Efeitos da associação de estimulação elétrica computadorizada a
cicloergometria em indivíduos com lesão medular :Uma revisão de
literatura.
Patrícia Mugayar Campanholo 1 Giulliano Gardenghi2
Faculdades São Marcos São Paulo - SP
Autor correspondente: Patrícia Mugayar Campanholo
Endereço: Rua das Margaridas, quadra 12 lote 12 Jardins Milão Goiânia - GO
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E mail: patcampanholo@gmail.com
1- Fisioterapeuta Pós-graduando em Fisioterapia Cardiopulmonar e Terapia Intensiva pelo Centro de Estudos Avançados e Formação Integrada – CEAFI Pós Graduação/GO.
2- Fisioterapeuta, Doutor em Ciências pela FMUSP, Coordenador Científico do Serviço de Fisioterapia do Hospital ENCORE/GO, Coordenador Científico do CEAFI Pós-graduação/GO e Coordenador do Curso de Pós-graduação em Fisioterapia Hospitalar do Hospital e Maternidade São Cristóvão, São Paulo/SP– Brasil.
Resumo
No Brasil, a Lesão Medular de origem traumática, pode ser ocasionada por armas de fogo, acidentes automobilísticos e quedas. Acomete predominantemente adultos jovens, e na proporção de quatro homens para uma mulher. As sequelas levam a diminuição da qualidade de vida, afetando em maior extensão os tetraplégicos, que apresentam maior insatisfação e sofrimento mental, redução de funcionalidade física, acessibilidade, vida social, ocupação, sexualidade, e atividades de lazer. O uso de Estimulação Elétrica Funcional (FES) e ciclo ergometria (CE) em pacientes com lesão medular produzem mudanças nas fibras musculares e a nível intracelular. Sendo assim, objetivou-se demonstrar os benefícios da utilização do (Fes) e ciclo ergômetro (CE) em pacientes com lesão medular. Baseado em um levantamento literário científico, publicados no período de 1988 a 2011, nos idiomas: português e inglês, tendo como fonte livros e artigos científicos nas bases de dados PUBMED (National Library of Medicine) e LILACS (Literatura Latino-americana e do Caribe em Ciências da Saúde) e SCIELO (Scientific Electronic Library Online). As palavras chaves utilizadas para realização da busca de artigos científicos foram: estimulação elétrica funcional, ciclo ergômetro e lesão medular. E seus respectivos sinônimos em inglês: functional eletrical stimulation, cyclo ergometer and spinal cord injury. Observou-se com o estudo que houve melhora significativa na performance cardiorrespiratório e muscular destes indivíduos, aumentando a força e do trofismo muscular, a densidade óssea, o volume sistólico cardíaco, a frequência cardíaca e a capacidade pulmonar. Além de melhora significativa no seu condicionamento físico, produzindo efeitos físicos e psicológicos favoráveis.
Abstract
In Brazil, the Spinal Cord Injury traumatic origin may be caused by firearms, motor vehicle accidents and falls. It predominantly affects young adults, and the proportion of four men to a woman. Squealed lead to decreased quality of life, affecting a greater extent quadriplegic that have greater dissatisfaction and mental suffering, reduced physical functionality, accessibility, social life, occupation, sexuality, and leisure activities. The use of Functional Electrical Stimulation (FES) and cycle ergometry (CE) in patients with spinal cord injury produces changes in muscle fibers and intracellularly. Thus, the objective was to demonstrate the benefits of using (Fes) and cycle ergometer (CE) in patients with spinal cord injury. Based on a scientific literature survey, published in the period 1988-2011, in languages: Portuguese and English, having as source books and scientific articles on PubMed (National Library ofMedicine) and (Latin American Literature LILACS and Caribbean Health Sciences) and SciELO (Scientific Electronic Library Online). Key words used to conduct the literature search were: functional electrical stimulation cycle ergometer and spinal cord injury. And their English Synonyms: functional eletrical stimulation, cyclo ergometer and spinal cord injury. It was observed that the study with a significant improvement in cardiorespiratory and muscle performance in these individuals, and increasing the strength of muscle trophism, bone density, heart stroke volume, heart rate and lung capacity. In addition to significant improvement in their fitness, producing favorable physical and psychological effects.
Introdução
No Brasil, a Lesão Medular de origem traumática, pode ser ocasionada por armas de fogo, acidentes automobilísticos e quedas. Acomete predominantemente adultos jovens, com idade entre 18 a 35 anos e na proporção de quatro homens para uma mulher1. Ocorrem em frações de segundo e causam alterações catastróficas no estado físico e estilo de vida dos indivíduos acometidos. Os comprometimentos que estão diretamente ligados ao trauma, causam a redução ou ausência da sensibilidade e da função motora abaixo do nível da lesão, podendo também apresentar disfunção vesical e intestinal, distúrbios da função sexual e do funcionamento do sistema nervoso simpático. Podem ocorrer também, comprometimentos indiretos, como úlceras de pressão, disreflexia autonômica, hipotensão postural, contraturas e trombose venosa profunda1.
As sequelas após a lesão medular levam a diminuição da qualidade de vida, afetando em maior extensão os tetraplégicos, que apresentam maior insatisfação e sofrimento mental, devido à redução de funcionalidade física, acessibilidade, vida social, ocupação, sexualidade, e atividades de lazer, bem como o aumento da dependência e despesa financeira2.
São classificadas segundo dois critérios: nível neurológico da lesão e lesão completa ou incompleta. O nível neurológico da lesão é determinado pelo segmento caudal sensitivo e motor preservado bilateralmente. Porém, o funcionamento motor pode estar comprometido em nível diferente do sensorial e as perdas podem ser assimétricas3.
A osteoporose e as doenças cardiovasculares aparecem como os principais problemas de saúde pública. Pacientes com lesão medular apresentam perda de massa óssea nos primeiros 3 (três) meses após a lesão, além de apresentarem um maior risco para doenças cardiovasculares que a população normal4.
Estes indivíduos apresentam diminuição na capacidade de produzir altos níveis de consumo de O2. Ocorre o declínio da capacidade oxidativa, da capacidade aeróbica e do consumo máximo de O2 em mais de 40%, a diminuição da frequência cardíaca, do volume sistólico, do debito cardíaco, e o desenvolvimento de atrofia ventricular esquerda5. Isto se deve ao fato do sistema nervoso simpático estar parcial ou totalmente ausente. Com isso, ocorre à diminuição da frequência cardíaca e da contractilidade do miocárdio, reduzindo o debito cardíaco e o volume ejetado Maximo, reduzindo a potencialidade de melhora cardiovascular6.
Após a Lesão Medular, a incapacidade de usar os músculos abaixo do nível da lesão medular leva à atrofia das fibras musculares paralisadas, bem como uma mudança na
composição da fibra muscular. O descondicionamento muscular é um processo rápido, ocorrendo nos primeiros 6 (seis) meses após a lesão7. Ocorre uma diminuição das fibras do tipo I, da atividade da enzima oxidativa e das fibras capilares comparados ao controle muscular saudável. Estes fatores resultam em músculos que se fadigam mais facilmente ao esforço. Além disso, após a LM ocorre perda de massa muscular, redução de quantidade de força que esta musculatura era capaz de produzir, diminuição da massa magra e aumento de massa de gordura5.
Os aparelhos de Estimulação Elétrica Funcional (FES) são equipamentos de baixa intensidade transmitidos por eletrodos de superfície que causam contrações nos grandes músculos da perna6.
Foi observado que o uso da Estimulação Elétrica Funcional (FES) em pacientes com LM , quando usada por um período prolongado, produz mudanças a nível de fibras musculares e a nível intracelular. Mostrou também um aumento da capacidade da enzima oxidativa permitindo ao músculo fadigar tão facilmente5.
FES utilizado em músculos dos Membros Inferiores após a LM causa aumento da circunferência da coxa, melhora a força muscular e endurance, aumenta a área muscular e a taxa de síntese proteica do músculo quadríceps5. Alem da melhora da circulação sanguínea, da microcirculação e das trocas transcapilares. O aumento da perfusão sanguínea também é importante para prevenir as ulceras de decúbito2.
O Ciclo Ergometro (CE) é um aparelho de atividade aeróbica desenvolvido para prevenir o descondicionamento cardíaco, aparelho que permite pedalar por contração induzida do quadríceps, isquiotibiais e glúteo. Esta tecnologia proporciona benefícios fisiológicos e psicológicos que seriam irrealizáveis com exercícios convencionais5, 8.
O uso do FES – CE causa ganho na massa magra corporal total, de quase 8% com uma diminuição no percentual de massa de gordura corporal em 12%. Pode ser utilizado nas lesões completas ou incompletas, retardando a atrofia e promovendo endurance muscular e melhora cardiovascular5.
Sendo assim, o presente estudo tem como objetivo realizar uma revisão bibliográfica acerca dos benefícios da utilização do (Fes) e ciclo ergômetro (CE) em pacientes com lesão medular.
Materiais e Métodos
O presente estudo baseou-se em um levantamento literário científico, tendo como fonte livros e artigos científicos nas bases de dados PUBMED (National Library of Medicine) e LILACS (Literatura Latino-americana e do Caribe em Ciências da Saúde) e SCIELO (Scientific Electronic Library Online). Os descritores utilizados para realização da busca de artigos científicos foram: estimulação elétrica funcional, ciclo ergômetro e lesão medular. E seus respectivos sinônimos em inglês: functional eletrical stimulation, cyclo ergometer and spinal cord injury. Os artigos são datados de 1988 a 2011. Foram selecionados 22 artigos e usados como critérios de inclusão: artigos originais escritos em português ou inglês, que mostravam o uso do FES com o Ciclo ergômetro em pacientes com lesão medular por qualquer etiologia e excluídos os artigos que não se adequavam ao tema.
Resultados e Discussão.
Para esta revisão, foram encontrado poucos artigos que atendessem aos critérios definidos, pelo estudo estar relacionado com a associação do FES com o ciclo ergômetro. Nem todos os artigos citam a marca do equipamento de ciclo ergômetro, mas os que o fazem usaram o equipamento ERGYS, assim não podemos afirmar a confiabilidade dos resultados. Para estes estudos foram usados medidas de avaliação como biopsia dos músculos, medida da circunferência da coxa, testes para capacidade de VO2 máxima.
Todos os artigos estudados, mostram uma melhora significativa na performance e na qualidade de vida dos indivíduos que sofreram LM após o treinamento com FES associado ao ciclo ergômetro, independente do tempo de treinamento. Mas, em todos estes estudos vimos também as graves consequências ocasionadas com a LM, como perda da densidade mineral óssea (DMO), atrofia muscular, baixa capacidade cardiorrespiratória.
A desmineralização óssea ocorre no primeiro ano após a lesão medular, sendo nos membros inferiores a região da epífise distal do fêmur e da epífise proximal da tíbia os mais afetados.
Rodrigues et al.9 (2004) acreditam que esta perda está associada a alteração do sistema nervoso simpático, que diminui o fluxo sanguíneo não havendo troca gasosa e nem nutrientes necessários, ocorrendo necrose celular. Consideram que a falta de força mecânica e
de compressão resulta no aumento da reabsorção óssea e por estes indivíduos não sustentarem o peso do corpo nos membros inferiores ocorre à perda óssea por inatividade.
Percebe-se que o descondicionamento muscular é um processo rápido, ocorrendo logo nos primeiros meses após a LM. Ocorre uma transformação das fibras musculares do tipo I (contração lenta) para as do tipo II B (contração rápida) gerados pela espasticidade dos músculos paralisados. A Atrofia muscular também é uma ocorrência grave, acontece nas primeiras semanas após o trauma medular. Em um estudo de dezenove pacientes com lesão incompleta, sendo 7 indivíduos paraplégicos com lesão em T4 a T10 e doze tetraplégicos com lesão em C4 a C7, a maioria dos indivíduos após o treinamento com o FES – CE, apresentaram um aumento na força e no endurance, e 8 indivíduos um aumento na massa muscular, evidenciado pelo aumento da circunferência da coxa , e um aumento na VO2 máxima tanto para paraplégicos como para tetraplégicos10 .
Em outro estudo, com 9 indivíduos com lesão completa e incompleta, entre C5 e T12, em um programa de ciclismo 3x por semana num período inicial de 3 meses, observou-se um aumento na área do quadríceps e do bíceps femoral, e nenhuma mudança na área transversal do isquiotibial. Reduções significativas na Densidade mineral óssea no colo do fêmur e no trocânter foram apresentadas, mas não houve mudanças nas vértebras lombares 11.
Vinte e seis pacientes iniciaram o treinamento com 12 semanas após a LM, e apresentavam de mínima a moderada espasticidade. As sessões eram de 30 minutos 3 vezes por semana, e o FES era usado nos glúteos, quadríceps e isquiotibias. Foi observado que a contração induzida pelo FES diminui a prevalência de ulceras de pressão, podendo ter diminuído pelo fato de a massa muscular e do fluxo sanguíneo da região ter aumentado12. Pollack et al.13 (1989) afirma que atletas possuem um nível de concentração de lipoproteínas bem mais alta do que os sedentários, com isso supõem-se que a atividade física desempenha um papel importante físico e psicológico no bem estar destes indivíduos, sendo as atividades de vida diária insuficientes para sustentar o condicionamento físico. Em seu estudo, realizado com 7 indivíduos tetraplégicos com lesão entre C4 a C6, e 4 paraplégicos entre T2 a T6, tendo como faixa etária 18 a 54 anos, realizou um treino no FES – CE por um período de 13 a 28 semanas dividido em três fases.
A Fase I consistia na estimulação do quadríceps levantando 3 kg 45 vezes em cada perna. Na FASE II a estimulação era nos músculos quadríceps, isquiotibias e glúteos, consistia em pedalar por dois minutos e descansar e voltar a pedalar até que conseguissem pedalar por 5 minutos consecutivos. O tempo de treino para a FASE I e II foi de 1 a 15 semanas. Já a FASE III consistia em 36 sessões ao longo de 12 semanas. Como resultado
concluíram que o treino com FES-CE em MMII produziu um aumento de força muscular e endurance, e um aumento na VO2 e VCO2, indicando uma melhora na performance cardiorrespiratória e um aumento na capacidade ao esforço físico13.
A lesão medular é caracterizado por ocasionar alterações importantes no tecido muscular sendo a principal as atrofias dos músculos que se encontram paralisados, principalmente nos primeiros meses do evento da lesão, após este periodo ocorre uma adaptação neuromuscular que passa para um estado denominado estacionário de trofismo muscular, onde não há significativas alterações a partir de então. O que percebe-se então em indivíduos com mais de 12 meses de lesão medular é um transformação das fibras do tipo I caracterizaddas por fibras de contração lenta e com capacidade de resistência à fadiga em fibras musculares do tipo IIB, que se apresentam como fibras de contração rápida e pouca resistência a fadiga. Assim torna-se frequente o predominio de fibras musculares do tipo IIB em relação às do tipo I e IIA fibra de contração rápida e resistente à fadiga muscular14,15,16 .
Schmidt et al.17(2000) e Hall et al.18 (2007) corroboraram ao descrever que a pratica de exercicio resistidos e repetitivo ocasiona efeitos positivos sobre o sistema cardiovascular, o tecido conjuntivo e ósseo, além da redução da espasticidade muscular devido as mudancas mecanicas nas estruturas, adaptação do reflexo de estiramento e mecanismos centrais neurais. Com isso os indivíduos conseguem realizar suas atividades diárias com maior facilidade, pois passam a obter maior funcionalidade e o aprimoramento da sensação de capacidade, qualidade de vida e independência do paciente.
O treinamento a partir da utilização de Ciclo ergometro associado ao FES tem capacidade de minimizar parcialmente as alterações presentes no tecido muscular. Percebe-se que há uma redução da quantidade de tecido adiposo e reversão da atrofia muscular além de um significativo aumento da quantidade de fibras musculares tipo IIA em relação às fibras tipo IIB. Com isso fica evidente que os indivíduos que apresentam lesão medular completa não alteram o trofismo da musculatura sem que haja qualquer tipo de estímulo direto sobre o musculo, já os recursos terapeuticos manuais só irão garantir manutenção da amplitude articular, regulação e modulação do tônus. Dessa forma observa-se que as respostas quanto ao efeito do exercício associado ao uso de Ciclo ergômetro e FES sobre os parâmetros musculares surtem efeitos beneficos porém cabe salientar a necesidade de aplicar-se com indicação precisa19.
Tabela 1. Estudos selecionados e publicados entre 1988 e 2008 abordando a utilização do
FES – CE em indivíduos com lesão medular.
Ano Autores Protocolos Resultados
1988 Ragnarsson et al.10
Realizaram o treino em 19 pacientes com lesão incompleta, entre 19 a 47 anos, 7 indivíduos paraplégicos com lesão em T4 a T10, 12 tetraplégicos
com lesão em C4 a C7.
Fase I – Aumento de 50%. da força e endurance, de extensão de joelho, e resistência. Aumento da pressão sanguínea sistólica e diastólica nos tetras, sem alteração para os paras. Fase II – aumento na resistência e na frequência cardíaca. Aumento na pressão sanguínea sistólica e significante diminuição na diastólica
imediatamente após pedalar. Aumento no VO2 para paras e tetras. Aumento na circunferência da coxa de 2,10 polegadas.
1992 Hooker et al.20
Realizaram o treino em 10 indivíduos tetra (C5-C7 e C8) indivíduos para (T4-T11) Fes e Ciclo 3 x semana 36
sessões
Apresentaram significante aumento PO2. Aumento no pico da capacidade aeróbica
2005 Demchak et al.21
Realizaram o treino com 10 indivíduos entre 17-50 anos, ASIA A
e B Fes e Ciclo, 30 minutos por sessão, 3 x semana, durante 13
semanas
. Após 13 semanas de Fes e Ciclo ergômetro o grupo apresentou aumento de 7% na área seccional transversal a
mais do que o grupo controle
1989 Pollack et al.13
Realizaram treino com indivíduos tetra (C4 - C6) e para (T2 - T6) 3 x
semana. Fase I: estimulação do quadríceps levantando 3 Kg 45 x em
cada perna
Fase II: estimulação do quadríceps, isquiotibiais e glúteo, conseguia pedalar por 5 minutos seguidos, média
de 1 a 15 semanas. Fase III: 36 sessões durante 12
semanas
Os resultados indicam que o ciclo ergômetro em MMII podem produzir aumento de força muscular e endurance, aumentar a VO2 e VCO2 , indicando aumento no pico da performance cardiorrespiratória e aumento da capacidade
2000 Bhambhani et al.22
Realizaram o treino com 7 indivíduos saudáveis e 7 indivíduos com lesão
completa de MMII
No estudo o VO2 apresentou aumento em 100% e pequeno aumento da FC. Os paraplégicos atingiram aumento da potência, resultando em aumento da VO2 (19%), FC (13%)
e VE (22%). Concluíram que a ativação da contração muscular induzida por FES é essencial para induzir a elevação da resposta metabólica e cardiorrespiratória nestes
indivíduos, o ciclo ergômetro aumenta a VO2 e VE, sem resultado significante da frequência cardíaca.
1998 Baldi et al.12
26 indivíduos iniciaram o treino com 12 semanas após a LM, com mínima a
moderada espasticidade 30 minutos 3 x semana FES em glúteo, quadríceps e ísquio
Contração induzida por FES diminui a prevalência de ulceras de pressão, baseado na sugestão que podem ter diminuído pelo aumento da massa muscular, combinado com aumento do fluxo sanguíneo periférico nessa região.
Foi esperado que o FES revertesse a osteopenia neurogênica pela reinstituição da contração muscular, que
por sua vez impedir fraturas ósseas.
1990 Hooker et al.
Realizaram o treino com 7 indivíduos tetra e 7 indivíduos para entre (C4 a T8) Com equipamento ERGYS I, 30 minutos 3 x semana por 3 meses
O uso prolongado do ciclo ergômetro tanto os indivíduos tetra como para, mudanças relativas em VO2, VE, Frequência cardíaca, volume sistólico, e debito cardíaco O
aumento da VO2 (106% tetra e 132% para) acompanhado pelo aumento do Débito cardíaco (113% tetra e 142%), a oxigenação arteriovenosa foi levemente aumentada (20% tetra e 4% para), através do aumento do fluxo sanguíneo e
entrega de oxigênio aos músculos em exercícios. O aumento do débito cardíaco foi alcançado combinado ao aumento da frequência cardíaca ( 60% tetra, 33% para) e o
Volume sistólico ( 45% tetra e 69% para).
2008 Janssen et al.8
12 indivíduos do sexo masculino com Lesão Medular crônica (6 tetra e 6 para), entre 14 a 44 anos de idade, 8 a
13 anos de lesão.30 minutos antes do treino cada individuo realizou 2 exercícios para determinar o PO Maximo e o pico metabólico e
resposta cardiopulmonar. 3 x semana por 6 semanas, 18 sessões.
Equipamento ERGYS I
FES – CE mostrou claramente ser um sistema que aumenta a resposta metabólica e cardiopulmonar, com melhora de PO Máxima, pico metabólico e respostas
1994 Sloan et al.11
9 indivíduos com lesão completa ou incompleta entre C5 e T2. Programa de ciclismo 3 x por semana, por
um período inicial de 3 meses
Foi observado um aumento significativo na área do quadríceps e do bíceps femoral, mas nenhuma mudança foi observada na área transversal do isquiotibial. Reduções significativas na Densidade Mineral Óssea
do colo do fêmur, trocanter foram apresentadas. Mas, nenhuma mudança nas
vértebras lombares.
1999 Mohr et al.24
10 indivíduos, 8 homens e 2 mulheres, 6 tetraplégicos com lesão em C6 e 4 paraplégicos com lesão em T4, entre 27 a 45
anos, com tempo de lesão de 3 a 23 anos. Sessões de 30 minutos, 3 x por semana
durante 12 meses. Equipamento ERGYS I
O estudo mostra um aumento significativo de 12% na massa muscular da coxa. Os músculos continham 63% de fibras do tipo
II B, 33% de fibras II A, após o treinamento houve uma mudança significativa, as fibras do tipo II A
aumentaram em 61% as proteínas contrateis, houve uma diminuição de 32%
nas fibras do tipo II.
2008 Frotzler et al.25
12 indivíduos, acima de 18 anos de idade, com lesão crônica em T3 a T12, Asia A
Observaram que reduziu a perda do mineral ósseo principalmente no fêmur, já na tíbia
não foram encontradas mudanças significativas. E um aumento na musculatura da coxa e diminuição da
Considerações Finais
Com o processo de reabilitação através do treinamento do FES associado ao CE, os indivíduos tanto tetraplégicos com paraplégicos que participaram dos estudos apresentados nesta revisão, tiveram uma melhora significativa no seu condicionamento físico, produzindo efeitos físicos e psicológicos favoráveis. Foi notado em todos os estudos que houve uma melhora significativa no desempenho cardiorrespiratório e muscular destes indivíduos, aumentando a força e a atrofia muscular, a densidade óssea, o volume sistólico cardíaco, a frequência cardíaca e a capacidade pulmonar.
Observou-se com o estudo que os programas de treinamento que utilizam cicloergometria aliado ao FES em indivíduos com lesão medular (LM) proporcionam melhora significativa sobre as condições musculares, tanto na potência do musculo, resistência, densidade e trofismo quanto na melhora do desempenho na realização dos exercícios, o que nos indica que tais pacientes conseguiram assim ter maior condicionamento para suportar a imposição de sobrecarga de atividade física. Porém, faz-se necessário novos estudos a cerca dos efeitos deste tipo de treinamento em indivíduos com lesão incompleta e da relação da intensidade do treinamento com os resultados.
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