Para investigar o controle motor do músculo TFD, foi utilizado a variação da amplitude do sinal EMG estimada pelo RMSg em função da força. Dessa maneira, inicialmente foi realizado uma análise de regressão linear para cada rampa (Força vs RMSg) e para cada indivíduo. As inclinações das linhas de regressão obtidas foram normalizadas pelo valor médio da força (N) da Terceira rampa de treino e a média dos valores das inclinações das retas dos cinco níveis de contração, foi utilizada para medir a sensibilidade da amplitude do sinal EMG em relação à força54 obtida pré e pós-tratamento com LBP ou LBPP. Os valores
desse índice de sensibilidade próximos à zero foram interpretados como representação de um bom controle motor do músculo TFD enquanto que, valores distantes de zero, como controle motor deficiente.
O valor médio do RMSg e da VC obtidos em cada nível de força também foi utilizado para comparar os efeitos do LBP sobre a atividade do múculo TFD. A distribuição desses valores foi verificada pelo teste de Shapiro-Wilk. Após ser verificada distribuição normal, foi utilizado a análise de variância com medidas repetidas (ANOVA) de dois fatores (tratamento x grupo) com teste post hoc de Bonferroni. Para as análises foi considerado o valor de p < 0,05. Essas análises foram realizadas pelo software SPSS 20.0 (SPSS Inc., Chicago, U.S.A).
5. RESULTADOS
5.1. Análise da Amplitude do sinal EMG
A figura 8 demonstra uma linha de força e um sinal eletromiográfico obtidos durante a coleta de dados. Todos os voluntários conseguiram realizar as contrações solicitadas com baixa variação de força em relação á linha de treino.
31
Figura 8. A: Linha de força obtida durante a coleta de dados. As rampas de força são referentes à 10, 15, 20, 25 e 30% da CVM. B: Sinal eletromiográfico do músculo trapézio fibras descendentes, obtido durante a elevação do ombro em cada rampa de força.
Na análise da amplitude o sinal EMG foi possível observar diferença significativa entre os grupos tratados com LBP e LBPP (p < 0,001: ANOVA). O
grupo tratado com LBP apresentou diminuição significativa do RMSg (p <0,0001: ANOVA) enquanto que esses resultados não foram observados para o tratamento com LBPP (p > 0,05: ANOVA). Os efeitos obtidos no tratamento com LBP foram observados nos 5 níveis de força sendo que os maiores níveis (25 e 30 % da CVM) apresentaram as maiores diferenças (p < 0,0001) (Figura 9).
Figura 9. Média e desvio padrão da amplitude do sinal eletromiográfico (RMS) pré e pós irradiação com LBP e com laser placebo, observados em 5 diferentes níveis de força (10, 15, 20, 25, 30% da CVM).* Demonstra diferença estatística significativa (P < 0.001: Teste post hoc de Bonferroni).
5.2 Análise da velocidade de condução nervosa (VC)
A figura 10 demonstra a média e o desvio padrão da VC observada pré e pós tratamento com LBP e LBPP. De acordo com os resultados observados pela ANOVA, nenhuma alteração foi observada entre os tratamentos (p > 0,05: ANOVA) assim como para cada tratamento (LBP: p > 0,05; LBPP: p > 0,05 - ANOVA).
33
Figura 10. Média e erro padrão da velocidade de condução nervosa observada pré e pós intervenção com laser placebo e convencional, em cinco diferentes níveis de força (10, 15, 20, 25 e 30% da CVM).
5.3. Análise do índice de sensibilidade
Em relação ao índice de sensibilidade, não foi possível verificar alterações entre os valores obtidos pré e pós tratamento com LBP (Pre-tratamento: 0,34 ± 0,52 %/N; Pós-tratamento: 0,35 ± 0,50 %/N) e com LBPP (Pré-tratamento: 0,33 ± 0,52 %/N; Pós-tratamento: 0,37 ± 0,57 %/N ). A média o esvio padrão dos valores do índice de sensibilidade calculado para cada grupo estão demonstrados na Figura 11.
Figura 11. Média e erro padrão dos valores da sensibilidade da amplitude do sinal EMG em relação às mudanças da força de elevação do ombro, calculada pré e pós tratamento com laser e laser placebo.
6. DISCUSSÃO
Nesse estudo, foi possível verificar por meio da eletromiografia de superfície que a irradiação com o LBP altera as propriedades mioelétricas do músculo TFD. Os resultados encontrados demonstraram que uma única sessão de LBP, diminui de maneira significativa a amplitude do sinal eletromiográfico porém, sem alterar a velocidade de condução nervosa.
Em geral, a amplitude do sinal varia quando a velocidade de propagação dos potenciais de ação são alterados devido ao estado de polarização da membrana da fibra muscular64. Mudanças nas propriedades da membrana como
por exemplo, aumento da concentração de potássio extracelular podem refletir em uma diminuição da amplitude e da VC do sinal EMG65. Essas alterações são
decorrentes da geração do potencial de ação e o desequilíbrio na bomba de sódio-potássio, com difusão de potássio fora do fibras66.
Este mecanismo provavelmente não foi alterado pela irradiação do LBP nos voluntários desse estudo uma vez que não ocorreu nenhuma alteração na VC das fibras superficiais do músculo TFD. No entanto, é importante destacar que, alterações na VC de fibras sensitivas já foram relatadas em estudos anteriores67,68,69 e isso indica que a irradiação com LBP pode promover efeitos
diferentes entre as fibras sensitivas e motoras.
Diante dessas observações, a alteração ocorrida na amplitude do sinal EMG, pode ser decorrente de mudanças na forma de recrutamento das unidades motoras ativas ou na própria atividade metabólica das fibras musculares.
O recrutamento das fibras musculares está relacionado com alterações da amplitude do sinal EMG, como já demonstrado durante exercícios intermitentes ou em contrações submáximas sustentadas70,71. Dentre os principais mecanismos
que podem aumentar a amplitude do sinal EMG destacam-se o aumento na frequência de disparo do neurônio motor71,72,63 e o aumento do número de
neurônios motores recrutados72,63. Essas mudanças estão diretamente
relacionados com a produção de força73, ou seja, podem variar de acordo com o
tipo de solicitação muscular (tarefa).
Embora a distribuição de entradas sinápticas possam influenciar a ordem em que as unidades motoras (neurônio motor mais as fibras musculares por ele
35
inervado) são recrutadas, o determinante mais importante é o tamanho das unidades motoras. Unidades motoras pequenas têm axônios de pequeno diâmetro que normalmente inervam fibras musculares lentas que são mais resistentes à fadiga, ao passo que unidades motoras grandes, têm axônios de grande diâmetro e inervam fibras musculares mais rápidas e mais fadigáveis74,75 .
De acordo com a teoria do “princípio do tamanho” relatado por HENNENAN et al.74, em uma contração muscular os neurônios motores menores são os
primeiros a serem recrutados em resposta a um aumento na despolarização das correntes sinápticas. Sendo assim, as unidades motoras que são recrutadas adicionalmente durante as contrações são maiores e apresentam maior limiar e em geral aumentam a VC76. Como conseqüência, essa condição também reflete
em um aumento da amplitude do sinal EMG77.
Embora haja alguma variação na ordem de recrutamento de unidades motoras com limiares de disparos semelhantes78,79, essa é essencialmente a
mesma para contrações isométricas e dinâmicas, incluindo contrações durante encurtamento e alongamento80,81.
Diante dessas observações, como nesse estudo os testes foram realizados em contrações sustentadas submáximas, uma possível explicação para a diminuição da amplitude do sinal EMG encontrada após aplicação do LBP, talvez esteja relacionada à uma alteração no recrutamento das unidades motoras.
Considerando que um aumento do número de neurônios motores recrutados podem aumentar a amplitude do sinal durante a contração muscular72,63, uma possibilidade é de que uma menor quantidade de unidade
motoras possam ter sido necessárias para manter o mesmo nível de contração. Para que isso possa ter acontecido, é possível que alguma alteração metabólica nas fibras musculares tenham ocorrido, em decorrência da irradiação com o LBP. Como descrito acima, mudanças nas propriedades de membrana da fibra muscular, proporcionam alteração na VC assim como na amplitude do sinal
EMG82,65. Sendo assim, o fato da VC ter se mantido praticamente a mesma pré e
pós tratamento, reforça a hipótese de uma ação do laser nos mecanismos de contração da fibra muscular.
Se for considerado o fato de que o músculo TFD é composto por fibras musculares tipo I (terço inferior do músculo) e tipo II (demais áreas do músculo)8 e
que, os dados foram coletados em uma contração submáxima baixa (10 a 30% da CVM), é possível que para essa tarefa, a maior contribuição tenha sido das fibras tipo I. De maneira geral, essas fibras além se serem inervadas por neurônios motores menores, apresentam grandes quantidades de mioglobina assim como de rede capilar o que contribui para maior capacidade de oxidação ativa, e que portanto, apresentam maior resistência à fadiga84,85.
Em estudos sobre a ação do LBP durante a realização de exercícios, já foi descrito uma melhora da função mitocondrial19,26, da circulação intramuscular86, e
da capacidade antioxidante87,88,89. Esses efeitos, são denominados de
ergogênicos e contribuem para uma melhora na função contrátil do músculo assim como o desempenho físico90.
Dessa maneira, a melhora do fluxo sanguíneo intra-muscular e da oxigenação, pode favorecer em um primeiro momento a atividade das fibras tipo I, por utilizarem o oxigênio como principal fonte de energia para o desempenho de suas atividades.
Diante dessas observações, todas essas possíveis ações da irradiação com laser, reforçam a hipótese de que, a diminuição da amplitude do sinal EMG demonstrada nesse estudo, são decorrentes de uma melhora na eficiência do metabolismo e atividade das fibras musculares durante suas atividades de contração. Como consequência dessa melhora, um menor número de unidades motoras pode ter sido recrutada para a produção de força necessária para manter, após a aplicação do LBP, os mesmos níveis submáximos de contração (10 a 30 % da CVM) verificados antes do tratamento.
7
. CONCLUSÃO
Nesse estudo foi possível observar um efeito imediato significativo da irradiação com laser de baixa potência sobre a atividade eletromiográfica do músculo trapézio fibras descendentes em indivíduos saudáveis. Esse efeito pode estar relacionado à uma melhora na função contrátil do músculo, decorrentes de alterações no metabolismo das fibras musculares irradiadas.
37
Além disso, nesse estudo, foi possível observar que a eletromiografia de superfície pode ser utilizada como uma ferramenta para avaliar os efeitos do laser sobre a atividade do músculo estriado esquelético.
8.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
1. Jang H, Lee H. Meta-analysis of pain relief effects by laser irradiation on joint areas. Photomed Laser Surg, 2012; 30 (8): 405-17.
2. Fulop AM, Dhimmer S, Deluca JR, Johanson DD, Lenz RV, Patel KB, Douris PC, Enwemeka SC. A Meta-analysis of the Efficacy of Laser Phototherapy on Pain Relief. Clinical Journal Pain, 2010; 26 (8): 729-36.
3. Alves AN, Fernandes KP, Deana AM, Bussadori SK, Mesquita-Ferrari RA. Effects of Low-Level Laser Therapy on Skeletal Muscle Repair. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation, 2014; 93: 1073-85.
4. Isman E, Aras MH, Cengiz B, Bayraktar R, Yolcus U, Topcuoglu T, Usumez A, Demirs T. Effects of laser irradiation at different wavelengths (660, 810, 980, and 1064 nm) on transient receptor potential melastatin channels in an animal model of wound healing. Lasers in Medical Science, 2015; 30 (5): 1489-95.
5. Alves ACA, Vieira RP, Leal-Junior ECP, Albertini R, Ligeiro AP, Silva Junior JA, de Carvalho PDETC. Effect of Low Level Laser Therapy on the expression of inflammatory mediators and on neutrophils and macrophages in acute joint inflammation. Arthritis Research & Therapy (Print), 2013;15: R116.
6. Reis FA, da Silva BAK, Laraia EMS, Leal-Junior ECP, de Carvalho PDETC. Effects of Pre- or Post-Exercise Low-Level Laser Therapy (830 nm) on Skeletal Muscle Fatigue and Biochemical Markers of Recovery in Humans: Double-Blind Placebo-Controlled Trial. Photomedicine and Laser Surgery, 2015; 32: 106-112. 7. Chow RT. Dose dillemas in low level laser therapy, the effects of different paradigms and historical perspectives. Laser Therapy, 2001; 13: 102-09.
8. Starkey C. Therapeutic Modalities. 3rd ed. Philadelphia, PA: FA Davis Co. 2004; 379.
9. Huang YY, Chen AC, Carroll JD, Hamblin MR. Biphasic dose response in low level light therapy. Dose Response, 2009; 7 (4): 358-83.
10. Amadio EM, Serra AJ, Guaraldo AS, Silva Junior JA, Antonio EL, Silva F, Pontes LA, Tucci PJF, Leal-Junior ECP, de Carvalho PDETC. The action of pre- exercise low-level laser therapy (LLLT) on the expression of IL-6 and TNF-α proteins and on the functional fitness of elderly rats subjected to aerobic training. Lasers in Medical Science, 2015; 30: 1127.
39
11. Firório FB, Albertini R, Leal-Junior ECP, de Carvalho PDETC. Effect of low- level laser therapy on types I and III collagen and inflammatory cells in rats with induced third-degree burns. Lasers in Medical Science, 2014; 29: 313-19.
12. Alghamdi KM, Kumar A, Moussa NA. Low-level laser therapy: a useful technique for enhancing the proliferation of various cultured cells. Lasers in Medical Science,2012; 27(1): 237-249.
13. Lui H, Anderson RR. Radiation source and interaction with skin. In: Lim, H.W., Honigsmann, H., Anderson, R.R. Photodermatology, 1.ed. New York: informa Healthcare, 2007.
14. Baxter GD, Bell AJ, Allen JM, Ravey J. Low-level laser therapy: current clinical practice in Northern Ireland. Physiotherapy, 1991; 77 (3): 171-78.
15. Tumilty S, Munn J, Mcdonough S, Hurley DA, Basford JR, Baxter GD. Low level laser treatment of tendinopathy: a systematic review with meta-analysis. Photomed Laser Surgery, 2010; 1: 3-16.
16. Ribeiro BG, Alves NA, dos Santos LAD, Fernandes KPS, Cantero TM, Gomes MT, França CM, da Silva DDEFT, Bussadori SK, Mesquita-Ferrari RA. The effect of low-level laser therapy (LLLT) applied prior to muscle injury. Lasers in Surgery and Medicine, 2015; 47 (7): 571-79.
17. Avci P, Gupta AP, Sadasivam M, Vecchio D, Pam Z, Hamblim MR. Low-level laser (light) therapy (LLLT; in skin: stimulating, healing, restoring. Seminars Cutaneous Medicine SurgeryjJournal, 2013; 32 (1): 41-52.
18. Hashmi JT, Huang YY, Osmani BZ, Sharma SK, Naeser MA, Hamblin MR. Role of low-level laser therapy in neurorehabilitation. National Institutes of health, 2010; 2 (12): S292-305.
19. Karu TI. Primary and secondary mechanisms of action of visible-to-near IR radiation on cells, J. Photochem. Photobiology, 1999; 49: 1-17.
20. Chance B, Hess B. Spectroscopic evidence of metabolic control. Science, 1959; 129: 700-08.
21. Karu TI. Molecular mechanism of the therapeutic effect of low-intensity laser radiation, Lasers Life Science, 1988; 2: 53-74.
22. Passarella S, Casamassima E, Molinari S, Pastore D, Quagliariello E, Catalano IM, Cingolani A. Increase of proton electrochemical potential and ATP
synthesis in rat liver mitochondria irradiated in vitro by helium–neon laser, FEBS Letters, 1984; 175: 95-99.
23. Wilden L, Karthein R. Import of radiation phenomena of electrons and therapeutic low-level laser in regard to the mitochondiral energy transfer. J Clin Laser in Medical Surgery, 1998; 16 (3): 159-65.
24. Bakeeva LE, Manteifel VM, Rodichev EB, Karu TI. Formation of gigantic mitochondria in human blood lymphocytes under the effect of an He-Ne laser. Molecular Biology (Mosk) Journal, 1993; 27 (3): 6017.
25. Manteifel VM, Karu TI. Structure of mitochondria and activity of their respiratory chain in subsequent generations of yeast cells exposed to He-Ne laser light. Izv Akad Nauk Ser Biol, 2005; 6: 672-83.
26. Silveira PCL, Silva LA, Fraga DB, Freitas TP, Streck EL, Pinho R. Evaluation of mitochondrial respiratory chain activity in muscle healing by low-level laser therapy. Journal Photochemical Photobiology, 2009; B95 (2): 89-92.
27. Passarella S, Ostuni A, Atlante A, Quagliariello E. Increase in the ADP/ATP exchange in rat liver mitochondria irradiated in vitro by helium-neon laser. Biochemical Biophysical Research Communications, 1988; 15 (2): 978-86.
28. Hayworth CR, Rojas JC, Padilla E, Holmes GM, Sheridan EC, Gonzalez-Lima F. In vivo low-level light therapy increases cytochrome oxidase in skeletal muscle. Photochem Photobioogyl, 2010; 86 (3): 673-80.
29. Karu TI. Ten Lectures on Basic Science of Laser Phototherapy, Prima Books AB, Grangesberg (Sweden), 2007.
30. Pastore D, Greco M, Passarella S. Specific helium–neon laser sensitivity of the purified cytochrome c oxidase. International Journal Radiation Biology, 2000; 76: 863-70.
31. Campaña V, Catsel A, Vidal AE, Juri H, Palma JA. Prostaglandin E2 in experimental arthritis of rats irradiated with HeNe laser. Journal of Clinical Laser in Medicine and Surgery, 1993; 11: 79-81.
32. Navratil L, Dylevsky I. Mechanisms of the analgesic effect of therapeutic lasers in vivo. Laser Therapy, 1997; 9: 33-39.
33. Santos SA, Alves AC, Leal-Junior EC, Albertini, R, Vieira RP, Ligiero AP, Junior JA, de Carvalho PT. Comparative analysis of two low-level laser doses on
41
the expression of inflammatory mediators and on neutrophils and macrophages in acute joint inflammation. Lasers in Medical Science, 2014; 29 (3): 1051-58.
34. SNYDER-MACKLER L, BORK C.E. Effect of heliumneon laser irradiation on peripheral sensory nerve latency. Physiology Therapy, 1988; 68: 223-25
35. Maeda, T. Morphological demonstration of low reactive laser therapeutic pain attenuation effect of the gallium aluminium arsenide diode laser. Laser Therapy, 1989; 1: 23-30.
36. Kono T, Kasai S, Sakamoto T, Mito M. Cord dorsum potentials suppressed by low power laser irradiation on a peripheral nerve in the cat. Journal Clinical Laser Med, 1993; 11: 115-8.
37. Chow RT, Armati P, Laakso E-L, Bjordal JM, Baxter GD. Inhibitory Effects of Laser Irradiation on Peripheral Mammalian Nerves and Relevance to Analgesic Effects: A Systematic Review. Photomedicine and Laser Surgery, 2011; 29 (6): 365-81.
38. Chow RT, Johnson MI, Lopes-Martins RAB, Bjordal JM. Efficacy of low-level laser therapy in the management of neck pain: a systematic review and meta- analysis of randomised placebo or active-treatment controlled trials. The Lancet, 2009; 374: 1897-908.
39. Kadhim-Saleh A, Maganti H, Ghert M, Singh S, Farrokhyar F. Is low-level laser therapy in relieving neck pain effective? Systematic review and meta-analysis. Rheumatoogyl Int, 2013; 33: 2493-2501.
40. Bogduk, N. Neck pain. Australian Family Physician, 1984; 13: 26-30.
41. Hagberg M, Wegman DH. Prevalence rates and odds ratios of shoulder-neck diseases in different occupational groups. British Journal Internation Medicine, 1987; 44: 602-10.
42. Fernandes-de-Las-Penas C, Alonso-Blanco C, Miangolarra JC. Myofascial trigger points in subjects presenting with mechan- ical neck pain: a blinded, controlled study. Manual Therapy, 2006; 12: 29-33.
43. Fernández-de-Las-Peñas C, Cuadrado ML, Pareja JA. Myofascial Trigger Points, Neck Mobility, and Forward Head Posture in Episodic Tension-Type Headache. The Journal of Head and Face Pain, 2007; 47 (5): 662-72.
44. Nicolau R, Martinez M, Rigau J, Tomas J. Neurotransmitter release changes induced by low power 830nm diode laser irradiation on the neuromuscular junction. Lasers in Surgery and Medicine, 2004; 35: 236-41.
45. Olavi A, Pekka R, Pertti K, Pekka, P. Effects of the infrared laser therapy at treated and non-treated trigger points. Acupuncture Electrotherapy Research, 1989; 14: 9-14.
46. Tsuchiya D, KawatanI M, Takeshige C, Sato T, Matsumoto I. Diode laser irradiation selectively diminishes slow component of axonal volleys to dorsal roots from the saphenous nerve in the rat. Neuroscience Letters, 1993; 161: 65-68. 47. Tsuchiya D, Kawatani M, Takeshige C. Laser irradiation abates neuronal responses to nociceptive stimulation of rat-paw skin. Brain Research Bulletin, 1994; 34: 36974.
48. Chow R, David M, Armati P. 830-nm laser irradiation induces varicosity formation, reduces mitochondrial membrane potential and blocks fast axonal flow in small and medium diameter rat dorsal root ganglion neurons: implications for the analgesic effects of 830-nm laser. Journal of the Peripheral Nervous System, 2007; 12: 28-39.
49. Kudoh C, Inomata K, Okajima k, MotegI M, Ohshiro T. Effects of 830nm gallium aluminium arsenide diode laser radiation on rat saphenous nerve sodium- potassium-adenosine triphosphatase activity: a possible pain attenuation mechanism examined. Laser Therapy, 1989; 1: 63-67.
50. Chow RT, Barnsle L. Systematic Review of the Literature of Low-Level Laser Therapy (LLLT) in the Management of Neck Pain. Lasers in Surgery and Medicine, 2005; 37: 46-52.
51. Basford J. Low intensity laser therapy: Still not an established tool. Lasers in Surgery and Medicine,1995; 16: 331-42.
52. Ruiter CJ, Elzinga MJ, Verdijk PW, Van MW, DE HA. Voluntary drive dependent changes in vastus lateralis motor unit firing rates during a sustained isometric contraction at 50% of maximum knee extension force. Pflugers Archiv, 2004; 447 (4): 436-44.
53. Mottram CJ, Jakobi JM, Semmler JG, Enoka RM. Motor-unit activity differs with load type during a fatiguing contraction. Journal Neurophysiology, 2005; 93 (3): 1381-92.
43
54. Kallenberg LAC, Hermens HJ. Behaviour of a surface EMG based measure for motor control: Motor unit action potential rate in relation to force and muscle fatigue. Journal Electromyogr Kinesiology, 2007; 18 (5): 780-88.
55. Djavid GE, Mehrdad R, Ghasemi M, Hasan-Zadeh H, Sotoodeh-Manesh A, Pouryaghoub G. In chronic low back pain, low level laser therapy combined with exercise is more beneficial than exercise alone in the long term: a randomised trial. Australian Journal Physiotherapy, 2007; 53: 155-60.
56. Faul F, Erdfelder E, Lang AG, Buchner A. G power 3: a flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences. Behavior Research Methods, 2007; 39 (2): 175-91.
57. Availablefrom: www.consort-statement.org(CONSORTI).
58. Mclean L, Chislett M, Keith M, Murphy M, Walton P. The effect of head position, electrode site, movement and smoothing window in the determination of a reliable maximum voluntary activation of the upper trapezius muscle. Journal Electromiogr and Kinesiology, 2003; 13: 169-80.
59. Jensen C, Vasseljen Junior O, Westgaard RH. Estimating Maximal EMG Amplitude for the Trapezius Muscle: On the Optimization of Experimental
Procedure and Electrode Placement for Improved Reliability and Increased Signal Amplitude. Journal of Electromiographic and Kinesiologic, 1996; 6: 58.
60. Bert-Ulrich K, Schumann NP, Stegeman DF, Scholle HC. Surface EMG mapping of the human trapezius muscle: the topography of monopolar and bipolar surface EMG amplitude and spectrum parameters at varied forces and in fatigue. Clinical Neurophysiology, 2000; 111: 686-93.
61. Barbero M, Gatti R, Conte LL, Macmillan F, Coutts F, Merletti R. Reliability of surface EMG matrix in locating the innervation zone of upper trapezius muscle. Journal of Electromyography and Kinesiology, 2011: 21: 827-33.