Universidade do Vale do Paraíba Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento
LUCIANO GARCIA PEREIRA
“AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ELETROMIOGRÁFICA E DA FORÇA ISOMÉTRICA MÁXIMA DO TIBIAL ANTERIOR APÓS APLICAÇÃO DE
CRIOTERAPIA”
São José dos Campos, SP 2008
LUCIANO GARCIA PEREIRA
“AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ELETROMIOGRÁFICA E DA FORÇA ISOMÉTRICA MÁXIMA DO TIBIAL ANTERIOR APÓS APLICAÇÃO DE
CRIOTERAPIA”
Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Bioengenharia, como complementação dos créditos necessários para obtenção do título de Mestre em Engenharia Biomédica.
Orientadores: Prof. Dr. Márcio Magini
Prof. Dr. Alderico Rodrigues de Paula Jr.
São José dos Campos, SP 2008
.OAVALIAÇÃO DA ATIVIDADD EL['I ROMIOGRÁFICA E DÀ FORçA ISOMÉTRICA MÁXIMÁ Do rIBlÀL ANTERI0R APÓs ÁPLICAçÃO DE CRIOTERÂPIA"
DisseÍação aprovadâ como requisito parcial Biornedica, do Programa de Pos-CÌâduaçào Desenvolvilnento da Universidade do Vale do banca examinadora:
Prof. Dr. ALDERICO R. DE PAULA JUNIOR (UNIVA! Prof. Dr. MARCIO NI-A.GINI GTNIVAÌ
Profl. Drâ. LUCIAì{A A. DE PAULA VASCONC
Prof. DÌ'. MaÌcos Tadeu Tavares Pacheco DiÌetor do IP&D UniVaP
São José dos Campos, 19 de maio de 2008
à obtenção do grau de Mestre em Engenharia eÌn Bioengenharia. do ìnsliluto de Pesqüsâ e Paraíba, São José dos Campos, SP, pela seguinte
Dedico este trabalho aos meus grandes incentivadores, minha esposa, Sabrina, meus pais, Germano e Lucia e meu irmão André. Pela força e pelo suporte nos momentos mais necessários e pela paciência nos momentos de maior turbulência.
A minha avó Luiza, por todo cuidado, carinho e orações a mim ofertados em toda essa jornada.
Aos amigos Rafael Pereira de Paula, Felipe Sampaio Jorge e Luciano Pavan Rossi, pelos grandes momentos compartilhados durante estes dois anos.
Ao Professor Doutor Marcio Magini pela atenção e boa vontade, pelos seus ensinamentos e sobre tudo pela grande colaboração na minha formação.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus por me acompanhar e proteger em toda minha
vida, e me proporcionar todas as graças que até hoje alcancei.
Aos professores do curso, pelo aprendizado e amizade.
Às secretárias Dona Ivone e Valéria pela imensa boa vontade, competência e
dedicação que nos dispensou durante o curso.
Ao amigo André Gula pela fundamental ajuda no desenvolvimento e fabricação
do equipamento utilizado.
AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ELETROMIOGRÁFICA E DA FORÇA ISOMÉTRICA MÁXIMA DO TIBIAL ANTERIOR APÓS APLICAÇÃO DE
CRIOTERAPIA
RESUMO
Os objetivos deste trabalho foram analisar e comparar a força e a atividade eletromiográfica do músculo tibial anterior (TA) antes e após a aplicação de crioterapia, avaliando o comportamento destes parâmetros durante um período de recuperação de 60 minutos após a sua retirada. A amostra foi de 20 indivíduos, alocados em 2 grupos (GCRIO e GC). Foram realizados 7 testes de contração isométrica voluntária máxima (CIVM), sendo um teste pré-crioterapia e outros 6 testes pós-resfriamento por 60 min. após a pré-crioterapia ou exposição à temperatura ambiente pelo mesmo período. Os resultados do experimento demonstram diminuição da temperatura superficial por até 60 min. pós-resfriamento; diminuição da força muscular isométrica imediatamente após a crioterapia; diminuição da freqüência mediana até 45 min. após a crioterapia; aumento das potências até 30 min. após o resfriamento. Foi possível concluir que a crioterapia por meio de compressa de gelo por 30 minutos leva a uma diminuição da temperatura local, associada a uma diminuição da força muscular isométrica máxima de dorsiflexão imediatamente após a crioterapia e alterações correspondentes do sinal eletromiográfico.
TIBIALIS ANTERIOR ELECTROMYOGRAPH ACTIVITY AND MAXIMAL ISOMETRIC STRENGTH EVALUATION AFTER CRYTHERAPY APPLICATION
ABSTRACT
The aim of this study was to analyze and compare the tibialis anterior (TA) strength and electromyography activity before and after cryotherapy application, evaluating this parameters behavior during 60 minutes of recovery time. The sample was compound of 20 volunteers divided into 2 groups (GCRIO and GC). Seven maximum voluntary isometric contraction (MVIC) tests were done, 1 before cryotherapy and 6 others post cryotherapy or exposition at ambient temperature during 60 minutes. The results show superficial temperature reduction for 60 minutes post cooling; isometric strength reduction right after cold application; median frequency decrement up to 45 minutes post cryotherapy application; and power increases after 30 minutes post cooling. It was possible to conclude that the ice bag cryotherapy for 30 minutes decreases the superficial local temperature with a decrement of the dorsiflexion maximum isometric strength right after the cold applications and causes correspondents alterations in the electromyography signal, indicating that the exercises immediately after cryotherapy may predispose to lesions.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Ação da crioterapia no espasmo muscular. Adaptado de Knigth (2). ...22
Figura 2: Ergômetro de tornozelo. ...29
Figura 3: Eletromiógrafo. Fonte: Arquivo pessoal. ...30
Figura 4: Transdutor de força de tração-compressão. Fonte: Arquivo pessoal. ...31
Figura 5: Alarme sonoro utilizado para sinalizar o início da contração muscular. Fonte: Arquivo pessoal. ...31
Figura 6: Eletrodos de superfície. Fonte: Arquivo pessoal. ...32
Figura 7: Músculo tibial anterior ...32
Figura 8:Posicionamento dos eletrodos. A – 1/3 entre o topo da cabeça da fíbula e o maléolo medial.(fonte: autor). B – eletrodos posicionados. (fonte: A – SENIAM; B - Arquivo pessoal.) ...33
Figura 9: Espectro da potência da Transformada de Wavelet do TA de um indivíduo do GCrio. Em todos os momentos aferidos. A escala de cores representa a potência (V2) das freqüências; a intensidade do azul escuro ao vermelho escuro. As áreas contornadas mais escuras representam as regiões significativas (a = 0,05). O pequeno gr áfico à direita é o Espectro Global Wavelet (Global Wavelet Spectrum - GWS), onde os picos acima da linha tracejada são significativos (a = 0,05). ...41
Figura 10: Espectro da potência da Transformada de Wavelet do TA de um indivíduo do GC. Em todos os momentos aferidos. A escala de cores representa a potência (V2) das freqüências; a intensidade do azul escuro ao vermelho escuro. As áreas contornadas mais escuras representam as regiões significativas (a = 0,05). O pequeno gr áfico à direita é o Espectro Global Wavelet (Global Wavelet Spectrum - GWS), onde os picos acima da linha tracejada são significativos (a = 0,05). ...42
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Média e desvio padrão da massa corporal (Kg), estatura (cm), IMC e idade (anos). ...35 Tabela 2: Média e erro padrão da temperatura superficial da perna dos indivíduos dos grupos
Crio e Controle nos diferentes momentos avaliados. (*) Diferença significativa nas medidas pré e 0, 5, 15, 30, 45, 60 no GCRIO (p < 0,05). GC sem diferença nas
temperaturas (p>0,05). ...35 Tabela 3: Médias e erro padrão da força normalizada pelo pico máximo de força dos grupos
Crio e Controle nos diferentes momentos avaliados. (*) Diferença nas medidas PRE e 0 no Grupo CRIO (p < 0,05)...36 Tabela 4: Média ± erro padrão da FM (Hz) nos Grupos Crio e Controle.(*) Diferença
significativa na ...37 Tabela 5: Média ± erro padrão da Soma das Potências Significativas nos Grupos Crio e
Controle.(*) Diferença significativa na comparação da medida PRE em relação aos momentos 0, 5, 15, 30 (p<0,05) no GCrio. ...38
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Média e erro padrão da temperatura superficial da perna sobre o músculo TA nos grupos Crio e Controle. (*) Diferença nas medidas pré e 0, 5, 15, 30, 45, 60 no Grupo CRIO (p < 0,05). GC sem diferença nas temperaturas (p>0,05). ...36 Gráfico 2: Média ± erro padrão da Força normalizada (N/Kgf) dos grupos Crio e Controle. (*) Diferença nas medidas PRE e 0 no Grupo CRIO (p < 0,05). ...37 Gráfico 3: Média ± erro padrão da FM (Hz) nos Grupos Crio e Controle.(*) Diferença
significativa no GCrio na comparação da medida PRE em relação aos momentos 0, 5, 15, 30, 45 (p<0,05). ...38 Gráfico 4: Média ± erro padrão da SPS (Soma das Potências Significantes) (V2) nos Grupos
Crio e Controle.(*) Diferença significativa no GCrio na comparação da medida PRE em relação aos momentos 0, 5, 15, 30 (p<0,05). ...39
LISTA DE ABREVIATURAS
ADM – Arco de movimento TA – Tibial Anterior
VIF – vasodilatação induzida pelo frio Na+ – sódio
K+ – potássio
EMG – Eletromiografia
RMS – do inglês “Root Mean Square” FFT – do inglês “Fast Fourrier transform” PSD – Power Spectrum Density
FM – Freqüência Mediana TW – Transformada de Wavelet GCRIO – Grupo Crioterapia GC – Grupo Controle
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ...13 1.2 Objetivos ...15 2 REVISÃO DA LITERATURA ...16 2.1 Crioterapia ...16 2.1.1 Métodos de aplicação ...16 2.1.2 Termodinâmica ...17 2.1.3 Efeitos ...19 2.2 Eletromiografia ...24
2.2.1 Registro do sinal EMG de Superfície ...24
2.2.2 Características do sinal EMG ...25
2.2.3 Processamento e análise do sinal EMG ...26
3 MATERIAL E MÉTODOS ...28
3.1 Características dos voluntários ...28
3.3 Critérios de Exclusão ...28
3.4 Teste de contração isométrica voluntária máxima do TA ...29
3.5 Aplicação da Crioterapia ...30
3.6 Medida da temperatura ...30
3.7 Aquisição do sinal biológico ...30
3.8 Captação do sinal eletromiográfico ...32
3.9 Análise do sinal eletromiográfico ...34
3.10 Demais materiais utilizados ...34
4 RESULTADOS ...35
5 DISCUSSÃO ...43
6 CONCLUSÃO ...49
ANEXO A: Ficha de identificação dos indivíduos...56
ANEXO B: Termo de Consentimento Livre e Esclarecido ...57
1 INTRODUÇÃO
As lesões e doenças que afetam o sistema músculo-esquelético, e seus sintomas, principalmente dor e edema, são responsáveis pela perda ou inibição de capacidades motoras como força, flexibilidade, velocidade, e propriocepção, necessárias para o desempenho ideal na execução das atividades funcionais do atleta (1; 2). Durante a reabilitação esportiva, essas capacidades devem ser recuperadas e os atletas devem, quando possível, retornar aos mesmos níveis de desempenho prévios.
No tratamento dos atletas lesionados, os fisioterapeutas desportivos têm várias opções terapêuticas que podem otimizar os resultados do tratamento, como por exemplo, a combinação da crioterapia com a realização de exercícios ativos.
A crioterapia é a aplicação de qualquer substância que retire calor corporal e diminua a temperatura tecidual com finalidades terapêuticas (2). É utilizada na reabilitação esportiva principalmente devido a seus efeitos analgésico e no controle do edema, o que permite o início precoce dos exercícios de recuperação da amplitude de movimento (ADM) e força muscular e assim acelerando o período de reabilitação (2; 3; 4;). No meio esportivo, a crioterapia é frequentemente aplicada antes e nos intervalos dos jogos e treinos objetivando a diminuição da dor e permitindo a realização da prática atlética sem a influência álgica, o que poderia diminuir o desempenho esportivo (5).
Como modalidade terapêutica, sua ação se dá através do resfriamento tecidual local, que tem como efeitos, a diminuição da temperatura local, diminuição da velocidade de condução nervosa, ação anestésica e analgésica, redução do metabolismo celular, do espasmo muscular e do edema, facilitando o processo inflamatório natural do organismo (2; 3; 6; 7; 8;). A crioterapia age nos diferentes sistemas fisiológicos como no sistema circulatório ao promover a vasoconstrição; no sistema nervoso promovendo diminuição da velocidade de neurocondução sensitiva e motora; nos tecidos e estruturas do sistema músculo-esquelético aumentando a rigidez muscular e diminuindo a extensibilidade do tecido conjuntivo (2). A ação no sistema músculo-esquelético envolve outros aspectos da função muscular como os efeitos crioterapia sobre a força, resistência e fadiga, entretanto, não estando ainda bem estabelecida a relação da diminuição da temperatura muscular com a força e a atividade eletromiográfica (9; 10; 11; 12; 13).
Thornley et al. (14) utilizaram um protocolo de trinta minutos de crioterapia na região anterior da coxa de seus voluntários e os resultados não foram significativos para afirmar que houve diminuição na força isométrica do quadríceps, apesar de ter havido tendência de
diminuição não significativa na força imediatamente após a retirada da crioterapia. Douris et al. (15) estudaram os efeitos da crioterapia na força isométrica dos extensores do punho imediatamente e após 15 minutos da aplicação. Seus resultados demonstraram diminuição significativa da força isométrica durante pelo menos 20 minutos após a retirada da crioterapia. Já Sanya e Bello (16) ao estudarem a força isométrica do quadríceps, encontraram aumento significativo imediatamente e após 10 minutos em relação à força medida anteriormente à crioterapia.
Alguns estudos avaliaram a ação do frio sobre as respostas eletromiográficas, encontrando também resultados distintos. Coulange et al. (9), avaliaram os efeitos da imersão de todo corpo em água a 10 e 18ºC sobre as contrações isométricas voluntárias máximas. Os resultados não demonstraram influências sobre as propriedades contráteis dos músculos da perna, porém, houve uma melhora sobre as alterações do sinal eletromiográfico causadas pela fadiga, com diminuição da freqüência mediana. Oksa et al. (17) estudaram o efeito da crioterapia na relação agonista/antagonista dos músculos tibial anterior e gastrocnêmios em exercícios pliométricos de membros inferiores verificando diminuição significativa na força e diminuição do sinal eletromiográfico dos agonistas (gastrocnêmios) e aumento do sinal dos antagonistas (tibial anterior). Num estudo de revisão sobre as limitações da performance neuromuscular no frio, Oksa (18) afirma que no estudo do sinal eletromiográfico a freqüência é diminuída, sendo essa alteração relacionada à diminuição na velocidade de condução nervosa e que a amplitude do sinal eletromiográfico em alguns estudos sofre redução enquanto que em outros trabalhos aumenta, sendo necessário, portanto mais pesquisas nesse aspecto.
Para Borgmeyer et al., Oksa e Farina et al. (11; 17; 19), a influencia do resfriamento sobre a função do tecido muscular pode estar relacionada à diminuição na excitabilidade da membrana muscular. Portanto, para uma avaliação mais abrangente da performance muscular, é necessário o uso da eletromiografia associada à análise da força.
A controvérsia encontrada na literatura levanta uma preocupação quanto à aplicação da crioterapia antes dos exercícios de força ou atividades esportivas que envolvam o uso desta capacidade. Se a força for reduzida, os exercícios podem atrapalhar o rendimento atlético e muscular destes atletas, influenciando tanto na recuperação quanto no desempenho da modalidade esportiva. Por outro lado, se o resfriamento muscular aumentar a força, é possível utilizar este recurso como facilitador do treinamento de força e de modalidades esportivas que dela dependem. Uma terceira possibilidade é a inexistência de efeitos sobre a força muscular
em seguida a aplicação da crioterapia, o que indicaria o uso desta modalidade sem nenhum risco ou prejuízo às atividades dependentes da força.
1.2 Objetivos
Os objetivos deste trabalho foram analisar e comparar a força e a atividade eletromiográfica do músculo tibial anterior (TA) antes e após a aplicação de crioterapia, avaliando o comportamento destes parâmetros durante um período de recuperação de 60 minutos após a retirada da modalidade crioterápica.
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Crioterapia
A crioterapia é definida como a aplicação terapêutica de quaisquer substâncias ao corpo que tenham por conseqüência a remoção de calor e a redução da temperatura (2, 20).
As primeiras referências sobre a aplicação do gelo com fins terapêuticos nos remetem aos gregos e romanos que já utilizavam a neve e o gelo natural para tratar problemas médicos de várias naturezas (2). No século XIX, as compressas geladas começam a ser utilizadas em ferimentos inflamados. Em 1850, foi patenteada a primeira máquina de gelo e 1881 as compressas frias são reconhecidas como auxiliares nas cirurgias (2). Desde então, o resfriamento tem sido utilizado como tratamento por causa de seus efeitos terapêuticos e muitas pesquisas foram e vêm sendo realizadas para elucidar seus efeitos fisiológicos.
O termo crioterapia tem uma ampla significação e é utilizado em diversas especialidades das ciências da saúde. Knigth (2) classifica as técnicas de aplicação da crioterapia em cinco categorias com base nos seus objetivos:
§ Atendimento imediato – resfriamento do tecido músculo-esquelético imediatamente após a sua lesão;
§ Reabilitação – resfriamento tecidual durante a reabilitação de várias doenças e lesões do sistema músculo-esquelético como auxiliar de outra terapia;
§ Auxiliar cirúrgico – resfriamento dos tecidos antes, durante e após as cirurgias; § Criocirurgia – congelamento dos tecidos com finalidade cirúrgica;
§ Diversas – técnicas que não se enquadram nas categorias anteriores.
2.1.1 Métodos de aplicação
As modalidades de frio podem ser aplicadas em várias especialidades e de diversos modos, sendo os mais populares as compressas de gelo e as compressas com bolsas de gel frio, disponíveis comercialmente (21). Outros métodos encontrados na literatura são os banhos de imersão em água gelada, massagem com gelo, aparelhos de frio (como o Cryo cuff e outros) e os sprays refrigerantes (2).
Compressas de gelo: são recipientes com gelo em cubos, picado, raspado ou partido aplicados localmente aos tecidos. Esses recipientes podem ser toalhas, sacos plásticos e
recipientes específicos para gelo. As compressas de gelo são as que promovem o maior resfriamento e portanto, são preferíveis aos demais métodos (2, 21, 23).
Compressas com gel frio: são encontradas amplamente em estabelecimentos comerciais da área e constituem um recipiente de vinil cheio de uma substância gelatinosa, água e um anticongelante, para que não endureçam e permaneçam flexíveis. As compressas são congeladas no freezer e aplicadas ao corpo (2). Em comparação com compressas de gelo, apresentam menor capacidade de resfriamento, pois aquecem mais rápido que o gelo e apresentam maior risco de queimaduras pelo frio, pois encontram-se em temperaturas mais baixas quando retiradas do freezer (2).
Banhos de imersão: são aplicados em recipientes grandes o suficiente para conter a área a ser tratada. Enche-se o recipiente com água e gelo e a área do corpo é imersa. É frequentemente utilizado para as extremidades corporais (2).
Aparelhos de frio: são dispositivos que proporcionam resfriamento por meio bombeamento da água ou ar em acolchoados que ficam em contato com a pele. Geralmente os acolchoados promovem compressão ao mesmo tempo em que resfriamento. São usados no atendimento imediato das lesões agudas e cirurgias (2).
Sprays refrigerantes: são líquidos que evaporam rapidamente quando aplicados à pele, retirando assim o calor dos tecidos superficiais. Como evapora velozmente, sua ação é superficial e seus efeitos baseiam-se na estimulação do sistema nervoso simpático para tratar dor e espasmo muscular (2).
2.1.2 Termodinâmica
A primeira resposta fisiológica às aplicações de frio é o resfriamento tecidual, fazendo com que o corpo tenha uma série de reações locais e sistêmicas em decorrência da diminuição da temperatura, sendo a magnitude desses efeitos relacionada com a temperatura da modalidade, a duração e a área de exposição à modalidade, a localização anatômica da área tratada, o uso de compressão, o nível de atividade física prévio e subseqüente a aplicação e a modalidade específica utilizada (2; 22; 23).
Se a temperatura for extremamente baixa, de -20 a -70º C, o tecido é destruído, como acontece na criocirurgia. Com temperaturas entre 1 e 18º C, se obtém os efeitos terapêuticos utilizados na recuperação das lesões do sistema músculo-esquelético (2; 3; 22). Para conseguir os efeitos terapêuticos com o resfriamento, preconiza-se que a temperatura da pele diminua
para aproximadamente 13º C para que ocorra redução ideal do fluxo sangüíneo local e para cerca de 13,6º C para que ocorra analgesia (3).
O tecido superficial (pele) é o primeiro a ter contato com a modalidade crioterápica, assim transferindo o calor do tecido para a modalidade, através da condução. Inicialmente, ocorre um declínio rápido da temperatura superficial, o qual diminui constantemente até que atingem um platô, mantendo a temperatura apenas alguns graus acima da temperatura da modalidade. Os tecidos adjacentes às camadas superficiais vão também perdendo calor para as áreas mais resfriadas superficialmente, e desta forma, os tecidos profundos, como os músculos têm sua temperatura diminuída (2; 3; 23) Os tecidos subcutâneos apresentam as mesmas respostas que o tecido superficial, porém em menor magnitude. Assim como a temperatura da pele, a temperatura subcutânea começa logo a aumentar após a retirada da modalidade (2).
Os tecidos mais profundos, em contraste, demoram mais para reduzir a temperatura após o início da aplicação crioterápica. O declínio é mais gradual e de menor intensidade do que no tecido subcutâneo. Após a retirada da modalidade, a temperatura do tecido profundo continua a baixar, sendo dependente da profundidade do tecido e da espessura do tecido adiposo (2; 23). A perda de calor dos tecidos superficiais justificaria a redução da temperatura dos tecidos profundos após a retirada da crioterapia. Num esforço para repor o calor perdido para a modalidade nos tecidos superficiais, os tecidos profundos continuam a transferir calor mesmo após a retirada do frio, isso resulta num aumento rápido da temperatura da pele e em redução contínua, porém menor da temperatura dos tecidos profundos (2, 23).
O tecido adiposo serve com isolamento entre as camadas superficiais da pele e os músculos, e assim, reduz o efeito do resfriamento sobre eles (2). Otte et al. (24) investigaram a relação do resfriamento intramuscular com a espessura do tecido adiposo subcutâneo. Seus resultados demonstraram que quanto mais espessa for a camada de tecido adiposo subcutâneo maior é o tempo necessário para o resfriamento muscular. Corroborando com estes resultados, Myrer et al. (25) afirmam que existe uma significativa relação inversa entre a camada de tecido adiposo e temperatura intramuscular, implicando no tempo de tratamento crioterápico.
Após a aplicação da crioterapia, a temperatura dos tecidos aquecidos tende a retornar aos níveis normais, devido à condução de calor do meio ambiente, dos tecidos circunvizinhos e profundos e do sangue circulante. Entretanto, não só estes fatores são determinantes para o reaquecimento, a quantidade de resfriamento causado, que por sua vez depende da magnitude e duração da exposição ao frio, e da quantidade de calor disponível para reaquecer a região também podem influir no reaquecimento tecidual (2). Assim, o estado de repouso ou de
movimento após a aplicação do resfriamento, irá influenciar o tempo de reaquecimento (26). Para Myrer et al. (26), quando é desejável que os efeitos do resfriamento sejam mantidos por mais tempo, como nos atendimentos imediatos de lesões, o indivíduo não deve realizar exercícios logo após a crioterapia. Porém, quando os efeitos analgésicos são desejados para permitir a movimentação precoce, é fundamental então, a realização de exercícios no local tratado.
2.1.3 Efeitos
Os efeitos da crioterapia no corpo humano são decorrentes da diminuição da temperatura nos tecidos (3). Preconiza-se que a temperatura da pele deve diminuir para aproximadamente 10 a 15º C para que ocorra redução ideal do metabolismo, e para menos de 13,6º C para que ocorra analgesia (3; 22).
Os efeitos podem ser locais, quando a área resfriada for pequena como, por exemplo, por meio de compressas geladas, ou sistêmicos, quando a área resfriada for grande o suficiente para desencadear as reações corporais de termorregulação, como ocorre nas imersões do corpo todo em água gelada (2, 22). Neste último caso, quando a temperatura do sangue diminui 0,2º C, o hipotálamo responde iniciando várias ações sistêmicas, como vasoconstrição, diminuição da freqüência cardíaca e respiratória para reduzir a velocidade do sangue circulante e assim tentar manter a temperatura basal do organismo. Se a temperatura continuar declinando, o tônus muscular é aumentado e aparecem tremores para tentar manter o calor corporal interno (2; 22; 27).
Já os efeitos locais provocados pela crioterapia são utilizados terapeuticamente em processos inflamatórios e álgicos, redução de espasmo muscular e edema, e em diversas situações clínicas como coadjuvante a outras terapias (2; 3; 22). A diminuição da temperatura dá origem à efeitos celulares, vasculares e no sistema nervoso central que regulam a resposta inflamatória. A diminuição do metabolismo é a resposta celular de maior benefício no tratamento da lesão aguda (22), pois reduz a necessidade de oxigênio e melhora a possibilidade de sobrevivência celular (2). Nesse sentido, a crioterapia combate a lesão por hipóxia secundária, que é a destruição tecidual periférica à lesão primária ocorrida em função de mecanismos enzimáticos e circulatórios que privariam os tecidos adjacentes à lesão primária do aporte de nutrientes e oxigênio (2, 22, 28).
Os efeitos vasculares causados pelo frio possuem sua maior significância no combate ao edema (2; 22). Dos efeitos vasculares causados pelo resfriamento, o primeiro seria a vasoconstrição, que ocorreria em razão da estimulação dos receptores nervosos locais causando uma reação do sistema nervoso simpático acarretando a contração dos vasos sangüíneos e por conseqüência a redução do fluxo sangüíneo (2; 22). Em seguida à vasoconstrição, ocorreria a vasodilatação induzida pelo frio, que seria uma reação tardia de dilatação dos vasos sangüíneos devido ao resfriamento tecidual (2, 22, 29), e que só aconteceria com mais de 20 a 40 minutos de crioterapia (2, 22).
O termo vasodilatação induzida pelo frio (VIF) foi introduzido por Lewis em 1930 (2) ao estudar as reações circulatórias dos dedos em imersão em água fria. Ele observou que após imergir os dedos em água fria, ocorria uma grande diminuição da temperatura e que após 8 a 16 minutos a temperatura se elevava um pouco, e que em seguida a temperatura oscilava num padrão crescente/decrescente numa faixa de 2 a 6º C, lhe induzindo a supor que isso ocorria por um fenômeno circulatório. Em outro estudo, Lewis verificou que a temperatura após a retirada da crioterapia aumentava rapidamente, e assim conclui que este pós-efeito do resfriamento só poderia ser vasodilatação, pois no dedo não resfriado não houve elevação da temperatura. O que Lewis não considerou foi que a temperatura do dedo resfriado diminuía em comparação com a do dedo controle durante a crioterapia, e que após a sua retirada, a elevação da temperatura do dedo resfriado não ultrapassava a do dedo controle, sendo caracterizado apenas o retorno da temperatura basal. Os dados de Lewis foram interpretados erroneamente durante muito tempo, induzindo os clínicos a acreditarem que a crioterapia causaria um aumento no fluxo sangüíneo pela VIF (2). Knight (2) argumenta que os objetivos da crioterapia nas lesões agudas são conseguidos pelos efeitos metabólicos, e nas lesões crônicas, pela redução da dor, e que a ocorrência de vasoconstrição ou vasodilatação não influenciaria no processo de recuperação da lesão.
É aceito atualmente, que a crioterapia pode reduzir o fluxo sangüíneo através da vasoconstrição (20), porém, a relação crioterapia- fluxo sangüíneo é ainda pesquisada. Para alguns autores (30; 31), o resfriamento tecidual não influencia o fluxo sanguíneo, enquanto para outros (2; 20; 32; 33; 34), o fluxo é reduzido. Fiscus et al. (30) investigaram os efeitos da crioterapia sobre o fluxo sangüíneo arterial da perna de 24 voluntários através da pletismografia. Seus resultados não indicaram diferença significativa no fluxo sangüíneo da perna do grupo submetido à crioterapia (imersão em água fria – 13º C) em comparação com o grupo controle. Entretanto, é possível que o tempo de 20 min. de aplicação com a água na temperatura de 13º C não seja suficiente para influenciar o fluxo sangüíneo local (30). Por
outro lado, Lee et al. (31) investigaram o fluxo sangüíneo em ratos submetidos à crioterapia com resfriamento em duas temperaturas, 3º C e 27º C e o grupo controle que se manteve com temperatura corporal normal (37º C). Os resultados demonstraram redução do fluxo sangüíneo com a temperatura de 3º C, enquanto no grupo submetido à temperatura de 27º C e no grupo controle não houve modificação no fluxo de sangue local, indicando que temperaturas acerca de 3ºC produzem efeitos no fluxo sangüíneo.
A crioterapia tem como um de seus principais efeitos a redução da dor, porém, as razões pelas quais a analgesia acontece são ainda pouco entendidas (2, 22). As explicações encontradas na literatura indicam que efeitos diretos e indiretos estão relacionados para promoção da analgesia (2). Os efeitos diretos seriam a redução na velocidade de condução nervosa periférica da dor nas suas respectivas fibras (2; 20; 35; 36); diminuição da excitabilidade das terminações nervosas livres (2; 22); elevação do limiar de dor (2; 35); e o efeito antinociceptivo pelo mecanismo do portão da dor (2; 36). Os efeitos indiretos reduzem a dor pela remoção da causa da dor como, por exemplo, a redução do espasmo muscular (2; 36), redução do edema (2), ou redução da espasticidade (2).
O espasmo muscular é definido como qualquer contração muscular involuntária temporária ou permanente, que é causada por impulsos nervosos constantes transmitidos pelos nervos motores dos músculos afetados (2). Os espasmos podem ser decorrentes de lesões nervosas superiores, apresentando caráter permanente, sendo conhecido como espasticidade. Os espasmos originados de lesões ao sistema músculo-esquelético, ocorrem para prover proteção à área lesada através da redução do movimento (1; 2). Entretanto, a continuidade excessiva do espasmo gera mais dor e limita a mobilidade muscular e articular, sendo assim, necessária a sua inibição (2). A crioterapia atua na inibição do espasmo muscular através da diminuição das aferências sensoriais, somáticas e proprioceptivas, que por conseqüência causa anestesia local reduzindo a dor, ao mesmo tempo causa menor reflexo de estiramento e diminuindo a contração muscular excessiva reflexa (fig. 1).
Figura 1: Ação da crioterapi a no espasmo muscular. Adaptado de Knigth (2).
2.1.3.1 Efeitos da crioterapia sobre os parâmetros musculares
O resfriamento tecidual gera efeitos em diversos sistemas fisiológicos e sobre o sistema neuromuscular não é diferente. Acredita-se que parâmetros como velocidade de condução nervosa dos nervos motores, disparo das unidades motoras, potencial de ação, desenvolvimento de força, resistência e fadiga, são influenciados pela crioterapia (2; 10; 19).
A velocidade de condução dos nervos motores diminui quando a temperatura do tecido é reduzida (2; 18; 37). A relação entre temperatura e velocidade de condução nervosa é considerada linear, pelo menos, nos nervos mais superficiais, demonstrando menor relação em nervos mais profundos (2).
De acordo com Bigland-Ritchie et al. (38), as taxas de disparo das unidades motoras não parecem ser afetadas pelo resfriamento, contudo, existem poucos estudos sobre a relação das taxas de disparo das unidades motoras com a temperatura para que conclusões definitivas possam ser feitas (2).
A latência e duração do potencial de ação tornam-se progressivamente prolongadas conforme a temperatura do nervo declina. À medida que a temperatura local diminui, a velocidade de condução do potencial de ação muscular também diminui, aumentando a duração e a amplitude da despolarização das fibras musculares (2; 37). Para Kuntzer e Mitchel (39), a modificação nos parâmetros do potencial de ação ocorrem devido à lentificação na função da bomba de sódio (Na+) e potássio (K+), à possível inativação retardada dos canais
Crioterapia Menor aferência sensorial Anestesia Menor dor Menor reflexo de estiramento
de Na+, a um aumento do K+ nos túbulos-t ou por uma desaceleração na liberação do cálcio (Ca+) dos retículos sarcoplasmáticos.
A relação entre a temperatura tecidual local e a força não é evidente (14). A força muscular máxima após crioterapia tem apresentado diminuição, aumento ou nenhuma alteração (40). As pesquisas realizadas na tentativa de elucidar a relação do resfriamento tecidual local com a força muscular apresentam metodologia muito variada, com estudos utilizando as contrações isométricas como objeto de avaliação (14; 15; 16; 9; 41), enquanto outros avaliam a força isocinética (12; 11; 8; 42). Os métodos de resfriamento também são bastante variados, com autores usando banhos de imersão em água gelada (41; 9; 12), bolsas de gel (14), massagem com gelo (11) e bolsas de gelo (43), o que pode resultar em diferentes temperaturas de resfriamento muscular (21).
Dos autores que pesquisaram a influência do resfriamento na força isométrica Coulange et al. (9), estudaram a influencia da imersão de todo o corpo em água fria (10 e 18º C) por 6 horas na força isométrica submáxima dos músculos vasto lateral e sóleo. Os resultados não demonstraram alteração na força em ambos os músculos. Resultados semelhantes foram encontrados por Thornley et al. (14) que investigaram os efeitos de várias temperaturas teciduais locais (47, 34, 24 e -11º C) no pico do torque da extensão isométrica do joelho e concluíram que as temperaturas aplicadas não prejudicaram a força isométrica submáxima. Rubley et al. (41) também investigaram a força isométrica submáxima para o movimento de pinça entre o polegar e indicador após imersão em água fria (10ºC) por 15 minutos. Seus resultados não indicaram alteração significativa na força isométrica dos voluntários estudados. Em contraponto, Douris et al. (15) pesquisaram a força isométrica de preensão palmar após imersão em água à 10º C por 5, 10, 15 ou 20 minutos. Os resultados mostraram uma redução significativa da força após os períodos de 5 a 20 minutos de imersão. Já Sanya e Belo (16) investigaram a força isométrica do quadríceps imediatamente após e 10 minutos após aplicação de gelo e concluíram que a força aumenta após a aplicação de crioterapia. Confirmando estes achados, Hamzat e Fatudimu (44) encontraram aumento da força de preensão palmar após 10 minutos de imersão em gelo.
A avaliação da força isocinética após crioterapia foi feita por vários autores (8; 11; 12; 13; 42; 45), dentre eles, apenas Borgmeyer et al. (11) não encontrou diminuição da força isocinética imediatamente após aplicações de crioterapia. Seus resultados não indicaram influência do resfriamento tecidual sobre o pico do torque excêntrico.
2.2 Eletromiografia
A eletromiografia (EMG) é o estudo da função muscular através dos sinais elétricos emitidos pelos músculos (46). O sinal eletromiográfico é a soma dos potenciais de ação que ocorrem dentro de seu alcance de medida, podendo ser afetado por propriedades musculares anatômicas e fisiológicas, assim como pela instrumentação usada para aquisição dos sinais (47).
O estudo da atividade eletromiográfica permite a obtenção de informações sobre a estrutura e funcionamento das unidades motoras. É usada como indicador do início da ativação muscular, da relação da força produzida por um ou mais músculos, e do processo de fadiga muscular (46, 48), sendo assim, aplicada em diferentes especialidades como em pesquisas em biomecânica, cinesiologia e fisiologia neuromuscular, na clínica médica, na fisioterapia e reabilitação, nas ciências do esporte e na ergo nomia (46).
A EMG pode ser classificada em superficial e profunda de acordo com o posicionamento dos eletrodos para aquisição dos sinais. Na EMG de superfície os eletrodos são colocados na superfície da pele, captando os sinais elétricos musculares. Caracteriza-se por ser um método não invasivo e de fácil execução, usado para estudar as atividades dos músculos superficiais. A EMG de profundidade usa eletrodos do tipo agulha, que são introduzidos no interior do músculo em contato direto com a fibra muscular. É um método invasivo e por isso menos utilizado que a EMG de superfície (46).
2.2.1 Registro do sinal EMG de Superfície
O sistema de registro do sinal eletromiográfico consiste num conjunto de eletrodos bipolares de superfície colocados próximos ao ponto motor ou do local de entrada do nervo motor. É colocado também, um eletrodo sobre uma protuberância óssea para servir como ponto de referência. À medida que o potencial de ação percorre o músculo e passa sob os eletrodos, estes registram o potencial de ação devido à despolarização e à mudança de voltagem na direção positiva. Quando o potencial de ação passa sob os eletrodos, a voltagem registrada passa por zero, e à medida que o potencial vai se afastando dos eletrodos, a voltagem vai se tornando negativa. Assim, o sinal eletromiográfico tem o formato sinosoidal, variando entre positivo e negativo (47).
Como o sinal de EMG tem voltagem alternada, é comum retificar linearmente o sinal, criando um registro totalmente positivo. Desta forma, o exame visual da EMG permite
estimar quando o músculo se torna ativo, por quanto tempo e se há muita ou pouca atividade (47).
Para que o sinal seja registrado corretamente, sem alterar a sua forma e características, alguns fatores devem ser considerados (46):
- Características do tecido subcutâneo, como espessura, tipo de tecido e temperatura; - Cross talk, que significa o recolhimento de sinais elétricos de músculos vizinhos; - Ruídos externos, como os provenientes das linhas de força, de equipamentos eletro-eletrônicos próximos ou até mesmo pelo sistema de aquisição, principalmente pelos componentes do amplificador e pelos movimentos dos cabos.
Para minimizar os ruídos e interferências que podem influenciar na coleta da EMG, são utilizados amplificadores de sinal que são capazes de rejeitar ou eliminar os artefatos por meio da seleção dos sinais entre os eletrodos e da rejeição das interferências externas (46).
2.2.2 Características do sinal EMG
Os sinais eletromiográficos apresentam características de amplitude, duração e freqüência, fundamentais para avaliação da curva EMG (49).
A amplitude é a quantidade que expressa o nível de atividade do sinal, que pode ser representado graficamente pela distribuição gaussiana. Sua variação é dada de acordo com a atividade elétrica detectada no músculo e fornece informações sobre a intensidade da ação muscular. As amplitudes do sinal EMG variam de 0 a 10 milivolts (mV) de pico a pico e de 0 a 1.5 mV (RMS) (49; 50).
A duração do sinal EMG corresponde ao período de ativação do músculo estudado. Para uma delimitação precisa da duração dos eventos do sinal, é importante definir a partir de que nível de amplitude se considera que o músculo entrou em ação (49).
As freqüências características do sinal EMG situam-se entre 1 e 1000 Hz (48), porém as freqüências mais significativas vão até 500 Hz, com a energia dominante na faixa de 50 a 150 Hz (50). A distribuição das freqüências do sinal EMG deve-se a um conjunto de fatores como a composição do músculo, as propriedades dos eletrodos e o local onde são colocados no músculo, as características do potencial de ação das fibras musculares ativas e aos processos de coordenação intramuscular (49).
2.2.3 Processamento e análise do sinal EMG
O sinal EMG como é coletado, é chamado de bruto ou absoluto, e possibilita a extração de informações iniciais relevantes (46), porém insuficientes para sua análise completa (49). Para que maior variedade de dados seja obtida de acordo com as características de amplitude e freqüência, é necessário que o sinal bruto seja submetido a sucessivas e diferentes transformações por meio de fórmulas e equações matemáticas que caracterizarão o processamento do sinal.
O processamento do sinal EMG pode ser realizado por análises no domínio do tempo e no domínio da freqüê ncia (47; 49). No domínio do tempo, inicialmente o sinal EMG, por ter voltagem alternada, deve ser retificado (46; 50). Todas as amplitudes negativas são convertidas em positivas, criando apenas um sinal acima da linha de base, facilitando a observação de informações de parâmetros da amplitude do sinal como média, pico máximo, e área sob a curva (46).
Outro parâmetro comumente usado é a suavização do sinal, que é uma forma de reduzir a variabilidade característica do sinal eletromiográfico eliminando as variações muito bruscas da amplitude do sinal bruto. O método mais comum de suavização é o Root Mean Square (RMS), ou seja, a raiz quadrada da média ao quadrado. É uma ferramenta matemática que permite avaliar informações sobre a amplitude do sinal, e é tida como representação da força do sinal (46, 48).
O processamento do sinal EMG no domínio da freqüência é um método caracterizado pela definição do conteúdo das freqüências do sinal, envolvendo a determinação da densidade espectral de energia (Power spectrum density – PSD) através da transformada rápida de Fourier (Fast Fourier Transform – FFT) (49; 50; 51). A partir do PSD podem obter-se diferentes parâmetros descritivos do perfil espectral como a freqüência média e freqüência mediana,(FM) os mais comumente utilizados, e que podem predizer amplitude do sinal, comportamento mioelétrico correlacionado a determinado esforço, predição de fadiga muscular, predição de coordenação motora, entre outras (49).
A FFT é um modo de analisar e estimar o conteúdo das freqüências do sinal, podendo ser considerada como o somatório das ondas senoidais com diferentes velocidades de freqüência. O algoritmo FFT pode ser descrito como a decomposição do sinal eletromiográfico em seu conteúdo senoidal de base, por exemplo, se a ma ioria das ondas são reconhecidas entre em 80Hz, essa amostra eletromiográfica tem uma grande potência nesta freqüência (46).
Uma limitação da Transformada de Fourier é descrever apenas o evento no domínio do tempo ou da freqüência separadamente (52). Baseada nesta limitação foi introduzida uma ferramenta de análise do sinal que viabiliza o processamento no domínio do tempo e da freqüência simultaneamente, a Transformada de Wavelet (TW).
A TW é um conjunto de funções matemáticas desenvolvidas a partir da modificação da Transformada de Fourier, formalizada nos anos 80 por J. Morlet e objetivam tratar sinais não-estacionários e que variam no tempo, como sinais eletromiográficos, eletrocardiográficos e eletroencefalográficos (53; 54).
A principal característica das Wavelets é a localização tempo- freqüência, o que significa que a maior parte da energia da wavelet se encontra num intervalo finito no tempo, sendo possível a extração do conteúdo espectral do sinal, podendo verificar o espectro da potência e a energia do sinal ao longo do tempo (53).
3 MATERIAL E MÉTODOS
A pesquisa foi realizada na Fisioclinic, Clínica de Fisioterapia, na cidade de Nova Friburgo, RJ, sob responsabilidade do próprio autor e com a orientação do Prof. Dr. Márcio Magini e co-orientação do Prof. Dr. Alderico de Paula.
3.1 Características dos voluntários
Participaram voluntariamente deste estudo 20 indivíduos dos gêneros masculino e feminino, com idade média de 22 anos, altura média de 172,3 cm, massa corporal média de 73,8 kg. Todos responderam a um questionário (Anexo A) para assegurar a ausência de quaisquer disfunções dermatológicas, neurológicas e músculo-esqueléticas que pudessem influenciar nos resultados dos testes ou comprometer a integridade física dos mesmos. Os voluntários foram informados dos procedimentos a serem realizados durante os testes e assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (ANEXO B) conforme resolução nº. 251, de 07/08/1997 do CONSELHO NACIONAL DE SAÚDE e na resolução números 196, de 10/10/1996 que são as diretrizes e normas regulamentadoras de pesquisa envolvendo seres humanos. A pesquisa foi aprovada no Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos, sob o no H167/CEP/2006 (ANEXO C).
3.2 Critérios de Inclusão
A inclusão dos indivíduos no estudo fo i baseada nos seguintes critérios: • Boas condições de saúde;
• Idade entre 18 e 30 anos;
• Capazes de realizar contração isométrica máxima do músculo TA dominante; • Capazes de compreender as características do estudo, inclusive riscos;
• Capazes de cooperar com o pesquisador e seguir o protocolo conforme assinado no termo de consentimento livre e esclarecido.
3.3 Critérios de Exclusão
• Presença de cirurgia nos membros inferiores ou coluna nos últimos 2 anos; • Presença de alterações da sensibilidade cutânea, doença cardiovascular;
insuficiência vascular periférica, síndrome de Raynaud e reações alérgicas ao frio, como urticária;
• Não ser capaz de realizar contração isométrica máxima do músculo TA. 3.4 Teste de contração isométrica voluntária máxima do TA
Os indivíduos foram aleatoriamente alocados em dois grupos de dez, chamados de Grupo Crioterapia (GCRIO) e Grupo Controle (GC). Nos dois grupos, foram realizados sete medidas de força através de contração isométrica voluntária máxima (CIVM), no qual o indivíduo foi instruído a realizar a dorsiflexão isométrica do tornozelo dominante durante 6 segundos na angulação de 100º, com o membro inferior devidamente fixado no ergômetro de tornozelo, onde o transdutor de força fora posicionado (fig. 2). Antes de cada teste, a temperatura cutânea foi medida com termômetro infravermelho digital sobre o terço médio da linha entre a cabeça da fíbula e o maléolo medial, sobre o músculo TA.
Figura 2: Ergômetro de tornozelo.
A primeira medida de força através de CIVM, chamada medida PRE foi realizada igualmente em ambos os grupos, sendo seguida, no GCRIO, por 30 minutos de crioterapia em decúbito dorsal e no GC por 30 minutos de exposição à temperatura ambiente na mesma posição. Após o intervalo de 30 minutos, ambos os grupos realizaram outras seis medidas da CIVM desde o momento imediato após a retirada da crioterapia (GCRIO) ou repouso sem resfriamento (GC), chamado de momento 0 e pelos seguintes períodos subseqüentes, 5, 15, 30, 45 e 60 minutos.
3.5 Aplicação da Crioterapia
A crioterapia foi aplicada com gelo em pequenos cubos acondicionados em bolsas de tecido (algodão) umedecidas sobre todo o ventre muscular do TA, o qual é motor primário no movimento de dorsiflexão, por 30 minutos com os indivíduos em decúbito dorsal e instruídos a não movimentarem os membros inferiores durante a crioterapia. No GC os indivíduos permaneceram 30 minutos em temperatura ambiente, (aproximadamente 22º C) na mesma posição e sob instruções idênticas ao outro grupo.
3.6 Medida da temperatura
A temperatura local superficial foi aferida com termômetro digital infravermelho modelo TD-955 (Icel Manaus), com precisão de 0,1º C, sendo mantido uma distância de 2 cm durante as mensurações nos períodos descritos acima.
3.7 Aquisição do sinal biológico
Na aquisição dos sinais eletromiográficos utilizou-se um eletromiógrafo de 8 canais da marca EMG System do Brasil Ltda (fig. 3) de 12 bits de resolução com software de aquisição de dados WINDAQ (WinDaqXL), sendo filtragem feita com filtro passa banda de 20-500Hz, amplificado em 1000 vezes e convertido por placa A/D com freqüência de amostragem de 3KHz para cada canal e com a variação de entrada de 5mV. O sinal foi convertido em arquivo .txt para que pudesse ser aberto no programa de análise de sinais DelSys EMGwork Analysis 3.1.1.1 – 2005.
A força foi mensurada com um transdutor de força de tração-compressão da marca EMG System Brasil (fig. 4) para quantificação da força com uma taxa de amostragem de 3KHz, que foi simultaneamente registrada através do sistema de aquisição de dados modelo EMG800C (EMG System Brasil), conectado ao software de aquisição de dados WINDAQ (WinDaqXL).
Figura 4: Transdutor de força de tração-compressão. Fonte: Arquivo pessoal.
Para garantir o sincronismo do registro dos sinais com o exercício foi utilizado um dispositivo de disparo em forma de alarme sonoro (fig. 5) acionado simultaneamente com o início do registro do sinal, garantindo o sincronismo do registro com a contração muscular.
Os eletrodos utilizados para a aquisição do sinal eletromiográfico foram de superfície do tipo bipolar da marca Medtrace (fig. 6), conectados à um pré-amplificador
Figura 6: Eletrodos de superfície. Fonte: Arquivo pessoal. 3.8 Captação do sinal eletromiográfico
Os eletrodos foram posicionados sobre o músculo TA (fig. 7), de acordo com as recomendações do SENIAM Project para colocação dos eletrodos na aquisição de sinais eletromiográficos de superfície. Para minimizar as possíveis interferências na captação do sinal foi realizada a tricotomia da área de colocação dos eletrodos, a descamação da epiderme e a limpeza do local com álcool.
Com o indivíduo sentado ou deitado em decúbito dorsal, os eletrodos devem ser posicionados no sentido longitudinal a um terço (1/3) da linha entre o topo da extremidade superior da cabeça da fíbula e a extremidade inferior do maléolo medial (fig.8, A e B). Para confirmação do posicionamento correto dos eletrodos sobre o TA procedeu-se o teste da dorsiflexão contra-resistida manualmente. O eletrodo de referência foi colocado junto ao processo estilóide do rádio no membro superior esquerdo.
Figura 8:Posicionamento dos eletrodos. A – 1/3 entre o topo da cabeça da fíbula e o maléolo medial.(fonte: autor). B – eletrodos posicionados. (fonte: A – SENIAM; B - Arquivo pessoal.)
A
3.9 Análise do sinal eletromiográfico
O sinal foi convertido em arquivo.txt para que pudesse ser aberto no programa de análise de sinais DelSys EMGwork Analysis 3.1.1.1 – 2005. A partir de então foi extraído a Root Mean Square (RMS) do sinal. Para a determinação da freqüência mediana (FM) e das wavelets, os dados após sofrerem filtragem digital para retirada da freqüência de 60Hz e suas harmônicas foram processados utilizando função específica para determinação da FM e wavelets em ambiente MatLab. As wavelets foram geradas usando o algoritmo desenvolvido por Torrence e Compo, (1998) (55) disponível em: URL:
http://paos.colorado.edu/research/wavelets, modificado por Neto et al, (2007) (59).
Foi utilizado o programa Microsoft Excel para realização dos cálculos de médias e desvios padrões, os testes estatísticos foram feitos utilizando o programa GraphPad InStat v.3.05 – 2000, o programa Graph Pad Prism 5 foi utilizado para plotagem gráfica. Foram utilizados os testes ANOVA com o post test de Dunnett (p<0,05) que compara todos os grupos com o controle.
3.10 Demais materiais utilizados
Foram utilizados também bolsas de tecido para acondicionamento do gelo, álcool e algodão (para assepsia da pele), esparadrapo (para garantir a fixação dos eletrodos), faixas elásticas para prender as bolsas de gelo à perna dos indivíduos, balança mecânica com estadiômetro modelo 31 (Filizola); cronômetro digital modelo C510Y (Oregon); trena antropométrica (Sanny).
4 RESULTADOS
A Tabela 1 representa as médias e os desvios padrões, dos 20 participantes, referentes aos dados da massa corporal, estatura, Índice de Massa Corporal (IMC) da amostra e idade, tendo os grupos apresentado distribuição normal..
Tabela 1: Média e desvio padrão da massa corporal (Kg), estatura (cm), IMC e idade (anos). Massa Estatura IMC Idade
Média 73.87 172,3 24.7 21.8
Desv. Pad. 15.89 9.27 4.53 2.42
A Tabela 2 e Gráfico 1 apresentam as médias em graus centígrados (oC) da temperatura cutânea na superfície anterior da perna testada nos sujeitos dos grupos Crio e Controle nos momentos: pré-crioterapia (Pré), imediatamente (0), 5, 15, 30, 45 e 60 minutos após a aplicação da bolsa de gelo (GCrio) e repouso em temperatura ambiente (GC). No GCrio, houve diminuição significativa (p<0,05) da temperatura dos momentos 0, 5, 15, 30, 45 e 60 comparados ao momento pré. No GC, não houve variação significativa da temperatura em nenhum dos momentos (p>0,05).
Tabela 2: Média e erro padrão da temperatura superficial da perna dos indivíduos dos grupos Crio e Controle nos diferentes momentos avaliados. (*) Diferença significativa nas medidas pré e 0, 5, 15, 30, 45, 60 no GCRIO (p < 0,05). GC sem diferença nas temperaturas (p>0,05).
Temperatura Grupo Crio
Pré 0 5 15 30 45 60
Média 31.3 11.9* 18.8* 22.8* 25.7* 27.4* 28.6* Erro Pad. 0.31 0.78 0.71 0.59 0.78 0.69 0.54
Temperatura Grupo Controle
Pré 0 5 15 30 45 60
Média 30.9 30.8 31.1 31.1 31.0 30.8 31.0 Erro Pad. 0.30 0.49 0.51 0.45 0.43 0.50 0.41
0 5 10 15 20 25 30 35 0 pre 5 15 30 45 60
*
GCrio GC Temperatura ( o C)Gráfico 1: Média e erro padrão da temperatura superficial da perna sobre o músculo TA nos grupos Crio e Controle. (*) Diferença nas medidas pré e 0, 5, 15, 30, 45, 60 no Grupo CRIO (p < 0,05). GC sem
diferença nas temperaturas (p>0,05).
A Tabela 3 e o Gráfico 2 apresentam as médias da força normalizada pelo pico máximo de força de cada indivíduo nos Grupos Crio e Controle, com diferença significativa no GCrio na comparação entre o momento pré e 0 (p<0,05). Nos demais momentos e no GC, a comparação com o momento pré não apresentou diferença significativa (p>0,05).
Tabela 3: Médias e erro padrão da força normalizada pelo pico máximo de força dos grupos Crio e Controle nos diferentes momentos avaliados. (*) Diferença nas medidas PRE e 0 no Grupo CRIO (p < 0,05).
Força normalizada - GCrio
Pré 0 5 15 30 45 60 Média 79.59 44.77* 50.16 52.84 75.36 65.79 49.29 Erro pad. 6.31 7.03 8.6 6.95 6.04 6.47 10.68 Força normalizada - GC Média 70.5 61.15 69.9 66.05 79.16 83.31 75.2 Erro pad. 9.99 6.84 10.33 5.98 7.61 9.29 6.7
0 20 40 60 80 100 0 pre 5 15 30 45 60 GCrio GC * Força (N/Kgf)
Gráfico 2: Média ± erro padrão da Força normalizada (N/Kgf) dos grupos Crio e Controle. (*) Diferença nas medidas PRE e 0 no Grupo CRIO (p < 0,05).
No domínio da freqüência, a análise foi feita pelo PSD, na qual foi extraída a FM. As médias nos momentos 0, 5, 15, 30 e 45 apresentaram diferença significativa (p<0,05) em comparação ao momento pré, no GCrio. No GC as médias não apresentaram diferença significativa (p>0,05) em nenhum momento. A comparação das médias pode ser vista na Tabela 4 e Gráfico 5.
Tabela 4: Média ± erro padrão da FM (Hz) nos Grupos Crio e Controle.(*) Diferença significativa na
comparação da medida PRE em relação aos momentos 0, 5, 15, 30, 45 (p<0,05) no GCrio.
Freqüência Mediana – Gcrio
pré 0 5 15 30 45 60 Média 98.83 58.59* 58.60* 71.10* 76.56* 83.60* 85.94 Erro pad. 4.55 4.03 5.14 3.28 2.86 2.62 4.47 Freqüência Mediana – GC Média 86.72 81.64 89.06 88.28 88.28 83.98 98.83 Erro pad. 5.04 7.38 4.94 4.29 4.70 3.51 4.12
0 50 100 150 0 pre 5 15 30 45 60 * GC GCrio Freq. Mediana (Hz)
Gráfico 3: Média ± erro padrão da FM (Hz) nos Grupos Crio e Controle.(*) Diferença significativa no GCrio na comparação da medida PRE em relação aos momentos 0, 5, 15, 30, 45 ( p<0,05).
Os resultados extraídos da Transformada de Wavelet do sinal EMG do músculo TA demonstram significativo aumento das médias da Soma das Potências Significativas nos momentos 0, 5, 15 e 30 em comparação ao momento pré, no GCrio e nenhuma diferença significativa em todos os momentos do GC, conforme apresentado na Tabela 5 e Gráfico 4. Tabela 5: Média ± erro padrão da Soma das Potências Significativas nos Grupos Crio e Controle.(*) Diferença significativa na comparação da medida PRE em relação aos momentos 0, 5, 15, 30 (p<0,05) no GCrio.
SPS - Gcrio
Pré 0 5 15 30 45 60 Média 8.21E+05 2.37E+06* 2.15E+06* 1.78E+06* 1.37E+06* 1.16E+06 1.06E+06 Erro Pad. 5.80E+04 2.11E+05 1.83E+05 1.23E+05 8.47E+04 8.66E+04 8.08E+04
GC
Média 1.30.E+06 1.18.E+06 1.23.E+06 1.21.E+06 1.21.E+06 1.29.E+06 1.12.E+06 Erro Pad. 9.44.E+04 1.00.E+05 7.09.E+04 6.39.E+04 7.51.E+04 7.67.E+04 9.91.E+04
0 5.0×105 1.0×106 1.5×106 2.0×106 2.5×106 3.0×106 0 pre 5 15 30 45 60 * GCrio GC Potência
Gráfico 4: Média ± erro padrão da SPS (Soma das Potências Significantes) (V2) nos Grupos Crio e
Controle.(*) Diferença significativa no GCrio na comparação da medida PRE em relação aos momentos 0, 5, 15, 30 ( p<0,05).
As Figuras 9 e 10 mostram um exemplo do espectro da potência da Transformada de Wavelet obtido da análise eletromiográfica do músculo TA de um indivíduo do GCrio e GC, respectivamente, em todos os momentos analisados. Os periodogramas mostram as regiões de potências significativas (a = 0,05) representadas pelas áreas contornadas mais escuras. No GCrio, o comportamento das áreas mais escuras evidencia uma diminuição das freqüências imediatamente a crioterapia (momento 0) e nos momentos subseqüentes (5, 15, 30, 45, 60), sendo entretanto visível que com o decorrer do tempo as ilhotas significativas começam aparecer em freqüências mais elevadas. No GC o comportamento em todos os momentos não apresenta variação de freqüência.
Grupo Crio Momento Pré
Momento 5
Momento 15
Momento 30
Momento 45
Figura 9: Espectro da potência da Transformada de Wavelet do TA de um indivíduo do GCrio. Em todos os momentos aferidos. A escala de cores representa a potência (V2) das freqüências; a intensidade do azul escuro ao vermelho escuro. As áreas contornadas mais escuras representam as regiões significativas (a = 0,05). O pequeno gráfico à direita é o Espectro Global Wavelet (Global Wavelet Spectrum - GWS), onde os picos acima da linha tracejada são significativos (a = 0,05).
Grupo Controle Momento pré
Momento 0
Momento 5
Momento 30
Momento 45
Momento 60
Figura 10: Espectro da potência da Transformada de Wavelet do TA de um indivíduo do GC. Em todos os momentos aferidos. A escala de cores representa a potência (V2) das freqüências; a intensidade do azul escuro ao vermelho escuro. As áreas contornadas mais escuras representam as regiões significativas (a = 0,05). O pequeno gráfico à direita é o Espectro Global Wavelet (Global Wavelet Spectrum - GWS), onde os picos acima da linha tracejada são significativos (a = 0,05).
5 DISCUSSÃO
Efeitos sobre a temperatura. Os resultados demonstram que houve variação significativa da temperatura superficial da pele entre o momento pré e demais momentos pós crioterapia no GCrio. No GC a temperatura não apresentou variação significativa em nenhum momento medido. O comportamento da temperatura nos grupos controle e crioterapia corresponderam às temperaturas que cada grupo foi submetido. No GCrio no momento pré e no GC em todos os momentos, as médias da temperatura superficial da pele estão de acordo com a temperatura normal para a região aferida (37). No GCrio nos momentos, 0, 5, 15, 30, 45 e 60, as médias das temperaturas demonstraram diminuição significativa em relação à aferição no momento pré, estando estes dados de acordo com os publicados por Oksa et al.(17) que demonstraram diminuição da temperatura superficial da perna após exposição por 60 minutos da mesma em uma câmara climatizada em 10ºC e manutenção da temperatura cutânea quando exposta a uma temperatura de 27ºC. Thornley et al.(14), observaram que a temperatura superficial da face anterior da coxa resfriada com compressas geladas a temperaturas de -11,9ºC baixou para 12,4ºC enquanto que em temperatura ambiente (24,5ºC) a temperatura cutânea se manteve em 29,5ºC. Myrer et al. (26) estudaram o reaquecimento do músculo tríceps sural durante 50 minutos após a aplicação de bolsa de gelo por 20 minutos. Seus resultados mostraram que após 50 minutos da retirada da bolsa de gelo, a temperatura ainda era significativamente menor que antes da aplicação da bolsa de gelo, indicando que o reaquecimento até a temperatura pré crioterapia ocorre em tempo superior a 50 minutos. Os resultados do nosso estudo estão de acordo com os resultados de Myrer et al. (26), uma vez que o comportamento da temperatura do GCrio se manteve significativamente mais baixa em todas as medidas pós crioterapia.
A temperatura imediatamente após a crioterapia (momento “0”) foi 11,9ºC, com elevação gradual até a ultima aferição, quando ainda assim se encontrava menor que a temperatura inicial. As temperaturas encontradas neste trabalho correspondem as preconizadas por Beakley et al. e Westerblad et al. (3; 60) para que ocorram efeitos terapêuticos como redução do fluxo sangüíneo local e analgesia.
Efeitos sobre a força. A análise da força revelou que no GCrio houve diminuição significativa, apenas imediatamente após a retirada da crioterapia (momento “0”). Nos momentos seguintes a diminuição não foi significativa e demonstrou tendência de elevação nas medidas 5, 15 e 30. No momento 30, a força atingiu os valores mais próximos da medida pré crioterapia. No GC, a força não variou em nenhum dos momentos aferidos, mantendo-se
nos mesmos níveis do momento pré. Esses resultados demonstram que imediatamente após crioterapia há uma diminuição significativa da força isométrica da musculatura estudada, e que a partir de 5 minutos após a crioterapia a diminuição da força já não é significativamente menor e apresenta elevação gradual conforme o tempo pós resfriamento vai aumentando. Isso indica que quando a temperatura estava mais baixa, a força foi também menor, e com a sua elevação no decorrer do tempo, a força também se elevou gradativamente.
Estudos anteriores demonstraram haver uma relação diretamente proporcional entre a temperatura muscular e a capacidade de produção de força (61; 62; 63). Tal fato parece relacionar-se a fatores moleculares, como modificações na interação de proteínas contráteis e a modificações na permeabilidade do sarcolema. Marino et al. (64) relata aumentos na taxa de formação de pontes cruzadas associada ao aumento da temperatura muscular, o que pode explicar os resultados deste estudo, já que houve queda da força isométrica associada à diminuição da temperatura, com conseqüente aumento da força, até valores pré-resfriamento, com o aumento gradativo da temperatura.
Modificações na velocidade de condução dos potenciais de ação do sarcolema, devido a alterações na permeabilidade aos íons sódio e cálcio, associadas ao resfriamento são referenciadas na literatura (10; 19; 38; 65; 66). A diminuição na velocidade de propagação do potencial de ação do sarcolema está relacionada a diminuições dos valores da freqüência mediana do sinal EMG, sendo observadas mudanças na freqüência mediana em condições de resfriamento muscular (crioterapia) e durante contrações fadigantes (10; 65; 67).
Conforme já mencionado, as temperaturas atingidas neste experimento correspondem as preconizadas para que efeitos circulatórios e neuromusculares ocorram. (3; 60) Os mecanismos pelos quais estes efeitos são provocados podem explicar os resultados encontrados neste estudo. A vasoconstrição causada pelo resfriamento retarda a retirada dos metabólitos (fosfato inorgânico – Pi – e hidrogênio – H+) produzidos pelo metabolismo das células musculares em atividade contrátil, aumentando a concentração destes no meio intracelular. O aumento da concentração de H+ causa a diminuição do pH e inibe a liberação de cálcio (Ca2+) pelo retículo sarcoplasmático e por conseqüência reduz a produção de força pelas miofibrilas. Por mecanismo similar, o acumulo de Pi no meio intracelular pode também levar a inibição da liberação de Ca 2+ e também levar a redução da força, especialmente em temperaturas baixas (60). Westerblad et al.(60) afirma que à 12ºC há um declínio de aproximadamente 0,5 unidades de pH, sendo suficiente para a redução da força em cerca de 30% enquanto que em 32ºC essa redução não passa de 10%. A força depende da temperatura devido à sensibilidade térmica dos canais de Ca+2 do retículo sarcoplasmático, que em
temperaturas mais baixas diminuem a liberação do Ca+2 e por conseqüência, a força é reduzida uma vez que menos Ca+2 liberado significa menos pontes cruzadas acopladas e menor força sendo produzida (10; 17). Por outro lado, já esta bem estabelecido na literatura que o resfriamento tecidual causa redução na velocidade de condução nervosa e na velocidade de propagação do potencial de ação das fibras motoras (9; 10; 17; 18; 19; 37). A propagação e duração correta do potencial de ação são responsáveis pela liberação do Ca+2 pelo retículo sarcoplasmático. A liberação do cálcio aumenta à medida que aumenta a despolarização e dura enquanto o potencial de ação se propaga pela membrana da fibra muscular (19). E assim, a temperatura reduz a liberação de cálcio e diminui a velocidade de condução nervosa e de propagação do potencial de ação muscular. Sendo assim, estas alterações do mecanismo neuro-químico da contração muscular culminam com a diminuição da força e alteração da atividade eletromiográfica dos músculos submetidos às temperaturas utilizadas neste estudo.
Dados que corroboram com nossos resultados são os de Douris et al. (15) que investigaram a força isométrica máxima de preensão manual tendo encontrado diminuição significativa após imersão do antebraço em água à 10º C por até 15 minutos depois da retirada do braço da água resfriada. Ruiter et al. (56) demonstraram que a força isométrica máxima do adutor do polegar foi significativamente menor após banho de imersão por 20 minutos à 22º C do que à 37ºC, entretanto os autores só avaliaram a força imediatamente depois da retirada do antebraço da imersão.
Contrastando com os resultados acima, Thornley et al. (14), demonstraram que a força isométrica máxima após crioterapia com bolsas de gel por 30 minutos não alterou o torque máximo dos extensores do joelho, porém, seus dados apresentaram uma tendência não significativa de diminuição da força, o que, segundo os autores, pode estar ligado a pequena população amostral utilizada (9 indivíduos). Rubley et al. (41) também observaram que a crioterapia não afetou a variabilidade da força isométrica. Eles realizaram imersão do antebraço em água à 10º C por 15 minutos e em seguida testaram a força isométrica submáxima de oponência polegar/indicador.
Apesar da diferença metodológica, os dados encontrados por Ruiz et al. (13), apóiam nossos resultados. Eles investigaram os efeitos da crioterapia na força concêntrica e excêntrica do quadríceps que foi avaliada por meio de equipamento isocinético antes e após crioterapia (compressas de gelo por 25 minutos), mostrando que imediatamente após a aplicação do gelo, houve diminuição significativa da força concêntrica e excêntrica. Oksa et al. (17), estudando o ciclo alongar-contrair do músculo gastrocnêmio após aplicação de crioterapia em 10º C em
