanical structure after 14 days of movement restriction in rats. Fourteen female Wistar rats with body mass between 210±50 g were used, divided into two groups, composed of (n=7) each group: Control (C) and Immobilized (I). The immobilization procedure involved the abdomen (and last ribs), pelvis, hip and knee extension and the ankle in plantar flexion in the two week period. After the immobilization period, an analysis of the pulmonary function was performed using a mechanical ventilator for small animals, flexVent, and alveolar recruitment maneuvers. Subsequently, lung strips were removed from each animal for pulmonary micromechanics analysis. Statistical analysis was performed using the unpaired t test with p<0.05, expressed as mean±standard error of the mean. Group I presented significant changes in the parameters of airway resistance (Raw) Pre RM (C=0.067±0.003 cmH2O.s/mL, I=0.095±0.004 cmH2O.s/mL, p<0.05) and Hysteresivity (η) Pre RM (C=0.203±0.004 cmH2O.s/mL, I=0.248±0.013 cmH2O.s/mL, p<0.05), which returned to their normal values after RM. Raw Post RM (C=0.064±0.003 cmH2O.s/mL, I=0.065±0.004 cmH2O.s/mL, p<0.05) and η (C=0.209±0.005 cmH2O.s/mL, I=0.214±0.007 cmH2O.s/mL, p<0.05). It is concluded that immobilization causes reversible functional changes in the respiratory system after 14 days of movement restriction evidenced by the reduction of RN and η after RM.