Para análise da quantidade e tamanho dos sarcômeros, foram selecionados dois animais de cada grupo aleatoriamente. O cálculo utilizado, para se encontrar o valor do tamanho dos sarcômeros e quantidade total de sarcômeros por fibra, consiste em uma regra de três simples. Cálculo para achar o valor total de sarcômeros em uma fibra muscular:
Total de sarcômeros = comprimento da fibra x nº de sarcômeros em 300 µm 300 µm
Cálculo para encontrar o tamanho real do sarcômero: Tamanho do sarcômero = valor total de sarcômeros em 300 µm
300 µm
Figura 9 – Fórmula para avaliação do comprimento e número total de sarcômeros em série.
Fonte: COUTINHO et al. (2002).
Assim como o peso e o comprimento muscular, a quantidade de sarcômeros em série foi influenciada pela imobilização e pelo alongamento
muscular, onde foram observados os seguintes valores para os diferentes grupos: Grupo 1 apresentou 487,50 ± 17,35 sarcômeros no MSD e 374,50 ± 13,43 sarcômeros para o MSE em um campo de 300 µm, somando um total de 6420 sarcômeros por fibra muscular no MSD e 4190 sarcômeros por fibra no MSE; Grupo 2 apresentou 451,5 ± 21,92 sarcômeros no MSD e 329 ± 5,65 sarcômeros no MSE sarcômeros para o MSE em um campo de 300 µm, somando um total de 5761 sarcômeros por fibra muscular no MSD e 4012,5 sarcômeros por fibra no MSE; Grupo 3 apresentou 438 ± 2,82 sarcômeros no MSD e 471,5 ± 4,94 sarcômeros no MSE sarcômeros para o MSE em um campo de 300 µm, somando um total de 6220 sarcômeros por fibra no MSD e 6819 sarcômeros por fibra no MSE; G4 apresentou 451,5 ± 27,57 sarcômeros no MSD e 436 ± 15,55 sarcômeros no MSE sarcômeros para o MSE em um campo de 300 µm, somando um total de 5237 sarcômeros por fibra no MSD e 4536 sarcômeros por fibra no MSE. A análise dos resultados mostrou que a imobilização por 21 dias (G1) alterou significativamente o comprimento dos sarcômeros do músculo sóleo, quando comparado com o sóleo controle (1,25 ± 0,05 versos 1,45 ± 0,05 µm p 0,05 respectivamente). Os músculos imobilizados e alongados a cada 72 horas (G2) também apresentaram redução no comprimento dos sarcômeros, quando comparados aos músculos controles (1,09 ± 0,02 versos 1,45 ± 0,05 µm p 0,05 respectivamente). No grupo apenas alongado a cada 72 horas (G3) o alongamento não inferiu no tamanho dos sarcômeros (1,57 ± 0,01 versos 1,45 ± 0,05 µm p > 0,05 respectivamente).
Sabe-se que o comprimento funcional do sarcômero para o melhor desempenho funcional, varia de 2,0 – 2,5 µm. No presente estudo, ambos os grupos imobilizados tiveram uma redução no comprimento dos sarcômeros em série. Foram observados os seguintes valores: Grupo 1 apresentou 1,62 ± 0,17 µm para os sarcômeros do MSD e 1,25 ± 0,05 µm para os sarcômeros do MSE; Grupo 2 apresentou 1,5 ± 0,07 µm para os sarcômeros do MSD e 1,09 ± 0,02 µm para os sarcômeros do MSE; Grupo 3 apresentou 1,45 ± 0,01 µm para os sarcômeros do MSD e 1,57 ± 0,01 µm para os sarcômeros do MSE; Grupo 4 apresentou1,50 ± 0,09 µm para os sarcômeros do MSD e 1,45 ± 0,05 µm para os sarcômeros do MSE.
A análise dos resultados mostrou que a imobilização por 21 dias (G1) alterou significativamente o comprimento dos sarcômeros do músculo sóleo, quando comparado com o sóleo controle (1,25 ± 0,05 versos 1,45 ± 0,05 µm p 0,05 respectivamente). Os músculos imobilizados e alongados a cada 72 horas (G2) também apresentaram redução no comprimento dos sarcômeros, quando comparados aos músculos controles (1,09 ± 0,02 versos 1,45 ± 0,05 µm p 0,05 respectivamente). No grupo apenas alongado a cada 72 horas (G3) o alongamento não inferiu no tamanho dos sarcômeros (1,57 ± 0,01 versos 1,45 ± 0,05 µm p > 0,05 respectivamente).
5 DISCUSSÃO
DURIGON (1995), descreve o alongamento muscular como um procedimento de rotina nas clínicas de fisioterapia, onde o fisioterapeuta preocupa-se com os componentes osteomioarticulares envolvidos, procurando controlar o posicionamento do paciente de modo a isolar o grupo muscular que se pretende trabalhar, de maneira a proteger as demais estruturas corporais.
TABARY et al. (1972) demonstraram de forma brilhante o mecanismo de adaptação do sistema músculo esquelético a diferentes graus de extensão. Neste mesmo estudo foi demonstrado que apesar de estímulos iguais o ganho de sarcômeros em série é menor que sua degradação. Outro fator importante demonstrado é a reversibilidade do encurtamento muscular, sendo que a própria marcha do animal solto na gaiola foi suficiente para reverter o encurtamento muscular promovido pela imobilização.
Através dos resultados obtidos, pode-se observar que a imobilização causou diminuição no número de sarcômeros em série nas fibras musculares do sóleo. Apesar da aplicação de um protocolo de alongamento passivo durante 40 min a cada 72 horas nesses músculos, não foi possível prevenir a perda de sarcômeros em série na fibra muscular. Mas músculos que não foram imobilizados e foram submetidos ao mesmo protocolo de alongamento apresentaram aumento no número de sarcômeros em série.
Apesar de estudos prévios demonstrarem que 30 min de alongamentos diários em músculos mantidos em posição encurtada por imobilização, previniram a perda de sarcômeros em série. Essas diferenças nos resultados mostram que a
freqüência em que as sessões de alongamento foram realizadas tiveram papel importante na prevenção da perda de sarcômeros em série e conseqüente instalação do encurtamento muscular.
Foi constatado que músculos normais apenas submetidos ao alongamento apresentaram um aumento significativo no número de sarcômeros em série, comprovando que o alongamento passivo estimula a síntese de proteínas e adição de sarcômeros ao longo da fibra muscular.
A redução no peso e no comprimento das fibras musculares imobilizadas em posição de encurtamento é acompanhada de uma redução no tamanho do músculo, assim como observado em outros trabalhos. Para analisar o comprimento da fibra muscular utilizamos como referência o comprimento muscular, devido a uma característica do músculo sóleo aonde 100 % de suas fibras musculares vão da origem proximal até a inserção distal.
Os resultados do comprimento e peso muscular, vem a somar com os resultados encontrados para o total de sarcômeros e comprimento de sarcômeros, onde é significante a perda de estruturas celulares das fibras, promovendo assim a redução no comprimento e peso muscular, características do encurtamento muscular pela perda de sarcômeros em série.
De acordo com autores como WILLIAMS, (1990) e GAJDOSIK, (2001) músculos imobilizados em posição de encurtamento sofrem um ajuste adaptativo no número de sarcômeros em série, de forma a regular um tamanho ideal para o desenvolvimento de máxima força pelos sarcômeros (2,0 – 2,5 µm).
Em nosso estudo, ambos os grupos imobilizados tiveram uma redução no comprimento dos sarcômeros em série. Estes achados contradizem a literatura, que tem mostrado que o encurtamento muscular, associado à perda de sarcômeros em série leva a ligeiro aumento do comprimento dos sarcômeros restantes (WILLIAMS & GOLDSPINK, 1978). Provavelmente não foi a imobilização quem promoveu essa redução no comprimento dos sarcômeros nos grupos imobilizados, pois essa alteração também foi constatada nos demais grupos, podendo decorrer de um erro na técnica de medida.
Apesar de estar descrito na literatura que a redução no tamanho dos sarcômeros é indicativo de síntese de novas unidades contráteis, não se pode comprovar que a redução no tamanho dos sarcômeros encontrada no presente estudo seja indicativo de síntese protéica.
Além das alterações estruturais encontradas, foram encontradas outras alterações não mensuráveis quantitativamente, mas que podem ter alguma relação com os resultados apresentados. A presença de úlceras de pressão em pontos onde a malha de aço estava em contato direto com a pele do animal e a dificuldade em se movimentar pela imobilização, podem ter influenciado na alimentação do animal, o que por sua vez, pode ter influenciado em variáveis como o peso muscular.
A rigidez articular, dor do animal frente ao alongamento e a dificuldade de manter alguns animais parados mesmo estando sob efeito anestésico, pode ter alterado a precisão e a intensidade do alongamento aplicado no músculo sóleo.
Apesar do modelo utilizado no presente estudo, para a imobilização dos animais ser um dos modelos mais práticos, houve durante a imobilização fuga de
alguns animais que permaneciam algum período fora da roupa de imobilização, e ainda, alguns animais desenvolveram edema por compressão vascular e tiveram que permanecer tempo suficiente sem a imobilização para que o edema revertesse.
6 CONCLUSÃO
A imobilização promoveu perda de sarcômeros em série, redução no peso muscular e comprimento das fibras musculares, comprovando assim que a imobilização promove o encurtamento muscular tendo uma relação direta com a posição em que o segmento é imobilizado, ou seja, a imobilização da pata do rato em plantiflexão é favorável para a instalação do encurtamento muscular no músculo sóleo.
O alongamento muscular passivo mantido por um período de 40 min., realizado a cada 72 h não foi eficaz para preveni r a perda de sarcômeros em série e conseqüentemente o encurtamento muscular em músculos sóleo de ratos mantidos em posição de encurtamento. Porém, em músculos normais somente alongados houve aumento no número de sarcômeros em série, comprovando que o alongamento passivo estimula a síntese de proteínas e a adição de sarcômeros em série.
A freqüência em que as sessões de alongamentos foram realizadas tiveram papel fundamental na ineficiência do protocolo adotado neste estudo, visto que protocolos onde as sessões foram realizadas diariamente obtiveram resultados favoráveis na prevenção da perda do número de sarcômeros em série, prevenindo assim o encurtamento muscular.
Os resultados apresentados anteriormente demonstram que um mesmo protocolo aplicado em situações diferentes promove resultados diferentes, ou seja, estimula a síntese de sarcômeros em músculos normais não imobilizados, mas
não previne a instalação do encurtamento muscular, estando assim, o sucesso do tratamento na escolha tomada pelo terapeuta.
REFERÊNCIAS
ADAMS, G. R.; McCUE, S. A. Localized infusion of IGF-I results in skeletal hypertrophy in rats. Journal Applied Physiology, v. 84, p. 1716-1722, 1997. ALBERNETHY, P. J.; JURIMAE.; LOGAN, P. A.; TAYLOR, A. W.; THAYLER, E. Acute and chronic response of skeletal muscle to resistance exercise. Sports Medicine, v. 17, p. 22-38, 1994.
ALDER, A. B.; CRAWFORD, G. N. C.; EDWARDS, R. G. The effect of limitation of moviment on longitudinal muscle growth. Hebd Séance Academi, v. 150, p. 554-562, 1958.
ANTONIO, A.; GONYEA, W. J., Skeletal muscle fiber hyperplaisa. Médicine Science Review, v.26, p.31-60.
APPEL, H. J. Skeletal muscle atrophy during immobilization. International Journal Sports Medicine, v. 7, n. 1, p. 01-05, 1986.
BOOTH, F. W.; KELSO J. R. Protection of rat muscle atrophy by cast fixation. Journal Applied Physiology, v. 34, n. 3, p. 404-406, 1973.
BOOTH, F. W.; SEIDER, M. J. Recovery of skeletal muscle after 3 mo of hind limb immobilization in rats. Journal Applied Physiology, v. 47, p. 435-439, 1979.
COUTINHO, E. L.; GOMES, A. R. S.; FRANÇA, C. N.; SALVINI, T. F. A new model for immobilization of rat hind limb. Brasilian Journal of Medical and Biological Research, v. 35, p. 1-4, 2002.
DEYNE, P. Application of passive stretch and its implications for muscle fibers. Physical Therapy, v. 81, p. 819-826, 2001.
DIX, D. J.; EISENBERG, B. R. Myosin mRNA accumulation and myofibrillogenesis at the myotendinous junction of stretched muscle fibers. Journal of Cell Biology, v. 111, n. 5, p. 1885-1894, 1990.
FELAND, J. B.; MYRER, J. W.; SCHULTHIES, S. S.; FELLINGHAM, G. W.; MEASOM, G. W. The effect of duration of stretching of the hamstring muscle group for increasing range of motion in people age 65 years or older. Physical Therapy, v. 81, p. 1110-1117, 2001.
FURST, D. O.; OSBORN, M.; NAVE, R.; QEBER, K. The organization of titin filaments in the half-srcomere revaled by monoclonal antibodies in
immunoelectron microscopy: A map of ten nonrepetitive epitomes starting at the Z-line extends close to the M-line. Journal of Cell Biology, v. 106, n. 5, p. 1563-1572, 1988.
GAJDOSIK, R. L. Passive extensibility of skeletal muscle: review of literature with clinical implications. Clinical Biomechanics, v.16, p. 87-101, 2001.
GOLDSPINK G. Sarcomere length during postnatal growth of mammalian muscle fibres. Journal Cell Science, v. 3, p. 539-548, 1968.
GOLDSPINK, G. Muscle growth and muscle function: a molecular biological perspective. Research Veterinary Science, v. 60, n. 3, p. 193-204, 1996.
GOLLNICK, P. D.; TIMSON, B. F.; MOORE, R. L.; RIEDY, M., “Muscular enlargement and number of fibers in skeletal muscles of rats. Journal Applied Physiology, v. 50, p. 936-943, 1981.
GONYEA, W. J. Role of exercise in inducing increases in skeletal muscle fiber number. Journal Applied Physiology, v. 48, p. 421-426, 1980.
GORDON, A. M; HUXLEY, A. F.; JULIAN F. J. The variation in isometric tension with sarcomere lenght in vertebrate muscle fibers. Journal Physiology, v. 184, p. 170-192, 1966.
GUNST, S. J.; WU M. Plasticity in skeletal, cardiac and smooth muscle selected contribution: plasticity of airway smooth muscle stiffness and extensibility: role of lenght-adaptive mechanisms. Journal Applied Physiology, v. 90, p. 741-749, 2001.
GUYTON, C. A., HALL, J. E., Tratado de Fisiologia Médica. 9 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.
JUNQUEIRA, J. C.; CARNEIRO, J. Histologia Básica: Tecido Muscular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999.
LARSSON, L.; TESCH, P. A. Motor unit fibre density in extremely hyper trophied skeletal muscle in man: Electrophysiological signs of muscle fiber hiperplasia. European Journal Applied Physiology, v. 55, p. 130-136, 1986.
LIEBER, R. L. Skeletal muscle structure and function. Implications for rehabilitation and sports medicine. Skeletal muscle adaptation to decreased use, 1992.
MAREY, E. Recherches experimentales sur la morphologie des muscles. Hebd Séance Academi, v. 105, p. 446-451, 1887. Apud SALVINI, T. F. Plasticidade e adaptação postural dos músculos esqueléticos. In: MARQUES, A. P.
Cadeias Musculares – Um programa para ensinar avaliação fisioterapêutica global. São Paulo: Editora Manole, 2000.
MARUYAMA, K. Connectin, na elastic filamentous protein of striated muscle. International Review of Cytology, v. 104, p. 81-115, 1986.
MAURO, A. Satellite cells of skeletal muscle fibers. Journal Biophysical Biochemist Cytology, v. 9, p. 493-495, 1961.
MINAMOTO, V. B.; SALVINI, T. F. O músculo como um órgão de secreção hormonal regulado pelo estímulo mecânico. Revista brasileira de Fisioterapia, v. 5, n. 2, p. 87-94, 2001.
PHELAN, J. N.; GONYEA, W. J. Effect of radiation on satellite cell activity and protein expression in overload mammalian skeletal muscle. Anatomy Research, v. 247, p. 179-188, 1997.
POLLACK, G. H. Muscles & molecules: Uncovering the principles of biological motion. Seatle: Ebner & Sons, 1990.
ROSE, S. J.; ROTHSTEIN, J. M. Muscle biology and physical therapy. Physical Therapy, v. 62, p. 1754-1756, 1982.
SALVINI, T. F. Plasticidade e adaptação postural dos músculos esqueléticos. In: MARQUES, A. P. Cadeias Musculares – Um programa para ensinar avaliação fisioterapêutica global. São Paulo: Editora Manole, 2000.
SILVEIRA, M. L. A.; PÉROT, C.; GOUBEL, F. Plasticidade muscular. CCS, v. 13, n. 3, p. 23-32, 1994.
SMITH, L. K., WEISS, E. L.; LEHMKUHL, C. Cinesiologia Clínica de Brunnstrom. 5 ed. São Paulo: Editora Manole, 1997.
SVERZUT, A. C. M.; CHIMELLI, L. O papel das células satélites nas respostas adaptativas do tecido muscular esquelético. Revista de fisioterapia da USP, v. 6, n. 2, p. 132-139, 1999.
TABARY, J. C; TABARY, C.; TARDIEU, C.; TARDIEU, G.; GOLDSPINK G. Physiological and structural changes in the cat’s soleus muscle due to immobilization at different lengths by plaster casts. Journal Physiology, v. 224, p. 231-244, 1972.
TIMSON, B. F.; BOWLIN, B. K.; DUDENHOEFFER, G. A.; GEORGE, J. B., Fiber number, area, and composition of mouse soleus following enlargement. Journal Applied Physiology, v. 58, p. 619-624, 1985.
TRINICK, J.; KNIGHT, P.; WHITING, A. Purification and properties of native titin. Journal of molecular Biology, v. 180, n. 2, p. 331-356, 1984.
TROMBITAS, K.; POLLACK, G. H.; WRIGHT, J.; WANG, K. Elastic properties of titin filaments demonstrated using a “freezebreak” technique. Cell motility and the Cytoskeleton, v. 24, n. 4, p. 274-283, 1993.
VANDENBURGH, H. H. Motion into mass: how does tension stimulate muscle growth? Medicine Science Sports Exercice, v. 19: p 142-149, 1987.
WANG, K.; McCARTER, R.; WRIGHT, J.; BEVERLY, J., RAMIREZ, R. Regulation of skeletal muscle stiffnes and elasticity by titin isoforms: atest of the segmental extension model of resting tension. Proceedings of the National Academy of Science, v. 88, n. 6, p. 7101-7105, 1991.
WHALEN, R. G.; HARRIS, J. B.; BROWNE, G. S.; SESODIA, S. Expression of myosin isoforms during notexin-induced regeneration of rat soleus muscles. Dev. Biological, v. 141, p. 24-40, 1990.
WILLIAMS, P. E.; GOLDSPINK G. Longitudinal growth of striated muscle fibres. Journal Cell Science, v. 9, p. 751-761, 1971.
WILLIAMS, P. E.; GOLDSPINK G. The effect of immobilization on the longitudinal growth of striated muscle fibres. Journal Anatomy, v. 116, p. 45-55, 1973.
WILLIAMS, P. E.; GOLDSPINK, G. Changes in sarcomere length and physiological properties in immobilized muscle. Journal Anatomy, v. 127, p. 459-468, 1978.
WILLIANS, P. E.; GOLDSPINK, G. Connestive tissue in immobilised muscle. Journal Anatomy, v. 138, n. 2, p. 343-350, 1983.
WILLIAMS, P. E.; CATANESE, T.; LUCEY, E. G.; GOLDSPINK, G. The importance of stretch and contractile activity in the prevention of connective tissue accumulation in muscle. Journal Anatomy, v. 158, p. 109-114, 1988. WILLIAMS, P. E. Use of intermittent stretch in the prevention of serial sarcomere loss in immobilized muscle. Annals of the Rheumatic Diseases, v. 49, p. 316-317, 1990.
YANG H.; ALNAQEEB M.; SIMPSON H.; GOLDSPINK G. Changes in muscle fibre type, muscle mass and IGF-I gene expression in rabbit skeletal muscle subjected to stretch. Journal Anatomy, v. 190, n. 4, p. 613-622, 1997.