Immediate constraint-induced movement therapy causes local hyperthermia that exacerbates cerebral cortical injury in rats

Suzanne B DeBow, John E McKenna, Bryan Kolb, Frederick Colbourne
2004 Canadian Journal of Physiology and Pharmacology  
Constraint-induced movement therapy (CIMT), which involves restraint of the nonimpaired arm coupled with physiotherapy for the impaired arm, lessens impairment and disability in stroke patients. Surprisingly, immediate ipsilateral forelimb immobilization exacerbates brain injury in rats. We tested whether immediate ipsilateral restraint for 7 days aggravates injury after a devascularization lesion in rats. Furthermore, we hypothesized that ipsilateral restraint aggravates injury by causing
more » ... ury by causing hyperthermia. In experiment 1, each rat received two lesions, one in the motor cortex and one in the visual cortex. Ipsilateral restraint increased only the motor cortex lesion. In additional rats, no differences in core temperature occurred after ipsilateral or contralateral restraint. Thus, ipsilateral restraint does not aggravate injury by a systemic side effect. In experiment 2, we hypothesized that ipsilateral restraint causes hyperthermia in the region surrounding the initial cortical lesion. Brain temperature, measured via telemetry, was significantly higher (~1°C for 24 h) with ipsilateral restraint. A third experiment similarly found that ipsilateral restraint aggravates injury and causes local cortical hyperthermia and that contralateral restraint with externally induced mild hyperthermia aggravates injury. In conclusion, immediate ipsilateral restraint aggravates injury apparently by localized events that include hyperthermia. Caution must be exercised in applying early CIMT to humans, as hyperthermia is detrimental. Résumé : La thérapie par contrainte induite (TCI), qui consiste à combiner l'immobilisation du bras sain avec la physiothérapie pour le bras lésé, diminue la déficience et l'incapacité chez les patients victimes d'un accident vasculaire cérébral. Étonnamment, l'immobilisation immédiate du membre antérieur ipsilatéral aggrave le traumatisme crânien chez les rats. Nous avons examiné si une immobilisation ipsilatérale immédiate pendant une période de 7 jours aggrave le traumatisme après une lésion de dévascularisation chez les rats. Nous avons aussi émis l'hypothèse que l'immobilisation ipsilatérale aggrave le traumatisme en causant une hyperthermie. Dans la première expérience, chaque rat a subi deux lésions, l'une dans le cortex moteur, l'autre dans le cortex visuel. L'immobilisation ipsilatérale a augmenté uniquement la lésion du cortex moteur. Chez des rats supplémentaires, la température centrale n'a pas différé après une immobilisation ipsi ou controlatérale. Ainsi, l'immobilisation ipsilatérale n'aggrave pas le traumatisme par un effet secondaire systémique. Dans la deuxième expérience, nous avons fait l'hypothèse que l'immobilisation ipsilatérale provoque une hyperthermie dans la région entourant la lésion corticale initiale. La température cérébrale, suivie par télémesure, a été significativement plus élevée (~1 o C pendant 24 h) avec la contrainte ipsilatérale. Une troisième expérience a montré que l'immobilisation ipsilatérale aggrave le traumatisme cérébral et provoque une hyperthermie corticale locale, et que l'immobilisation controlatérale avec une hyperthermie légère induite par voie externe aggrave le traumatisme. En conclusion, une immobilisation ipsilatérale immédiate aggraverait le traumatisme cérébral par des événements localisés incluant l'hyperthermie. L'application précoce de la TCI aux humains doit être faite avec circonspection puisque l'hyperthermie est dommageable.
doi:10.1139/y04-013 pmid:15181461 fatcat:cv2lnfelpjctnbpxgsu6hodmti