Efeito do treinamento muscular inspiratório com diferentes cargas na força e função de músculos respiratórios

(1)

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA

EFEITO DO TREINAMENTO MUSCULAR INSPIRATÓRIO COM DIFERENTES CARGAS NA FORÇA E FUNÇÃO DE MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS

RAFAELA PEDROSA

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RAFAELA PEDROSA

Tese apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Fisioterapia, da Universidade Federal do rio Grande do Norte, como requisito à obtenção do título de Doutor em Fisioterapia.

Orientadora:

Profa. Dra. Gardênia Maria Holanda Ferreira

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iv

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v

BANCA EXAMINADORA:

Profa. Dra. Gardênia Maria Holanda Ferreira – UFRN Profa. Dra. Ticiana Leal e Leite - CESMAC

Profa. Dra. Shirley Lima Campos - UFPE

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vi Dedicatória

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vii

Agradecimentos

A Deus, amigo/pai fiel que está sempre ao meu lado, me protegendo, me iluminando,

me dando e derramando bênçãos em minha vida sempre!

A meus pais, Auxiliadora e Amaro, exemplo de perseverança, humildade e fortaleza,

sempre me possibilitando as melhores coisas e não medindo esforços para minha

educação.

Ao meu irmão, Daniel, meu companheiro, com o qual divido momentos de minha

vida, lembrados com muito carinho.

Ao meu esposo, Filipe, pelo amor, companheirismo e compreensão sempre.

Aos meus avós, que sempre me ajudaram o quanto puderam para a minha formação

humana e até mesmo profissional.

A todos os meus familiares, pelo apoio e incentivo para a conclusão dessa etapa.

À minha orientadora, Profa Dra Gardênia Maria Holanda Ferreira, pela amizade,

paciência e dedicação, sempre disposta a me ajudar no aperfeiçoamento desta tese.

Aos professores do doutorado, pela dedicação, compreensão, conhecimento

científico e palavras de conforto, que me incentivaram a ultrapassar obstáculos e chegar até

aqui.

A Ivanízia Soares da Silva e Victor Hugo Brito de Oliveira, companheiros de

orientação, pelas palavras de conforto, conselhos valiosos... Enfim, pela amizade que

construímos durante essa caminhada.

Aos companheiros da Base de Pesquisa, Renata Delgado, Samara Raquel, Hesli

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viii

Thaisy Silva e Ítalo Marcelo Queiroz, que tanto me ajudaram no andamento dessa pesquisa,

com dedicação, atenção e paciência.

Aos médicos Luana Cavalcanti Cabral Miranda e Manoel Lourenço Lima Neto, pela

ajuda indispensável na coleta de dados.

Aos alunos do curso de fisioterapia da UFRN, pela ajuda nas coletas dessa

pesquisa.

Aos colegas de doutorado, pelos quais tenho um carinho enorme.

Aos funcionários do Departamento de Fisioterapia, pela dedicação à Instituição e aos

alunos.

Enfim, a todos que participam ativamente da minha vida e que, de uma forma ou de

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ix SUMÁRIO

Dedicatória ... vi

Agradecimentos ... vii

LISTA DE FIGURAS ... xi

RESUMO ... xii

ABSTRACT ... xiii

1 INTRODUÇÃO ... 14

1.1 TREINAMENTO MUSCULAR INSPIRATÓRIO ... 15

1.2 MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DOS EFEITOS DO TMI... 17

2 MATERIAIS E MÉTODOS ... 20

2.1 TIPO DE PESQUISA ... 21

2.2 LOCAL DA PESQUISA ... 21

2.3 POPULAÇÃO DA PESQUISA ... 21

2.4 AMOSTRAGEM... 21

2.4.1 Procedimento de Amostragem... 21

2.4.2 Tamanho da Amostra ... 21

2.5 CRITÉRIOS DE ELEGIBILIDADE E PROCEDIMENTOS PARA SELEÇÃO DE SUJEITOS ... 22

2.5.1 Critérios de Inclusão ... 22

2.5.2 Critérios de Exclusão ... 22

2.5.3 Critérios de Interrupção do Estudo ... 22

2.5.4 Procedimentos para seleção dos sujeitos (Sigilo de alocação, randomização e mascaramento) 22

2.6 ASPECTOS ÉTICOS... 23

2.7 MEDIDAS DE AVALIAÇÃO ... 23

2.7.1 Desfechos primários ... 23

2.7.2 Desfechos secundários ... 24

2.8 INSTRUMENTOS E PROCEDIMENTOS DE COLETA DE DADOS ... 24

2.8.1 Avaliação antropométrica ... 24

2.8.2 Avaliação da espessura e mobilidade do diafragma ... 24

(10)

x

2.8.4 Avaliação da força muscular respiratória ... 28

2.8.5 Avaliação da função pulmonar... 29

2.9 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ... 30

2.10 DESENHO DO ESTUDO ... 32

2.11 PROCESSAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS ... 33

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 34

3.1 ARTIGO 1 ... 36

3.2 ARTIGO 2 ... 59

4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 83

REFERÊNCIAS ... 86

APÊNDICE A: TERMO DE CONSETIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO ... 93

APÊNDICE B: FORMULÁRIO DA PESQUISA PARA AVALIAÇÃO CLÍNICA .. 95

(11)

xi

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Ramo portal intra-parenquimatoso demarcado na inspiração e

expiração forçadas... 24

Figura 2: Espessura do diafragma mensurada entre as linhas que correspondem a membrana pleural e a peritoneal... 25

Figura 3: Posicionamento do eletrodo no 7º espaço intercostal para captação do sinal elétrico do diafragma ... 26

Figura 4: Manovacuômetro digital MVD 300... 28

Figura 5: Espirômetroo KoKo PFT System... 29

(12)

xii RESUMO

Introdução: O treinamento muscular inspiratório (TMI) tem sido considerado uma opção na reversão ou prevenção da diminuição da força dos músculos respiratórios, no entanto, pouco se sabe sobre as adaptações desses músculos decorrentes do treinamento com carga. Objetivos: Investigar o efeito do TMI sobre a força e a função muscular diafragmática, em jovens sedentários, comparar os efeitos do TMI de intensidade leve com os do TMI de intensidade moderada sobre a espessura, mobilidade e atividade elétrica do diafragma e na força dos músculos inspiratórios e estabelecer um protocolo para a realização de uma revisão sistemática com a finalidade de avaliar os efeitos do treinamento muscular respiratório em crianças e adultos com doenças neuromusculares. Materiais e Métodos: Ensaio clínico controlado randomizado paralelo e duplo-cego, com uma amostra de 28 adultos jovens, de ambos os sexos, saudáveis e sedentários, divididos em dois grupos: 14 no grupo treinamento com carga leve (G10%) e 14 no grupo treinamento com carga moderada (G55%). Os voluntários realizaram, durante 9 semanas, um protocolo de TMI domiciliar, com o POWERbreathe®. O G55% treinou com carga de 55% pressão inspiratória máxima (PImáx) e o G10% utilizou uma carga de 10% da PImáx. O treinamento foi realizado em sessões de 30 repetições, duas vezes/dia, seis dias/semana. A cada duas semanas foi avaliada a PImáx e reajustada a carga. A amostra foi submetida, antes e após o TMI, à avaliação através de ultrassonografia, eletromiografia de superfície, espirometria e manovacuometria. Os dados foram analisados pelo SPSS 20.0, foram realizados o Teste t-Student para amostras pareadas para comparar espessura diafragmática, PImáx e PEmáx antes e após o protocolo de TMI e Wilcoxon para comparar os valores de RMS (root mean square) e frequência mediana (Fmed) também antes e após protocolo de treinamento. Em seguida, foram realizados o Teste t-Student para amostras independentes para comparar mobilidade e espessura diafragmática, PImáx e PEmáx entre os dois grupos e o teste de Mann-Whitney para comparar os valores de RMS e Fmed também entre os dois grupos. Paralelamente ao estudo experimental, foi desenvolvido um protocolo com apoio da Colaboração Cochrane sobre TMI em pessoas com doenças neuromusculares. Resultados: Houve, nos dois grupos, aumento da força muscular inspiratória (P<0,05) e expiratória no G10% (P=0,009), aumento no RMS e espessura do músculo relaxado no G55% (P=0,005; P=0,026) e não houve alteração na FMed (P>0,05). A comparação entre os dois grupos demonstrou diferença no valor RMS (P=0,04) e não apresentou diferença na espessura e mobilidade do diafragma e força dos músculos respiratórios. Conclusões: Foi identificado aumento da atividade neural e da estrutura diagramática, com consequente aumento da força muscular respiratória, após o TMI com carga moderada. TMI com carga de 10% da PImáx não pode ser considerado como dose placebo, pois aumenta a força muscular inspiratória e TMI com intensidade moderada é capaz de potencializar o recrutamento de fibras musculares do diafragma e promover sua hipertrofia. O protocolo para realização da Revisão Sistemática foi publicado na The Cochrane Library.

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xiii ABSTRACT

Background: The inspiratory muscle training (IMT) has been considered an option in reversing or preventing decrease in respiratory muscle strength, however, little is known about the adaptations of these muscles arising from the training with charge. Objectives: To investigate the effect of IMT on the diaphragmatic muscle strength and function neural and structural adjustment of diaphragm in sedentary young people, compare the effects of low intensity IMT with moderate intensity IMT on the thickness, mobility and electrical activity of diaphragm and in inspiratory muscles strength and establish a protocol for conducting a systematic review to evaluate the effects of respiratory muscle training in children and adults with neuromuscular diseases. Materials and Methods: A randomized, double-blind, parallel-group, controlled trial, sample of 28 healthy, both sexes, and sedentary young people, divided into two groups: 14 in the low load training group (G10%) and 14 in the moderate load training group (G55%). The volunteers performed for 9 weeks a home IMT protocol with POWERbreathe®. The G55% trained with 55% of maximal inspiratory pressure (MIP) and the G10% used a charge of 10% of MIP. The training was conducted in sessions of 30 repetitions, twice a day, six days per week. Every two weeks was evaluated MIP and adjusted the load. Volunteers were submitted by ultrasound, surface electromyography, spirometry and manometer before and after IMT. Data were analyzed by SPSS 20.0. Were performed Student's t-test for paired samples to compare diaphragmatic thickness, MIP and MEP before and after IMT protocol and Wilcoxon to compare the RMS (root mean square) and median frequency (MedF) values also before and after training protocol. They were then performed the Student t test for independent samples to compare mobility and diaphragm thickness, MIP and MEP between two groups and the Mann-Whitney test to compare the RMS and MedF values also between the two groups. Parallel to experimental study, we developed a protocol with support from the Cochrane Collaboration on IMT in people with neuromuscular diseases. Results: There was, in both groups, increased inspiratory muscle strength (P <0.05) and expiratory in G10% (P = 0.009) increase in RMS and thickness of relaxed muscle in G55% (P = 0.005; P = 0.026) and there was no change in the MedF (P> 0.05). The comparison between two groups showed a difference in RMS (P = 0.04) and no difference in diaphragm thickness and diaphragm mobility and respiratory muscle strength. Conclusions: It was identified increased neural activity and diagrammatic structure with consequent increase in respiratory muscle strength after the IMT with moderate load. IMT with load of 10% of MIP cannot be considered as a placebo dose, it increases the inspiratory muscle strength and IMT with moderate intensity is able to enhance the recruitment of muscle fibers of diaphragm and promote their hypertrophy. The protocol for carrying out the systematic review published in The Cochrane Library.

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1.1 TREINAMENTO MUSCULAR INSPIRATÓRIO

O treinamento muscular inspiratório (TMI) tem sido considerado uma opção na reversão ou prevenção da diminuição da força dos músculos respiratórios, por meio de dispositivos que utilizam cargas resistivas, com o objetivo específico de manter ou aumentar a pressão inspiratória máxima (PImax)1. Enright2 e Moodie3 acrescentam que o TMI é uma técnica que aumenta a força e a endurance dos músculos respiratórios.

Para aumentar a endurance dos músculos inspiratórios, o TMI é realizado com cargas de baixa pressão e alto fluxo4. Este treinamento é desempenhado por meio de hiperpneia normocápnica, que exige manutenção de níveis elevados de ventilação por um período de tempo prolongado5. O TMI com objetivo de incrementar a força necessita de cargas com alta pressão e baixo fluxo4.

De acordo com Illi et al.6, o TMI é realizado com o indivíduo respirando contra

uma carga inspiratória externa. O método de TMI mais utilizado é o treinamento com carga pressórica linear (fluxo-independente), cuja resistência inspiratória é obtida por meio de uma válvula com mola e não depende do fluxo do paciente, o que garante o controle total da carga inspiratória.

Dessa forma, o treinamento com carga pressórica linear é recomendado em função do controle e administração da carga inspiratória, além da não alteração do padrão respiratório. Os aparelhos mais usados são Threshold® IMT e o POWERbreathe®7,8,9_{e as sessões de treinamento podem ocorrer em casa ou em}

centros de reabilitação10,11,12,13,14.

Os músculos respiratórios são morfológica e funcionalmente músculos esqueléticos e, por isso, deveriam responder ao treinamento da mesma forma que os músculos do sistema locomotor15_{. Assim, o TMI segue os mesmos princípios de}

treinamento que aqueles usados para músculos esqueléticos: especificidade, sobrecarga, frequência, duração e reversibilidade16.

O princípio da especificidade refere-se a adaptações provocadas pelo treinamento que são específicas para o sistema ou para os músculos que estão sendo exercitados17_{. O princípio da sobrecarga indica que a carga de exercício deve}

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16

irão estabelecer o tempo e magnitude da resposta muscular18_{. E a reversibilidade}

indica que os níveis de condicionamento físico irão eventualmente retornar à linha de base quando um estímulo de treinamento for removido17_.

Os estudos com TMI demonstram sua principal atuação no tratamento e reabilitação de pessoas com patologias, como doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC)8,19, fibrose cística20 e doenças neuromusculares1,11,12. Entretanto, o TMI também é objeto de estudo em pesquisa com idosos21, pessoas saudáveis22,23 e atletas24.

Os efeitos terapêuticos do TMI nas diversas populações apresentam-se como aumento na força e na endurance dos músculos inspiratórios24,25, aumento na

expansibilidade torácica, adequação no padrão respiratório, redução na percepção da dispneia, atraso no declínio da função respiratória1,11,12,26, aumento da tolerância ao exercício e da capacidade aeróbia6,22,27,28,29, além de melhora na qualidade de vida30_.

Para alcançar esses efeitos terapêuticos, ocorrem algumas adaptações fisiológicas que envolvem os sistemas cardiovascular, respiratório, neurológico e muscular. A resposta ao treinamento muscular está relacionada às características do exercício: o treinamento de força irá aumentar o número e o volume das fibras musculares (hipertrofia), enquanto que o treinamento de endurance vai aumentar o

número de fibras oxidativas e densidade capilar18_.

McConnell9_{ainda acrescenta que o treinamento muscular inspiratório gera um}

ciclo que preserva o fluxo sanguíneo para os músculos respiratórios, reduz o acúmulo de metabólitos, diminui a estimulação aferente dos grupos III e IV e restringe a estimulação do sistema simpático, além de atenuar a produção de lactato31. Estes efeitos inferem, em parte, um aumento na eficiência da bomba ventilatória32_.

Estudos demonstraram que, similar ao treinamento de endurance para membros, o treinamento muscular respiratório aumentou o número de enzimas oxidativas e alterou a proporção do tipo de fibras em músculos respiratórios em modelos animais e em pessoas com doenças respiratórias crônicas33,34,35.

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17

porém a capacidade glicolítica, indicada pela atividade da fosfofrutoquinase, não altera36_{. Esses mesmos autores afirmaram que, em diafragma de ratos, há aumento}

da proporção de fibras musculares de contração lenta, após o treinamento com carga. Em pessoas com DPOC, Ramírez-Sarmiento et al.37, observaram aumentos

significantes na proporção de fibras do tipo I e II nos músculos intercostais externos após o período de treinamento.

O aumento da tolerância ao exercício e da capacidade aeróbia é justificado pela diminuição do metaboreflexo da musculatura respiratória promovido pelo TMI, o que provoca menor vasoconstrição dos músculos ativos e inativos e melhora o suprimento sanguíneo para os músculos em atividade9,27,38,39. A diminuição do metaboreflexo da musculatura respiratória também reduz a percepção da dispneia e do esforço24.

1.2 MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DOS EFEITOS DO TMI

O efeito do TMI é habitualmente declarado através da avaliação da força dos músculos inspiratórios, a qual pode ser realizada por meio de medidas estáticas ou dinâmicas. As medidas estáticas de avaliação da força dos músculos inspiratórios podem ser a pressão inspiratória máxima (PImáx) e a pressão inspiratória nasal sniff (SNIP)40_{. Essas medidas, além de identificar a efetividade do TMI, detectam o risco}

de insuﬁciência respiratória e predizem a sobrevida de pessoas com DNM, por exemplo41_.

Os músculos respiratórios também podem ser avaliados por meio da análise de sua ativação elétrica. Um dos métodos utilizados nessa avaliação é a eletromiografia (EMG). Ela é utilizada em inúmeras aplicações, especialmente na clínica médica para diagnóstico de DNM42_.

A EMG é uma técnica de mensuração dos sinais mioelétricos, os quais caracterizam as manifestações do processo de excitação desencadeado pela propagação do potencial de ação ao longo da fibra muscular42. E ainda é capaz de elucidar questões relacionadas à ativação da musculatura respiratória, registrando a atividade muscular em qualquer instante e em diversos movimentos e posturas.

Zhang et al.23_{, por meio da avaliação eletromiográfica do diafragma,}

(18)

18

diferentes unidades neurais de forma submáxima, em indivíduos saudáveis. Em pacientes com DPOC, há um aumento da atividade elétrica dos músculos acessórios da respiração quando submetidos ao treinamento com carga8_.

Além da ativação neural, a hipertrofia muscular e a transformação nos subtipos de fibras tipo II também são adaptações dos músculos esqueléticos ao treinamento de força, provocando um aumento de força. No entanto, para os músculos respiratórios a resposta hipertrófica não está clara15.

West et al.43 identificaram, através de ultrassonografia (US), a hipertrofia do diafragma, após o TMI realizado com o POWERbreathe®, em atletas paraolímpicos com lesão medular cervical. Com esse achado, o grupo sugeriu que o aumento da força muscular inspiratória seria devido ao aumento da área de secção transversa desse músculo. Enright et al.22, estudando adultos saudáveis, também com US, observaram aumento da espessura do diafragma no grupo que fez TMI de alta intensidade e concluiu que este aumento pode resultar na melhora da eficiência muscular inspiratória e da mecânica pulmonar.

A avaliação da espessura e da mobilidade diafragmática vem sendo compreendida como mais um parâmetro de identificação da disfunção do diafragma44_{. O ultrassom neuromuscular é uma técnica em rápida evolução, na qual}

o ultrassom de alta resolução é usado para diagnosticar, prever prognóstico e avaliar o tratamento. Ele complementa avaliações como o eletrodiagnóstico, fornecendo informações anatômicas sobre os nervos, músculos, vasos, tendões, ligamentos e ossos45_.

A avaliação ultrassonográfica do diafragma pode ter algumas aplicabilidades clínicas, tais como monitorar o impacto de doenças respiratórias e neuromusculares na mecânica diafragmática e quantificar benefícios de programas de reabilitação pulmonar direcionados ao treinamento diafragmático46_.

(19)

19

O conhecimento de como ocorrem as adaptações neurais e estruturais na musculatura inspiratória é importante para adequar a prescrição do exercício e potencializar o seu efeito. Sendo assim, estudos que tenham o objetivo de identificar o comportamento dos músculos respiratórios com TMI de diferentes cargas são de grande importância para que esse método possa ser prescrito com mais segurança para todas as populações, principalmente, para aquelas que podem sofrer algum dano devido ao exercício de carga, como as pessoas com doenças neuromusculares.

Baseado no pressuposto, esta pesquisa teve como objetivos gerais investigar o efeito do treinamento muscular inspiratório sobre a força e a função muscular diafragmática em jovens sedentários; comparar os efeitos do TMI de intensidade leve, correspondente a uma carga de 10% da PImáx e, em muitos estudos, considerada dose placebo, com os do TMI de intensidade moderada (55% da PImáx) sobre a espessura, mobilidade e atividade elétrica do diafragma e na força dos músculos inspiratórios; bem como, estabelecer um protocolo para a realização de uma revisão sistemática com a finalidade de avaliar os efeitos do treinamento muscular respiratório em crianças e adultos com doenças neuromusculares. Foram objetivos específicos do estudo: quantificar a ativação elétrica do diafragma antes e após o exercício muscular inspiratório com carga; mensurar a espessura e a mobilidade diafragmática; e avaliar os efeitos do TMI sobre a força dos músculos respiratórios.

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2.1 TIPO DE PESQUISA

Trata-se de um estudo experimental, ensaio clínico do tipo paralelo, randomizado e duplo-cego.

2.2 LOCAL E PERÍODO DA PESQUISA

A pesquisa foi realizada no Laboratório 5 do Departamento de Fisioterapia da Universidade Federal Rio Grande do Norte (UFRN), no Centro Diagnóstico de Imagem do Hospital Universitário Onofre Lopes e na Clínica Rol Cabral em Campina Grande-PB, no período de abril de 2014 a dezembro de 2016.

2.3 POPULAÇÃO DA PESQUISA

A população do estudo foi representada por adultos jovens saudáveis, sedentários, da cidade de Natal-RN e região metropolitana.

2.4 AMOSTRAGEM

2.4.1 Procedimento de Amostragem

A amostragem foi não probabilística por conveniência.

2.4.2 Tamanho da Amostra

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22

2.5 CRITÉRIOS DE ELEGIBILIDADE E PROCEDIMENTOS PARA SELEÇÃO DE SUJEITOS

2.5.1 Critérios de Inclusão

 Ambos os sexos;

 Idade entre 18 e 30 anos;

 Ausência de deformidades na coluna vertebral visíveis;

 Ausência de patologia respiratória ou neurológica;

 Ausência de outras patologias que interfiram na captação do sinal elétrico.

 IMC menor que 24,9 Kg/m2_;

 Não apresentar lesões nos locais de posicionamento dos eletrodos;

 VEF1/CVF > 80% e VEF1 > 80% do predito;

 Não ser fumante;

 Não praticar atividade física regular47.

2.5.2 Critérios de Exclusão

 Incapacidade de realizar o protocolo estabelecido pelo estudo;

Ser incapaz de compreender e/ou realizar algum dos procedimentos.

2.5.3 Critérios de Interrupção do estudo

Apresentar qualquer intercorrência e/ou doença respiratória durante a coleta de dados.

Desistir de realizar o TMI.

2.5.4 Procedimentos para seleção dos sujeitos (Sigilo de alocação, randomização e mascaramento)

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23

terem aceitado participar do estudo. A inclusão dos participantes na pesquisa foi realizada posteriormente à assinatura do TCLE.

Os voluntários foram divididos aleatoriamente, através do site www.randomization.com, para um dos dois grupos do estudo: treinamento com carga leve (G10%) ou treinamento com carga moderada (G55%) (Figura 1). A randomização foi gerada com permuta de blocos. Cada grupo foi codificado e a alocação foi transferida para uma série de envelopes opacos selados e numerados sequencialmente.

O estudo foi duplo-cego, pois os avaliadores e os participantes não tiveram conhecimento da alocação dos sujeitos nos grupos G10% e G55%, nem dos efeitos da intervenção.

2.6 ASPECTOS ÉTICOS

Os voluntários foram incluídos na pesquisa após terem sido devidamente esclarecidos quanto aos objetivos da pesquisa, aspectos metodológicos e sua importância, além de terem assinado o TCLE. O anonimato, a confidencialidade dos dados, a participação voluntária e a possibilidade de deixar o estudo a qualquer momento foram assegurados a todos os participantes.

Essa pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa em Seres Humanos (CEP), da UFRN, com CAAE número 30409914.6.0000.5537 e foi submetida e aprovada na base de dados do Registro Brasileiro de Ensaios Clínicos (ReBEC), com número de registro RBR-5H6RZS.

2.7 MEDIDAS DE AVALIAÇÃO

2.7.1 Desfechos primários

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24 2.7.2 Desfechos secundários

As variáveis secundárias foram a força dos músculos respiratórios e a função pulmonar.

2.8 INSTRUMENTOS E PROCEDIMENTOS DE COLETA DE DADOS

Realizada a seleção dos voluntários de acordo com os critérios de elegibilidade supracitados, foi aplicado o formulário da pesquisa (Apêndice B) e foram realizadas a avaliação antropométrica e a avaliação da espessura e mobilidade diafragmática, da atividade elétrica do diafragma, da força muscular respiratória e da função pulmonar. As avaliações ocorreram em dois dias distintos.

2.8.1 Avaliação antropométrica

Para avaliação do peso corporal, foi utilizada uma balança digital Filizola® e os participantes estavam descalços e usando roupas leves.

Para a mensuração da altura, foi utilizado um estadiômetro graduado em milímetros e o indivíduo estava o mais ereto possível com os calcanhares, panturrilhas, nádegas e dorso em contato com o antropômetro, mantendo os calcanhares juntos. Quando esta posição foi alcançada, o observador alinhou a cabeça com as mãos para que a margem orbital inferior ficasse alinhada com o meato auditivo externo e a região occipital estivesse em contato com o antropômetro (PEREIRA, 2002).

O Índice de Massa Corporal (IMC) foi calculado dividindo-se o peso, em quilogramas, pela altura, em metros, ao quadrado (kg/m²).

2.8.2 Avaliação da espessura e mobilidade do diafragma

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25

A mobilidade do diafragma direito foi avaliada pelo deslocamento crânio-caudal do ramo esquerdo da veia porta48_{. Os exames foram realizados, pelo mesmo}

avaliador, com o voluntário em posição supina. Um transdutor convexo de 3,5 MHz foi posicionado na região subcostal direita, com incidência perpendicular ao eixo crânio-caudal, durante todas as fases da respiração. Posteriormente, foi identificado um ramo portal intra-parenquimatoso no campo de visão e a sua posição foi demarcada com o cursor durante a expiração e a inspiração forçadas, sendo o deslocamento crânio-caudal desse ponto considerado como o valor da mobilidade diafragmática direita (Figura 1). Foram realizadas três medições para cada participante, sendo a de maior valor utilizada para análise.

FONTE: Toledo et al.48

Figura 1: Ramo portal intra-parenquimatoso demarcado na inspiração e expiração forçadas.

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26

na capacidade residual funcional (CRF) e capacidade pulmonar total (CPT), sendo considerada para análise a média entre as manobras.

FONTE: Dados da pesquisa, 2015

Figura 2: Espessura do diafragma mensurada entre as linhas que correspondem à membrana pleural e a peritoneal.

2.8.3 Avaliação da atividade elétrica do diafragma

Os sinais eletromiográficos foram obtidos por um módulo condicionador de sinais (MCS 1000) de 4 canais (EMG System do Brasil®, Brasil), com um conversor analógico-digital - A/D (CAD, 12/36-60K) com resolução de 12bits. O equipamento tem uma razão de rejeição de modo comum (RRMC) > 80dB, com frequência de amostragem configurada em 2000hz e filtragem do sinal entre 20 e 500 Hz. O ganho programado no conversor é de 50 vezes e nos eletrodos de 20 vezes, com amplificação dos sinais de 1000 vezes. O eletromiógrafo foi alimentado por uma bateria externa e conectado a um notebook, o qual recebe o sinal e o armazena em arquivo.

Foram utilizados eletrodos de eletrocardiograma, de prata, com 1cm2_{de área,}

dotados de um amplificador interno (com amplificação de sinal de 1000x) com a finalidade de atenuar o efeito das interferências eletromagnéticas e outros ruídos. Os eletrodos foram afixados à pele após tricotomia e limpeza com álcool.

O processamento do sinal EMG foi dado no domínio de tempo, que visa caracterizar e medir a intensidade do sinal durante o tempo de contração muscular. Este processamento foi realizado através do software EMGLab (EMG System do

(27)

27

processamento estatístico e matemático e análise digital dos sinais. Dos resultados fornecidos pelo processamento do sinal, foi utilizado o valor RMS (root mean square)

como forma de avaliar a intensidade de contração muscular.

Para avaliar a atividade elétrica do diafragma, o indivíduo esteve deitado com elevação de tronco a 45º e os eletrodos foram posicionados no 7º espaço intercostal anterior, entre a linha axilar e hemiclavicular direita8 (Figura 3). O eletrodo de referência foi colocado na cabeça da ulna direita.

Figura 3: Posicionamento do eletrodo no 7º espaço intercostal para captação do sinal elétrico do diafragma.

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28 2.8.4 Avaliação da força muscular respiratória

As forças musculares inspiratória e expiratória foram obtidas pelas medidas da PImáx e da PEmáx, de acordo com o método proposto por Black e Hyatt53 _para

PImáx e PEmáx.

Foi utilizado o manovacuômetro digital MVD 300 (Globalmed, Porto Alegre, RS, Brasil) (Figura 4), calibrado de -300 a +300cmH2O, sensível à variação de cada

centímetro de água. Acoplado a este, foi utilizado um bocal com orifício de, aproximadamente, 2mm de diâmetro na parte superior para dissipar pressões adicionais causadas pelos músculos faciais e da orofaringe54. A fim de evitar escape de ar, foi utilizado um clipe nasal e o voluntário foi orientado a realizar um ajuste adequado dos lábios ao bocal.

Para avaliar a PImáx, o voluntário foi orientado a expirar até o volume residual (VR) e, em seguida, realizar um breve e poderoso esforço inspiratório até a capacidade pulmonar total (CPT). E, para a PEmáx, foi orientado a inspirar até a CPT e, em seguida, realizar um esforço expiratório sustentado até o VR. Para minimizar o uso da musculatura acessória da face, o avaliador conteve manualmente as bochechas do voluntário durante a avaliação da PEmáx.

Todos os participantes realizaram no mínimo três e no máximo cinco manobras de PImáx e PEmáx, cada uma sustentada por pelo menos um segundo. Foram realizados três esforços tecnicamente adequados. Para a análise dos dados, o valor mais alto foi registrado, desde que não tivesse excedido em 10% o segundo valor mais alto.

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Figura 4: Manovacuômetro digital MVD 300

2.8.5 Avaliação da função pulmonar

A função pulmonar foi avaliada através do espirômetro KoKo PFT System versão 4.14 (nSpire Health Inc, Longmont, USA) (Figura 5) acoplado a um microcomputador e calibrado diariamente, seguindo os procedimentos técnicos e os critérios de aceitabilidade da Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia55_.

No primeiro contato com o voluntário, momento em que ele foi convidado a participar da pesquisa e em que assinou o TCLE, foram dadas, por escrito, informações sobre todos os procedimentos que devem ser seguidos antes da realização da espirometria. Essas informações foram: não ter tido problemas respiratórios, como gripe, resfriado, bronquite e pneumonia, nas últimas 3 semanas; não fazer uso de broncodilatadores de curta duração por 4 horas e de longa duração por 12 horas antes do exame; não ingerir café ou chá nas últimas 6 horas e evitar refeições volumosas 1 hora antes do teste56.

(30)

30

testes em cada pessoa e considerados os três melhores, sendo a variabilidade entre eles inferior a 5% ou 200ml56_.

Foram analisados o volume expiratório forçado no 1º segundo (VEF1), a capacidade vital forçada (CVF) e a relação entre o VEF1/CVF. Os valores absolutos e percentuais foram considerados de acordo com as equações de normalidade para a espirometria em adultos propostas por Pereira et al.57.

Figura 5: Espirômetro KoKo PFT System

2.9 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

O protocolo de TMI foi baseado no estudo de Edwards28 e na pesquisa de Romer e McConnell15_{. Os indivíduos do grupo treinamento com carga moderada}

(G55%) realizaram o TMI domiciliar com uma carga de 55% da PImáx. O grupo treinamento com carga leve (G10%) realizou o TMI domiciliar utilizando uma carga de 10% da PImáx. As sessões para os dois grupos foram de 30 repetições, sendo realizadas duas sessões por dia, seis dias, consecutivos, na semana, durante 9 semanas. Os indivíduos foram orientados a realizar uma contração máxima dos músculos inspiratórios durante 2 segundos, em cada manobra inspiratória, e puderam descansar a cada 10 repetições do TMI, durante 30 segundos, para evitar fadiga.

(31)

31

treinamento, e foram orientados individualmente sobre como utilizá-lo e sobre a realização do protocolo. No momento da avaliação, os voluntários realizaram a primeira sessão de TMI para familiarização com o dispositivo. Esta sessão não foi utilizada para análise.

Ao final de cada duas semanas de treinamento, os voluntários compareceram ao Laboratório de Fisioterapia de Desempenho PneumoCardioVascular e Músculos Respiratórios para supervisão e reavaliação da PImáx, com consequente ajuste da carga do POWERbreathe®.

Durante o estudo, cada paciente recebeu uma ligação telefônica diária, com o intuito de confirmar se o exercício com o POWERbreathe® estava sendo realizado adequadamente, na frequência orientada e se havia alguma dúvida em relação ao protocolo. E ainda foram solicitados a realizar um diário contendo informações sobre data, horário e alguma intercorrência da sessão de TMI.

(32)

32

2.10 DESENHO DO ESTUDO

Figura 1: Disposição dos participantes e sequência do protocolo da pesquisa.

Pe sq u is ad o r 1 Pe sq u is ad o r 2 Pe sq u is ad o r 3

Avaliados pelos critérios de elegibilidade (n=48)

Randomização (n=47)

G10%

Avaliação pré-treinamento Avaliação antropométrica US, EMG, PImáx, PEmáx,

Espirometria

G55%

Espirometria

TMI (10% da PImáx) (Durante 9 semanas consecutivas –

6x/semana) A cada 15 dias: PImáx

Avaliação pós-treinamento Avaliação antropométrica US, EMG, PImáx, PEmáx,

Espirometria

Análise (n=28)

Excluído (n=1) Não satisfez os critérios de inclusão para função pulmonar

Excluídos (n=19) Não realizaram todas as avaliações ultrassonográficas

G10% n=15

(33)

33

2.11 PROCESSAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS

Os dados foram inseridos em um banco de dados Access Microsoft, com verificação de dados para evitar erros de digitação. Após os dados estarem prontos para análise estatística, os identificadores individuais foram removidos para assegurar o anonimato dos participantes.

Foi feita a distribuição de frequências absoluta e relativa, para variáveis categóricas, e médias com desvio padrão, para variáveis contínuas. O teste de Shapiro-Wilk foi utilizado para testar a normalidade dos dados, em seguida, foram realizados o Teste t-Student para comparar as variáveis que caracterizam a amostra entre os dois grupos, o Teste t-Student para amostras pareadas para comparar mobilidade e espessura diafragmática, PImáx e PEmáx antes e após o protocolo de TMI e Wilcoxon para comparar os valores de RMS e Fmed, também antes e após protocolo de treinamento. Foram realizados também o Teste t-Student para amostras independentes, para comparar mobilidade e espessura diafragmática, PImáx e PEmáx entre os dois grupos e o teste de Mann-Whitney, para comparar os valores de RMS e Fmed também entre os dois grupos.

As análises estatísticas foram realizadas através do software estatístico SPSS

(34)

(35)

35

Conforme determinado pelas normas do Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, os resultados e discussão são apresentados neste capítulo em formato de artigo. Assim, apresentaremos dois dos artigos oriundos desta pesquisa.

O artigo 1_{, intitulado “}Efeito do treinamento muscular inspiratório com diferentes cargas na força e função de músculos respiratórios”, será submetido à Revista Respirology (ANEXO 1). Compara os efeitos do TMI realizado com carga considerada placebo e com carga moderada sobre a ativação elétrica, estrutura e mobilidade do diafragma e força de músculos respiratórios.

(36)

36

3.1 ARTIGO 1

Título curto: Adaptação do diafragma submetido ao TMI

Rafaela Pedrosa1_{, Ivanízia Soares da Silva}1_{, Victor Hugo Brito Oliveira}2_{, Luana}

Cavalcanti Cabral Miranda3_{, Manoel Lourenço Lima Neto}4_{, Gardenia Maria Holanda}

Ferreira5.

1. Mestre. Universidade Federal do Rio Grande do Norte

2. Fisioterapeuta. Universidade Federal do Rio Grande do Norte

3. Médico radiologista. ROL Cabral

4. Médico radiologista. Universidade Federal do Rio Grande do Norte

5. Doutora. Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Autor para contato:

Rafaela Pedrosa

Rua Rodrigues Alves, 1000, apt 1802, Bela Vista, Campina Grande, PB, Brasil.

CEP: 58428-795

Fax (83) 3333-3669

e-mail: rafaela_pedrosa@yahoo.com.br

Número de palavras do resumo: 250

(37)

37 BREVE RESUMO

(38)

38 EFEITO DO TREINAMENTO MUSCULAR INSPIRATÓRIO COM DIFERENTES CARGAS

NA FORÇA E FUNÇÃO DE MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS

Título resumido: Repercussão do TMI com diferentes cargas

Rafaela Pedrosa1_{, Ivanízia Soares da Silva}1_{, Victor Hugo Brito Oliveira}1_{, Luana}

Cavalcanti Cabral Miranda2_{, Manoel Lourenço Lima Neto}1_{, Gardenia Maria Holanda}

Ferreira1_.

1. Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN, Brasil.

2. ROL Cabral Clínica de Diagnóstico por Imagem. Campina Grande, PB, Brasil.

Autor de correspondência:

Rafaela Pedrosa

Rua Rodrigues Alves, 1000, apt 1802, Bela Vista, Campina Grande, PB, Brasil.

CEP: 58428-795

Telefone: (83) 99372-2525 Fax (83) 3333-3669

e-mail: rafaela_pedrosa@yahoo.com.br

Palavras-chave: Diafragma, Estudo randomizado controlado, Força muscular, Treinamento muscular respiratório.

(39)

39 RESUMO

Introdução: O treinamento muscular inspiratório (TMI) é usado para aumentar a força ou resistência dos músculos inspiratórios. A força que o músculo pode gerar depende da área de seção transversa, ativação elétrica e amplitude de movimento, as quais sofrem influência do TMI. O objetivo dessa pesquisa foi comparar os efeitos do TMI de intensidade leve, com carga de 10% da pressão inspiratória máxima (PImáx) e do TMI de intensidade moderada, com 55% da Plmáx, sobre espessura, mobilidade e atividade elétrica do diafragma e força dos músculos inspiratórios.

Métodos: Ensaio clínico paralelo, randomizado, duplo-cego, com 28 adultos sedentários, randomizados em dois grupos: treinamento com carga leve (G10%) usando 10% da PImáx e treinamento com carga moderada (G55%) usando 55% da PImáx. O protocolo de TMI domiciliar utilizou o POWERbreathe®, durante 9 semanas, duas sessões diárias de 30 repetições, seis dias/semana. A cada 15 dias, foi avaliada PImáx e reajustada a carga. Antes e após o treinamento, os indivíduos foram submetidos à ultrassonografia, eletromiografia, espirometria e manovacuometria. Os dados foram analisados com SPSS 20.0, através de Teste t-Student e Mann-Whitney. Resultados: Após o TMI, a comparação entre os dois grupos demonstrou diferença significativa no valor RMS (P=0,04) e não apresentou

diferença na espessura e mobilidade do diafragma e força dos músculos respiratórios. Conclusões: TMI com intensidade moderada é capaz de potencializar o recrutamento de fibras musculares do diafragma e promover sua hipertrofia. TMI com carga de 10% da PImáx não pode ser considerado como dose placebo, pois aumenta a força muscular inspiratória.

(40)

40 ABSTRACT

Background: The inspiratory muscle training (IMT) is used to increase strength or endurance of inspiratory muscles. The force a muscle can generate depends on the cross sectional area, electrical activation and range of motion, which are influenced by IMT. The objective of this research was to compare the effects of low intensity TMI, with 10% load of maximal inspiratory pressure (MIP) and the moderate TMI, with 55% of Plmáx on thickness, mobility and electrical activity of the diaphragm and force inspiratory muscle. Methods: A randomized, double-blind, parallel-group, controlled trial, with 28 sedentary adults, randomized into two groups: low load training (G10%) using 10% of MIP and moderate load training (G55%) was using 55% of MIP. The home IMT protocol used the POWERbreathe® for 9 weeks, two daily sessions of 30 repetitions and six days a week. Every two weeks, was evaluated MIP and adjusted load. Before and after training, the subjects underwent ultrasound, electromyography, spirometry and manovacuometer. Data were analyzed with SPSS 20.0, using Student's t and Mann-Whitney tests. Results: After IMT, the comparison between the two groups showed significant difference in RMS (P = 0.04)

and no difference in the diaphragm thickness, diaphragm mobility and respiratory muscle strength. Conclusions: IMT with moderate intensity is able to enhance recruitment of muscle fibers of diaphragm and promote their hypertrophy. IMT with load of 10% of MIP cannot be considered as placebo dose, because it increases inspiratory muscle strength.

(41)

41 INTRODUÇÃO

O treinamento muscular inspiratório (TMI) é considerado uma opção na reversão ou prevenção da diminuição da força dos músculos respiratórios, por meio de dispositivos que utilizam cargas resistivas, com o objetivo específico de manter ou aumentar a pressão inspiratória máxima (PImáx), o que representa a força dos músculos inspiratórios1.

O treinamento muscular inspiratório (TMI) com carga pressórica linear é uma técnica usada para aumentar a força ou resistência dos músculos responsáveis pela inspiração2,3. Essa técnica é realizada através da respiração contra uma carga inspiratória externa4, cuja resistência é obtida por meio de uma válvula com mola, fluxo-independente, o que garante o controle total da carga inspiratória. Os aparelhos mais usados são Threshold® IMT e o POWERbreathe®5,6,7,8.

Os estudos com TMI demonstram sua principal atuação no tratamento e na reabilitação de pessoas com patologias, como doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC)7,9_{, fibrose cística}10_{e doenças neuromusculares}11,12,13_{. Entretanto, o TMI}

também é objeto de estudo em pesquisa com idosos14_{, pessoas saudáveis}15_e

atletas16_.

A força que o músculo esquelético pode gerar depende da ativação elétrica, da efetiva área de seção transversa e amplitude de movimento do músculo. Portanto, o aumento na área de seção transversa dos músculos inspiratórios e o incremento da atividade neural e na mobilidade do diafragma podem reverter ou atrasar as complicações provocadas pela deterioração da função muscular17. Sendo assim, o TMI melhora a força dos músculos inspiratórios através da sua hipertrofia e melhora na sua atividade neural18.

Para um resultado efetivo do TMI na estrutura e no estímulo neural do diafragma é importante prescrever o treinamento considerando os princípios do exercício: especificidade, sobrecarga, e reversibilidade19. Considerando o princípio da sobrecarga, os estudos com TMI utilizam cargas que variam de 10% e 15% da pressão inspiratória máxima (PImáx), consideradas como carga de treinamento para grupo placebo20,21,22,23,24,25_{, até 80% a 90% da PImáx}26,27_{. Sendo assim este estudo}

(42)

42

PImáx) sobre a espessura, mobilidade e atividade elétrica do diafragma e na força dos músculos inspiratórios. Nossa hipótese é que o TMI de intensidade leve também provoca aumento na espessura, mobilidade e atividade elétrica do diafragma e na força dos músculos respiratórios, mas em uma magnitude menor que o TMI de intensidade moderada.

MÉTODOS

Desenho do estudo

Estudo experimental, ensaio clínico do tipo paralelo, randomizado e duplo-cego. Após a realização do cálculo amostral, a amostra foi composta por 28 adultos jovens de ambos os sexos, sedentários. Para serem incluídos nesse estudo, os voluntários deveriam ser não-fumantes, ter IMC menor que 24,9 Kg/m2, função pulmonar normal de acordo com os valores de referência de Pereira et al.28_{e não}

terem deformidades visíveis na coluna vertebral ou patologia respiratória ou neurológica. Foram excluídos da pesquisa os indivíduos que apresentaram incapacidade de realizar o protocolo estabelecido pelo estudo ou foram incapazes de compreender e/ou realizar alguns dos procedimentos. Foi critério para interrupção do estudo qualquer intercorrência ou pneumopatias durante a coleta de dados.

Antes de entrarem para a pesquisa os voluntários assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido aceitando participar desse estudo, o qual foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa em Seres Humanos (CEP), da UFRN (CAAE 30409914.6.0000.5537). O projeto foi registrado (RBR-5H6RZS) na base de dados do Registro Brasileiro de Ensaios Clínicos (ReBEC).

(43)

43

O estudo foi duplo-cego, pois os avaliadores e os participantes não tiveram conhecimento da alocação dos sujeitos nos grupos de treinamento leve ou treinamento moderado, nem dos efeitos da intervenção.

Protocolo do estudo

Inicialmente, os indivíduos foram submetidos à espirometria através do espirômetro KoKo DigiDoser (Longmont, USA) acoplado a um microcomputador e calibrado diariamente, seguindo os procedimentos técnicos e os critérios de aceitabilidade da Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia29 e os voluntários que obtiveram resultados favoráveis foram incluídos na pesquisa. Realizada a seleção dos voluntários de acordo com os critérios de elegibilidade, foram realizadas a avaliação antropométrica e a avaliação da espessura e mobilidade diafragmática, da atividade elétrica do diafragma e da força muscular respiratória.

O protocolo de TMI foi baseado nos estudos de Edwards30_{e de Romer e}

McConnell31_{. Os participantes do G55% realizaram o TMI domiciliar com uma carga}

de 55% da pressão inspiratória máxima (PImáx). O G10% realizou o TMI domiciliar utilizando uma carga de 10% da PImáx. As sessões para os dois grupos foram de 30 repetições, sendo realizadas duas sessões por dia, em seis dias consecutivos na semana, durante 9 semanas. Os indivíduos foram orientados a realizar uma contração máxima dos músculos inspiratórios durante 2 segundos, em cada manobra, e a descansar a cada 10 repetições do TMI, durante 30 segundos, para evitar fadiga. O aparelho utilizado para realizar o TMI foi o POWERbreathe® (POWERbreathe®, HaB Ltd, Southam, UK).

A cada 15 dias de treinamento, os voluntários eram submetidos à reavaliação da PImáx, com consequente ajuste da carga do POWERbreathe®. Após as 9 semanas de TMI, os indivíduos foram novamente avaliados com os mesmos testes da avaliação inicial.

Espessura e mobilidade do diafragma

(44)

44

A mobilidade do diafragma foi avaliada pelo deslocamento crânio-caudal do ramo esquerdo da veia porta33_{. Os exames foram realizados, pelo mesmo avaliador,}

com o voluntário em posição supina. Um transdutor convexo de 3,5 MHz foi posicionado na região subcostal direita, com incidência perpendicular ao eixo crânio-caudal, durante todas as fases da respiração. Posteriormente, foi identificado um ramo portal intra-parenquimatoso no campo de visão e a sua posição foi demarcada com o cursor durante a expiração e a inspiração forçadas, sendo o deslocamento crânio-caudal desses pontos considerado como o valor da mobilidade diafragmática. Foram realizadas três medições para cada participante, sendo a de maior valor utilizada para análise.

Para avaliação da espessura do diafragma, um transdutor linear com frequência de 7,5 MHz foi utilizado para visualizar o diafragma na zona de aposição. Com o indivíduo sentado confortavelmente, o transdutor foi colocado perpendicularmente sobre a parede torácica, no 9º ou 10º espaço intercostal direito entre as linhas axilares anterior e média34_{. O diafragma foi observado entre duas}

linhas paralelas, correspondentes às membranas pleural e peritoneal e sua espessura foi medida entre estas linhas35_{. Foram realizadas três medições na}

capacidade residual funcional (CRF) e capacidade pulmonar total (CPT), sendo considerada para análise a média entre os resultados das manobras.

Atividade elétrica do diafragma

Os sinais eletromiográficos foram obtidos por um módulo condicionador de sinais (MCS 1000) de 4 canais (EMG System do Brasil®, Brasil), com um conversor analógico-digital - A/D (CAD, 12/36-60K) com resolução de 12bits. O equipamento tem uma razão de rejeição de modo comum (RRMC) > 80dB, com frequência de amostragem configurada em 2000hz e filtragem do sinal entre 20 e 500 Hz. O ganho programado no conversor é de 50 vezes e nos eletrodos de 20 vezes, com amplificação dos sinais de 1000 vezes. O eletromiógrafo foi alimentado por uma bateria externa e conectado a um notebook, o qual recebe o sinal e o armazena em arquivo.

Foram utilizados eletrodos de eletrocardiograma, de prata, com 1cm2_{de área,}

(45)

45

eletrodos foram afixados à pele após tricotomia e limpeza com álcool. O indivíduo esteve deitado com elevação de tronco a 45º e os eletrodos foram posicionados no 7º espaço intercostal anterior entre a linha axilar e hemiclavicular direita14_{. O eletrodo}

de referência foi colocado na cabeça da ulna direita.

O processamento do sinal EMG foi dado no domínio de tempo. Este processamento foi realizado através do software EMGLab (EMG System do Brasil®,

Brasil), que permite o armazenamento dos dados em arquivos e o processamento estatístico e matemático. Foi utilizado o valor RMS (root mean square) como forma

de avaliar a intensidade de contração muscular.

Os sinais eletromiográficos foram registrados durante a respiração basal com padrão diafragmático por 2 minutos, sendo considerado para análise apenas o minuto mediano, para permitir a normalização desse sinal15. A normalização do sinal foi realizada através da seguinte equação: RMS PImáx (%) = RMS PImáx / RMS basal. O valor da ativação do músculo durante a respiração basal foi padronizado como sendo 100%. A ativação para mais ou para menos deste valor foi considerada como aumento ou diminuição da atividade, respectivamente. Após essas captações de sinal, um novo registro foi realizado durante uma manobra de PImáx.

Força muscular respiratória

As forças musculares inspiratória e expiratória foram obtidas pelas medidas da PImáx e da pressão expiratória máxima (PEmáx), de acordo com o método proposto por Black e Hyatt (1969) para PImáx e PEmáx. Foi utilizado o manovacuômetro digital MVD 300 (Globalmed, Porto Alegre, RS, Brasil), calibrado de -300 a +300cmH2O, sensível à variação de cada centímetro de água. Acoplado a esse, foi

utilizado um bocal com orifício de, aproximadamente, 2 mm de diâmetro na parte superior para dissipar pressões adicionais causadas pelos músculos faciais e da orofaringe36.

(46)

46

Todos os participantes realizaram no mínimo três e no máximo cinco manobras de PImáx e PEmáx, cada uma sustentada por pelo menos um segundo. Foram realizados três esforços tecnicamente adequados. Para a análise dos dados, foi registrado o valor mais alto que não tivesse excedido em 10% o segundo valor mais alto.

Figura 1: Disposição dos participantes e sequência do protocolo da pesquisa.

Avaliados pelos critérios de elegibilidade (n=48)

Randomização (n=47)

G10%

Espirometria

G55%

Espirometria

Análise (n=28)

Excluído (n=1) Não satisfez os critérios de inclusão para função pulmonar

Excluídos (n=19) Não realizaram todas as avaliações ultrassonográficas

G10%

(47)

47 Análise estatística

A princípio foi realizado um cálculo amostral utilizando o desvio padrão da variável espessura do diafragma relaxado, 0,4cm, com um poder do estudo de 80%, nível de alfa de 0,05, perda de 10%, obtidos da pesquisa de Enright et al.26_{, o qual}

também estudou o efeito do TMI em 20 voluntários saudáveis, divididos em 2 grupos. O cálculo foi realizado através do software *GraphPad StatMate* e indicou uma amostra de 28 sujeitos, sendo 14 em cada grupo de estudo.

As análises estatísticas foram realizadas através do software estatístico SPSS

20.0 (Statistical Package for the Social Science). Considerou-se nível de significância de 5%. Inicialmente, foi usado o teste de Shapiro-wilk para verificar a normalidade dos dados. Em seguida, foi realizado o Teste t-Student para amostras independentes para comparar as variáveis que caracterizam a amostra entre os dois grupos. Por fim, de acordo com a normalidade dos dados, foram realizados o Teste t-Student para amostras independentes para comparar mobilidade e espessura diafragmática, PImáx e PEmáx entre os dois grupos e o teste de Mann-Whitney para comparar os valores de RMS e Fmed também entre os dois grupos.

RESULTADOS

Quarenta e oito indivíduos foram convidados para esse estudo, no período de agosto de 2014 a setembro de 2015. Destes indivíduos, 01 não satisfez os critérios de inclusão para função pulmonar e 19 não realizaram todas as avaliações propostas pelo protocolo da pesquisa, totalizando uma amostra de 28 participantes, sendo 15 incluídos no G10% e 13, no G55%. O G10% foi composto por 5 homens e 10 mulheres e o G55%, por 6 homens e 7 mulheres. Os dois grupos inicialmente não diferiram entre si. A caracterização da amostra e os valores baseline encontram-se

(48)

48 Tabela 1: Caracterização da amostra e valores baseline.

Variável G10% (n=15) G55% (n=13) P

Idade (anos) 22,7±2,6 22,5±2,4 0,829

Peso (quilogramas) 61,7±8,9 60,2±12,7 0,737

Altura (metros) 1,66±0,09 1,65±0,1 0,944

IMC (Kg/m2₎ _22,2±1,5 _21,6±2,8 _0,517

CVF (litros) 4,1±0,9 3,8±0,9 0,424

VEF1 (litros) 3,5±0,6 3,4±0,6 0,690

VEF1/CVF 0,86±0,06 0,88±0,07 0,618

RMS1 (Hz) 4,5 (1,6-13,9) 5,1 (3,6-10,9) 0,596

Mobilidade (cm) 4,7±0,9 4,4±1,2 0,547

Espessura (CRF) (cm) 0,16±0,05 0,14±0,04 0,286

Espessura (CPT) (cm) 0,31±0,09 0,26±0,08 0,179

PImáx (cmH2O) 101,9±36,1 106,3±33,8 0,746

PEmáx (cmH2O) 109,9±39,75 106,5±38,4 0,823

1. RMS e Fmed estão representadas por mediana e intervalo interquartil.

G10%: Grupo treinamento 10%; G55%: Grupo treinamento 55%; IMC: Índice de massa corpórea; CVF: Capacidade vital forçada; VEF1: Volume expiratório forçado no primeiro segundo; RMS: Root Mean Square; PImáx: Pressão inspiratória máxima; PEmáx: Pressão expiratória máxima; CRF: capacidade residual funcional; CPT: capacidade pulmonar total.

Comparando os valores iniciais e finais de força muscular respiratória, espessura, mobilidade e atividade elétrica do diafragma, foi observado que, após as 9 semanas de treinamento muscular inspiratório, houve aumento da força muscular inspiratória em ambos os grupos, aumento da força muscular expiratória no G10% e aumento no RMS e espessura na CRF no G55%. Não foi identificada alteração significativa na espessura do diafragma na CPT. Os valores dessas variáveis estão representados por média e desvio padrão na tabela 2.

Analisando ainda a tabela 2, observamos que o aumento de RMS no G55% foi de 274%, o aumento de espessura na CRF também nesse grupo foi de 21%, a PImáx aumentou 21%, no G55%, e 17%, no G10%, e a PEmáx aumentou 17% no G10%.

(49)

49 Tabela 2: Valores da atividade elétrica e espessura do diafragma e força da musculatura respiratória antes e no final do treinamento.

Avaliação Inicial

(n=28) Avaliação Final (n=28) P RMS1_(Hz)

G10% 4,5 (1,6-13,9) 8,1 (2,9-16,2) 0,158

G55% 5,1 (3,6-10,9) 19,1 (7,8-37,2)* 0,005

Espessura (CRF) (cm)

G10% 0,16±0,05 0,17±0,05 0,571

G55% 0,14±0,04 0,17±0,06* 0,026

Espessura (CPT) (cm)

G10% 0,31±0,09 0,34±0,12 0,240

G55% 0,26±0,08 0,30±0,08 0,117

Mobilidade (cm)

G10% 4,7±0,9 4,8±0,9 0,377

G55% 4,4±1,2 4,6±1,1 0,082

PImáx (cmH2O)

G10% 101,9±36,1 119,27±34,7* 0,000

G55% 106,3±33,8 129,42±32,8* 0,007

PEmáx (cmH2O)

G10% 109,9±39,75 129,2±46,5* 0,009

G55% 106,5±38,4 127,1±27,4 0,060

1. RMS e Fmed estão representados por mediana e intervalo interquartil.

G10%: Grupo treinamento 10%; G55%: Grupo treinamento 55%; RMS: Root Mean Square; PImáx: Pressão inspiratória máxima; PEmáx: Pressão expiratória máxima; CRF: capacidade residual funcional; CPT: capacidade pulmonar total.

*Diferença entre a avaliação inicial e final (P<0,05).

Após 9 semanas de treinamento com intensidade de 10% ou 55% da PImáx, a análise comparativa entre os dois grupos demonstrou diferença significativa no valor RMS. Os valores RMS, espessura e mobilidade do diafragma e força muscular respiratória de cada grupo, bem como o nível de significância das análises estão apresentados nas tabelas 3 e 4.

Tabela 3: Comparação da atividade elétrica e força muscular respiratória, após o TMI, entre os grupos G10% e G55%.

RMS PImáx PEmáx

G10% (n=15) 8,1 (2,9-16,2) 119,27±34,7 129,2±46,5

G55% (n=13) 19,1 (7,8-37,2)* 129,42±32,8 127,1±27,4

P 0,040 0,402 0,849

(50)

50 Tabela 4: Comparação da espessura e mobilidade diafragmáticas, após o TMI, entre os grupos G10% e G55%.

Mobilidade Espessura (CRF) Espessura (CPT)

G10% (n=15) 4,8±0,9 0,17±0,05 0,34±0,12

G55% (n=13) 4,6±1,1 0,17±0,06 0,30±0,08

P 0,544 1,000 0,338

G10%: Grupo treinamento com carga leve; G55%: Grupo treinamento com carga moderada; CRF: capacidade residual funcional; CPT: capacidade pulmonar total.

DISCUSSÃO

O objetivo deste estudo foi comparar os efeitos do treinamento dos músculos respiratórios com carga leve (10% da PImáx), considerada como uma intensidade placebo em muitos estudos20,21,22,23,24,25, com a carga moderada (55% da PImáx) na força dos músculos respiratórios, espessura, mobilidade e atividade elétrica do diafragma após 9 semanas de treinamento muscular inspiratório.

Verificamos aumento significativo na força da musculatura inspiratória (PImáx) em ambos os grupos e na força da musculatura expiratória (PEmáx) no grupo de treinamento com carga leve (G10%), constatando que o TMI de intensidade leve (10% da PImáx), pode promover o aumento da força da mesma forma que o TMI com carga de 55% da PImáx, sem ser suficiente, entretanto, para alterar a espessura desse músculo. Observamos também diferenças na atividade elétrica, representada pelo RMS, e na espessura do diafragma em posição de relaxamento (CRF), com carga moderada (G55%). Não foi identificada alteração na espessura do diafragma em contração máxima (CPT), em nenhum dos grupos.

O diafragma é o principal músculo responsável pela ventilação, sua contração promove a expansão da caixa torácica durante a inspiração, permitindo a entrada de ar nos pulmões37_{. À medida que aumenta a carga ventilatória, as fibras musculares}

são progressivamente recrutadas38_.

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atividade elétrica dos músculos, representada neste estudo pelo RMS, altera-se em função do número de fibras recrutadas na unidade motora40_.

O estímulo neural para o músculo, a partir dos padrões de recrutamento de fibras, determina a força de contração desse músculo41_{. Em nosso estudo, houve um}

aumento da PImáx nos dois grupos de treinamento, porém o G55% apresentou ganho de força superior ao G10%, em consequência do aumento do recrutamento de fibras, representado pelo RMS bem superior no G55% ao ser comparado ao G10%.

A intensidade moderada promoveu maior aumento do valor RMS quando comparado ao TMI de intensidade leve, o que representa aumento no recrutamento de fibras musculares no momento da contração superior ao TMI de carga leve.

A partir desses resultados, averiguamos que o aumento de força muscular inspiratória se deve ao incremento do recrutamento de fibras musculares, já que se observou um aumento do RMS após o treinamento com carga moderada e um aumento da PImáx. O valor RMS reflete a atividade fisiológica na unidade motora durante a contração muscular42_{e, de acordo com Zhang} _{et al}_.43_{, o TMI, em}

indivíduos saudáveis, ativa diferentes unidades neurais, sendo assim, quanto maior recrutamento de unidades motoras, maior o valor de RMS e, consequentemente, maior força muscular.

Nossos achados foram semelhantes aos dos estudos de Reilly et al.23_{, Reilly}

et al.44 _{e Oliveira da Silva et al.}45_{, que analisaram a relação entre atividade elétrica}

de músculos respiratórios e sua força. Estes autores afirmam que os valores eletromiográficos refletem a carga imposta e a força necessária para contração muscular da bomba respiratória, independentemente de o indivíduo ser saudável ou apresentar hiperinsuflação.

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mobilidade, semelhante aos resultados de Tenório et al.49 que estudaram indivíduos

obesos.

Na presente pesquisa, identificamos um aumento da espessura do diafragma, quando este músculo encontrava-se em posição de relaxamento (capacidade residual funcional), no grupo que fez TMI com carga moderada (G55%). Nossos resultados são semelhantes aos do estudo de Enright et al.26, com adultos

saudáveis. Esses autores observaram um aumento da espessura do diafragma no grupo que fez TMI de alta intensidade e concluíram que este aumento pode resultar na melhora da eficiência muscular inspiratória e da mecânica pulmonar. Da mesma forma, o estudo de West et al.46, com atletas parolímpicos com lesão medular

cervical que realizaram TMI com o POWERbreathe®, durante 6 semanas, identificou hipertrofia do diafragma, sugerindo que o aumento da força muscular inspiratória seria devido ao aumento da área de secção transversa desse músculo.

Entretanto, a melhora da eficiência muscular e da mecânica pulmonar pode ocorrer também com treinamento com carga moderada, já que o nosso estudo apresentou aumento da espessura mesmo com uma carga inferior à de Enright et al.26_{que era de 80% da PImáx. Marco}_{et al}_.20_{também identificaram aumento na}

força muscular inspiratória em seu grupo placebo, que treinou com, aproximadamente, 20% da PImáx, o que fortalece a teoria de que baixas cargas também podem melhorar a eficiência muscular.

Quando comparamos os dois grupos, não encontramos diferença entre eles para espessura e mobilidade do diafragma. Mesmo constatando que a espessura na CRF aumentou no G55%, podemos supor que não houve diferença entre os dois grupos, uma vez que o G10% apresentava valores basais de espessura do diafragma maiores que o G55% no inicio do treinamento, mesmo que esta diferença não fosse significativa.