Avaliação da atividade eletromiográfica do músculo trapézio em indivíduos saudáveis pré e pós irradiação com laser baixa potência: estudo cruzado, controlado, randomizado duplo cego

Texto

(1)UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA REABILITAÇÃO. Fabiana Sarilho de Mendonça. Avaliação da atividade eletromiográfica do músculo trapézio em indivíduos saudáveis pré e pós irradiação com laser baixa potência: estudo cruzado, controlado, randomizado duplo cego. São Paulo 2015.

(2) UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA REABILITAÇÃO. Fabiana Sarilho de Mendonça. Avaliação da atividade eletromiográfica do músculo trapézio em indivíduos saudáveis pré e pós irradiação com laser baixa potência: estudo cruzado, controlado, randomizado duplo cego. Dissertação apresentada à Universidade Nove de Julho para obtenção do título Mestre em Ciências da Reabilitação .. Orientador: Prof. Dr. Fabiano Politti Co-orientador: Paulo de Tarso Camilo de Carvalho. São Paulo 2015.

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(5) DEDICATÓRIA A Deus, pois sem ele e a fé que tenho nada deste sonho poderia ocorrer. Aos meus pais, por me apoiarem, acreditarem em mim e me ajudarem com meu filho. A minha sogra, por colaborar nos momentos que não puder estar com o meu filho. Aos meus irmãos por me apoiarem e incentivarem a ir atrás de um sonho. Ao meu marido pela compreensão e carinho em toda esta jornada. Aos meus amigos e colegas que me incentivaram nos momentos que pensei em desistir. A minha professora de inglês que em todos os momentos que precisei de seus conhecimentos ela este presente me ajudando e orientando. Ao meu orientador pelo carinho, dedicação e principalmente ajuda, pois em ele nada disso seria possível.. Na verdade, meu esforço e dedicação seria em vão sem ajuda destes coadjuvantes tão principais quanto eu para conseguir este mérito..

(6) AGRADECIMENTO À Universidade Nove de Julho pelas oportunidades, representada pelo Reitor Prof. Eduardo Estorópoli e ao programa de Pós-graduação em Ciências da Reabilitação.. Aos professores e funcionários do programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação, por todos os ensinamentos que contribuíram direta ou indiretamente para meu crescimento pessoal e científico.. Aos meus amigos e colegas que me acompanham nessa caminhada, obrigada pelo apoio, amizade e pelas alegrias.. Aos voluntários pela paciência e dedicação durante as coletas, sem a colaboração de todos esse projeto não seria possível.. Agradeço imensamente a CAPS/PROSUP pelo apoio e financiamento, pois abriu possibilidade de maior dedicação e empenho para realização desse projeto.. Essa dissertação é resultado de esforço e dedicação de pessoas queridas e essenciais para meu crescimento e para o cumprimento dessa jornada. Agradeço imensamente a família do laboratório NAPAM, que vou levar para sempre no meu coração, lugar de alegrias, aprendizados e grandes amizades.. As colegas Simone, Ligia e Kalina pela ajuda e dedicação para com as coletas e os voluntários, além de momentos de aprendizado e alegria.. Aos colegas Carolina, Eric e Igor por estrem sempre apostos a ajudar e orientar nas coletas, quando necessários..

(7) Ao professore Cid André Fidelis de Paula Gomes, sempre propenso a colaborar da melhor forma possível, ensinando e orientando, muito obrigado pelo carinho, pela preocupação. Levarei pra sempre seus ensinamentos e serei eternamente grata.. Em especial o professor Fabiano Politti que, sem ele esse trabalho não teria sido feito. Ele não me deixou desistir, diante das minhas dificuldades, sempre me ajudando, orientado e dizendo palavras de incentivo. Que sempre esteve aposto para ajudar a sanar duvidas e corrigir meus erros. Até em momentos delicados e pessoais conseguiu me oferecer uma palavra de conforto. Graças a esse carinho, amizade, zelo e dedicação fez com que eu acreditasse que poderia terminar o mestrado, assim não desisti. Agradeço de todo coração à oportunidade de ter sido sua aluna..

(8) “Não são as perdas nem as quedas que nos fazem fracassar no caminho, mas sim a falta de coragem de levantar e segui a diante” (V M Samuel Aun Weor).

(9) RESUMO Embora a irradiação com laser de baixa potência (LBP) seja indicada para vários tipos de disfunções musculoesqueléticas como fadiga muscular, reparo tecidual e como agente anti-inflamatório, seus efeitos sobre a atividade muscular ainda são pouco conhecidos. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito imediato da irradiação do LBP sobre a velocidade de condução nervosa e a atividade eletromiográfica do músculo trapézio fibras descendentes (TFD) em indivíduos saudáveis. Vinte mulheres saudáveis (idade média: 23,54  2,51) foram incluídas nesse estudo, cruzado, controlado, randomizado duplo cego. Cada voluntária recebeu 2 tipos de tratamento com LBP (LBP) contínuo e outra com LBP placebo (LBPP). A ordem de tratamento foi randomizada por sorteio, sendo incluído um intervalo de 7 dias entre cada intervenção de laser (wash-out) para evitar efeitos residuais. A eletromiografia (EMG) de superfície foi utilizada para verificar a velocidade de condução nervosa (VC) e atividade no músculo TFD durante a elevação do ombro em contração isométrica em 5 diferentes níveis de contração (10, 15, 20, 25, 30% da contração voluntária máxima), por meio de feedback visual proporcionado por uma linha de treino. As coletas do sinal EMG foram realizadas antes e após 30 minutos do tratamento (LBP ou LBPP). Na análise de variância para medidas repetidas (ANOVA) foi possível observar diminuição significativa na amplitude do sinal EMG para o tratamento com LBP (p = 0,0001) porém não para o grupo tratado com LBPP (p < 0,05). Em relação à VC, nenhuma alteração foi observada para ambos os tratamentos (LBP: p > 0,05; LBPP: p > 0,05 - ANOVA). Nesse estudo foi possível observar um efeito imediato da irradiação com LBP sobre a amplitude do sinal eletromiográfico do músculo trapézio fibras descendentes em indivíduo saudáveis, porém, não sobre a velocidade de condução nervosa.. Palavras–chaves: Laser de baixa potencia, Eletromiografia, Músculo Trapézio Descendente e Velocidade de Condução Nervosa..

(10) ABSTRACT Although the low level light therapy (LLLT) irradiation is indicated for a variety of musculoskeletal disorders like muscle fatigue, tissue repair and as antiinflammatory agent, its effects on muscle activity are still poorly understood. The objective of this study was to evaluate the immediate effect of LLLT of irradiation on the nerve conduction velocity and electromyographic activity of the muscle upper trapezius (UT) in healthy subjects. Twenty healthy women (mean age 23.54  2.51) were included in this study, cross-over, controlled, randomized, double blind. Each volunteer has received two types of treatment with continuous LLLT (LLLT) and the other one with LLLT placebo (LLLTP). The treatment order was randomized by raffle, being included an interval of 7 days between each laser intervention (wash-out) to prevent residual effects. The surface electromyography (EMG) was used to verify the nerve conduction velocity (CV) and muscle activity UT during shoulder elevation in isometric contraction to 5 different levels of contraction (10, 15, 20, 25, 30% of maximum voluntary contraction), via visual feedback provided through a driving line. The collects of the EMG signal were performed before and after 30 minutes of treatment (LLLT or LLLTP). In the analysis of variance for repeated measures (ANOVA) it was possible to observe a significant decrease in the amplitude of the EMG signal to treatment with LLLT (p = 0.0001) but not to the placebo treated group (p < 0.05). Regarding of the CV, no change was observed for both treatments (LLLT: p > 0.05; LLLTP: p > 0.05 ANOVA). In this study it could be observed an immediate effect of LLLT irradiation on the amplitude of the electromyographic signal of the trapezius muscle descending fibers in healthy individuals, but not on the nerve conduction velocity.. Keywords: Low level light laser, Electromyography, Descending Trapezius Muscle and Nerve Conduction Velocity..

(11) SUMÀRIO. 1-INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 13 2-JUSTIFICATIVA ......................................................................................................... 17 3-OBJETIVOS ............................................................................................................... 19 3.1 OBJETIVO GERAL .................................................................................... 19 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................... 19 4- MATERIAL E MÉTODOS .......................................................................................... 19 4.1 LOCAL E EXECUÇÃO DO PROJETO ....................................................... 19 4.2 ASPECTO ÉTICOS .................................................................................... 19 4.3 DESENHO DO ESTUDO ........................................................................... 19 4.3.1 HIPÓTESE DA PESQUISA: ............................................................. 20 4.3.2 HIPÓTESE NULA: ............................................................................ 20 4.4 MEDIDAS DE DESFECHO DO ESTUDO .................................................. 20 4.5 AMOSTRA .................................................................................................. 20 4.5.1 CRITÉRIO DE INCLUSÃO: .............................................................. 21 4.4.2 CRITÉRIO DE EXCLUSÃO: ............................................................. 21 4.6 PROCEDIMENTO ...................................................................................... 21 4.6.1 RANDONIZAÇÃO ............................................................................. 21 4.6.2 INSTRUMENTO DE MEDIDAS E DESFECHO ................................ 23 4.6.3 COLETA DE DADOS ........................................................................ 24 4.6.4 PROTOCOLOS DE TRATAMENTO COM LBP ................................ 27 4.6.5ANÁLISE E PROCESSAMENTO DOS SINAIS EMG ........................ 29 4.7 ANÁLISE ESTATÍSTICA ............................................................................ 29 5-RESULTADO ............................................................................................................. 30 6-DISCUSSÃO .............................................................................................................. 34.

(12) 7-CONCLUSÃO ............................................................................................................ 36 8-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 38 9-ANEXOS .................................................................................................................... 47 9.1.ANEXO 1 - Aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa UNINOVE ..................................................................................................................... 47 9.2.ANEXO 2 – Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) ..... 48 10-APÊNDICE ............................................................................................................... 52 10.1.ARTIGO A SER SUBMETIDO .......................................................... 52.

(13) LISTA DE TABELA. Tabela 1.Parâmetros do LBP. ....................................................................................... 28.

(14) LISTA DE FIGURAS. Figura 1. Fluxograma do estudo.................................................................................... 23 Figura 2. Eletromiógrafo com 16 canais ........................................................................ 24 Figura 3. Eletrodo de Array ........................................................................................... 24 Figura 4. Sequencia da coleta de dados experimentais ............................................... 25 Figura 5. Posição do voluntário e Equipamento utilizado .............................................. 26 Figura 6. Exemplo das linhas de treino para o Feedback. ............................................ 27 Figura 7. Locais de aplicação e localização do eletrodos de EMG ............................... 29 Figura 8. Linha de força obtida durante a coleta ........................................................... 31 Figura 9. Análise dos resultados Amplitude do sinal .................................................... 32 Figura 10. Análise dos resultados Velocidade de Condução.. ...................................... 33 Figura 11. Análise dos resultados da Sensibilidade da Amplitude do sinal .................. 33.

(15) LISTA DE ABREVIAÇÕES LBP: laser de baixa potencia TFD: trapézio fibras descendentes EMG: eletromiografia CI: cervicalgia inespecífica DE: densidades de energia DP: densidades de potência A/D: analógico/digital VCN: velocidade de condução nervosa RMS: raiz quadrada da média do sinal EMG RMSg: raiz quadrada da média do sinal EMG global CVM: contração isométrica máxima voluntária AP: potencial de ação CEP: Comitê de Ética em Pesquisa.

(16) 13. 1. INTRODUÇÃO O laser de baixa potencia (LBP) é um recurso terapêutico de grande uso na prática clínica, com diferentes tipos de indicação como: controle da dor1,2, reparo de lesões musculoesqueléticas3, cicatrização4, modulação da inflamação5 e melhora da fadiga muscular6. No entanto, a dose adequada para cada tipo de lesão sem hiper ou hipoestimular o tecido a ser tratado é na maioria das vezes, o critério mais difícil de ser determinado no emprego desse recurso terapêutico 7. A primeira forma utilizada com a finalidade de se encontrar o nível de dose terapêutica ideal do laser teve como base, o princípio de Arndt-Schultz, utilizado inicialmente em estudos de toxicologia, por meio da cultura de levedura. Esse método experimental é fundamentado por meio de culturas de células e tecidos sendo, as respostas em relação ao nível de fotoestimulação com o laser terapêutico considerada como insuficientes quando a quantidade de energia absorvida não consegue estimular os tecidos absorventes. Nesse caso, essa resposta indica que nenhuma reação também pode acontecer no tecido do corpo humano8. Estímulos fracos (subdosagem) não produzem qualquer efeito ou produzem apenas efeito reduzido sobre a função celular. Já os estímulos moderados a fortes podem melhorar a função celular, e os estímulos muito fortes (overdose) podem suprimir ou inibir a função celular9. Abordagens mais atuais em relação aos efeitos do tratamento com a irradiação do LBP são obtidas por meio de observações de seus efeitos em tecido animal ou celular9,10,11,12. No entanto, esses efeitos muitas vezes não são totalmente conhecidos em muitos dos tecidos humanos como pele, músculo, ossos e tecido nervoso. Propriedades físicas inerentes ao LBP, como a monocromaticidade, coerência, colimação e polarização, são os principais fatores que podem influenciar nos resultados terapêuticos do LBP. A monocromaticidade, refere-se à presença de fótons (quantum de irradiação) de mesmo comprimento de onda e, essa característica, além de.

(17) 14. conferir a cor específica para cada tipo de Laser (vermelho ou infravermelho), também determina quais moléculas o absorverão e sofrerão os efeitos fotobiológicos específicos. Coerência é a denominação dada à sincronia das ondas da radiação laser no tempo e no espaço isso é, fótons de mesmo comprimento de onda se propagam na mesma amplitude, movendo-se na mesma fase no tempo e no espaço. A colimação da luz do laser refere-se à unidirecionalidade. Nesse caso, o alto grau de paralelismo do feixe de fótons impede sua divergência e garante um pequeno diâmetro do feixe numa distância relativamente grande. No caso da polarização, as ondas de luz estão todas orientadas num só plano, assim as vibrações em seus campos elétricos ocorrem numa só direção13,9 . Dessa maneira, o ajuste de diversos parâmetros do equipamento emissor da radiação laser são necessários para que sua utilização apresente bons resultados terapêuticos. Dentre esses, é importante destacar: o comprimento de onda, por definir a profundidade de penetração e tipo de absorção no tecido alvo; amplitude da onda, que é o índice de energia a ser entregue no alvo de tratamento; frequência das ondas eletromagnética pulsadas ou contínua; potência, que é a quantidade de energia produzida ou consumida por unidade de tempo, sendo essa mensurada em Watt (W); energia sendo sua unidade descrita em Joules (J) e determinada a partir do tempo (segundos) em que uma determinada potência é utilizada durante um determinado tratamento (W x T); densidade da potência (DP) ou irradiância, caracterizada pela saída da luz por unidade de área (A), medida em watts por centímetro quadrado (W/cm2) e por fim, temos a densidade de energia (DE) ou fluência que é a quantidade de energia por área, transferida à matéria sendo essa medida em joules por centímetro quadrado (J/cm2)9. Em relação ao comprimento de onda, o LBP pode apresentar uma faixa que varia entre 632nm a 1064 nm, dentro de um espectro de cor vermelha podendo ser visível ou invisível (infra vermelho)14. Essa parte do espectro é denominada de janela óptica e, diferentes comprimentos de ondas dentro dessa janela, permitem penetração e efeitos intrínsecos à camadas de tecidos específicas15,16,17..

(18) 15. Todos esses fatores físicos relacionados ao ajuste da dose da radiação laser a ser utilizada no tratamento de uma determinada infermidade, são importantes em relação aos seus efeitos fisiológicos uma vez que, determinam principalmente a absorção da radiação pelas biomoléculas e a sua profundidade de penetração. Uma característica importante do LBP a ser considerada é que esse recurso terapêutico não emite calor, som ou vibração. Ao invés de gerar um efeito térmico, atua através da indução de uma reação fotoquímica na célula, sendo esse processo referido como bioestimulante ou de fotobiomodulação. Em termos gerais, a fotobiologia, ciência na qual estuda os efeitos da luz nos seres vivos, trabalha no princípio de que, quando a luz atinge certas moléculas denominadas de cromóforos, a energia dos fótons faz com que os elétrons se agitem e saltem de órbitas de baixa energia para as órbitas de alta energia18 causando assim, uma instabilidade ou alteração das membranas celulares. Em geral, os cromóforos são componentes moleculares capazes de absorver luz19 sendo esses encontrados em grande concentração nas mitocôndrias20, o que permite uma direta interação entre a luz emitida pelo laser e essa organela celular. Dessa forma, a fotoexcitação induz alterações na atividade da oxidase do citocromo-c (proteína responsável pelo transporte de elétrons na célula) 19,21, e este evento pode, por sua vez, proporcionar uma elevação do gradiente eletroquímico de prótons que conduz ao aumento da síntese de ATP (Trifosfato de adenosina)22 e outras mudanças redox (redução de oxigênio) assim como, modulações de reações bioquímicas através de uma cascata de reações 21,23. A ação dessas interações (luz-mitocôndria) é sobre o metabolismo energético da célula9,24,25 que como consequência, promovem mudanças estruturais e metabólicas nas organelas de diferentes células e/ou tecidos 9,26, que podem estar envolvidos com o potencial da membrana 27 e a atividade enzimática9,28. Em síntese, a irradiação com laser apresenta-se como um recurso bioestimulante nas ações celulares, sendo assim o termo “biomodulação” tem sido considerado mais adequado, uma vez que esse termo surge a partir da relação da irradiação do laser com as alterações das propriedades redox COX21,29,30..

(19) 16. Em relação aos efeitos terapêuticos do LBP, os que se referem à dor, por exemplo, podem estar relacionados à biomodulação enzimática, fotoquímica e atividades fotofísicas31. Outras hipóteses seriam sua possível ação na teoria das comportas32 e na resposta do controle da inflamação5,11,33 e no controle da fadiga muscular6. A inibição da atividade neural também é outro mecanismo aceitável devido à sua relação com a diminuição da velocidade de condução do nervo periférico34,35,36 e essa evidência, apoia a visão de que o LBP atua como um inibidor neural no alívio da dor aguda e crônica37. No entanto, esse efeito sobre a dor ainda não é conclusivo em de pacientes com. cervicalgia. inespecífica. (CI),. principalmente. após. um. período. de. tratamento38,39. Este grupo é composto por pacientes com transtornos principalmente mecânicos, incluindo alterações degenerativas (BOGDUK, 1984), sem presença de doença sistêmica específica, dor que pode ou não ser irradiada para os membros superiores40, alteração de sensibilidade, fadiga e rigidez nos músculos do pescoço e do ombro, além de dores de cabeça que irradiam para o pescoço41. Uma das justificativas para o uso do LBP para o controle da dor miofascial e dos pontos gatilhos encontrados nos pacientes com CI42,43 seria uma inibição da transmissão na junção neuromuscular observada após o uso do LBP em animais44. Esses efeitos poderiam explicar o achado clínico em que a irradiação com LBP diminuiu a tensão em pontos-gatilho após 15 minutos da aplicação45. Outro importante efeito a ser considerado é a diminuição seletiva da condução nervosa nas fibras delta e C, responsáveis pelos estímulos nociceptivos46,47. Estes efeitos inibidores poderiam ser mediados por um restabelecimento rápido do fluxo axonal nos neurônios48 ou a inibição de enzimas neurais49. No entanto, fatores como comprimento de onda, dose da irradiação laser, frequência de tratamento ideal (dias por semana) e os locais onde devem receber a irradiação do LBP, podem influenciar os resultados desse tipo de terapia no tratamento de indivíduos com dor cervical50,38,39. Essa heterogeneidade de fatores tem sugerido novos estudos com diferentes doses, comprimentos de ondas e locais de aplicação, das descritas na literatura50,38,39..

(20) 17. Doses com maior potencial terapêutico para o tratamento dessa patologia, já foram descritas em estudo anterior38. A sugestão de uma dose média a ser considerada ótima por ponto de irradiação foi de: 5,9 J com tempo de irradiação de 38,8 segundos para comprimentos de onda entre 820-830 nm e de 2,2 J 238 segundos para comprimentos de onda 904 nm 39. No entanto, até esse momento, não foi encontrado nenhum estudo que confirme os resultados terapêuticos obtidos a partir do uso dessas doses previamente sugeridas. Embora essas informações forneçam um suporte prévio para a escolha dos parâmetros a serem utilizados, ainda sim, deve-se considerar o risco de um efeito clínico baixo no emprego dessas doses previamente indicadas. Esse risco é de elevado custo para o paciente uma vez que pode aumentar seu tempo de tratamento. Sendo assim, uma das formas de se minimizar esse problema, seria verificar os efeitos dessas doses a partir de modelos animais, porém os efeitos encontrados nos animais nem sempre são os mesmos observados no tratamento clínico do paciente51,9. Diante disso, a forma de avaliar os possíveis efeitos da terapia com LBP também deve evoluir além da análise da dor e da melhora funcional. Nesse caso, o uso da eletromiografia (EMG) de superfície pode contribuir para que também seja verificado possíveis ações fisiológicas nesse tipo de intervenção. Em geral, as alterações na atividade muscular, são caracterizadas pela variação e/ou redução nos disparos de suas unidades motoras 52,53. Essas modificações refletem em mudanças no padrão mioelético do músculo e podem ser verificados por meio do uso da EMG53,54. Considerando que o LBP proporciona importantes estímulos à atividade celular9,21,29,25,30,24 e de inibição da atividade neural34,35,36 existe uma grande possibilidade de que esses efeitos reflitam na atividade eletromiográfica e na velocidade de condução nervosa (VC) do músculo estriado esquelético. Dessa maneira, seria importante testar a EMG como uma possível ferramenta para verificar a hipótese de que a irradiação com o LBP altera de alguma forma, as propriedades mioelétricas dos músculos esqueléticos. Além do que, a literatura traz muito poucos estudos do LBP com a EMG, sendo uma das ferramentas do estudo..

(21) 18. 2. JUSTIFICATIVA Embora muitos estudos que utilizaram a terapia a laser tenham demonstrado a melhora da dor para várias condições músculo-esqueléticas, a verdadeira eficácia desta terapia ainda é controversa55. Uma das razões para os diferentes resultados de sua eficácia pode estar relacionada a diversos fatores como diagnósticos de pacientes, sintomas, duração da dor, local de irradiação com laser, distância do sensor do laser com a pele, tipo de laser (HeNe, GaAs, GaAsAl), comprimento de onda, modo de laser (contínua, pulsada), potência média (mW), densidade de potência (mW/cm2), energia (J), dose de energia (J/cm2), número de sessões, área de irradiação do laser (cm2) e co-intervenções (exercícios, analgésicos, anti-inflamatórios não esteróides e terapias físicas convencionais). Por esse motivo, ainda se faz necessário o desenvolvimento de novos estudos com diferentes doses, comprimentos de ondas e locais de aplicação, das já mencionadas na literatura, para o controle da dor e para o tratamento das lesões músculoesqueláticas. Além disso, o uso de técnicas que possibilitem a reprodução de experimentos juntamente com medições estáveis, como proporcionado pela EMG também se faz necessário uma vez que, a escolha dos parâmetros a serem utilizados, nem sempre refletem na melhora clínica do paciente e, encontrar uma dose considerada ideal, pode levar muito tempo, além possíveis prejuízos clínicos aos voluntários participantes dos estudos. Sendo assim, a análise da contração muscular pós irradiação com LBP, torna-se um tópico relevante e inovador do estudo proposto. Caso a EMG seja sensível para demonstrar um possível efeito da LBP em indivíduos saudáveis, por meio de uma dose previamente indicada para o tratamento da cervicalgia inespecífica, uma nova possibilidade de se verificar os efeitos de diferentes doses LBP poderá ser utilizada em estudos futuros, em indivíduos saudáveis, antes de serem utilizadas com pacientes. A escolha do músculo trapézio fibras descendentes foi devido ao seu comprometimento na dor cervical, que pode levar o indivíduo à apresentar uma.

(22) 19. incapacidade e redução da qualidade de vida e da produtividade laboral, além de gerar altos custos socioeconômicos para o paciente e a sociedade.. 3. OBJETIVOS 3.1. Objetivo Geral. Avaliar o efeito imediato da irradiação do LBP sobre a atividade eletromiográfica do músculo trapézio fibras descendentes em indivíduos saudáveis.. 3.2. Objetivo Específico. Avaliar o efeito imediato da irradiação do LBP sobre a velocidade de condução nervosa do músculo trapézio fibras descendentes em indivíduos saudáveis.. 4. MATERIAIS E MÈTODO. 4.1. Local de execução do projeto. O estudo foi realizado no Laboratório de Biodinâmica do Movimento Humano na Universidade Nove de Julho (Uninove), unidade Vila Maria, localizada na Rua Professora Maria José Baroni Fernandez n˚ 300, Vila Maria, São Paulo.. 4.2. Aspectos Éticos O presente projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Nove de Julho (Proc. nº: 1.042.129 ) (ANEXO I).. 4.3. Desenho do Estudo.

(23) 20. Esse foi um estudo cruzado (os sujeitos da pesquisa foram seus próprios controles em relação ao tratamento placebo), controlado, randomizado duplo cego. Nesse estudo, os voluntário assim como o responsável pela coleta dos dados clínicos, não tiveram acesso ao tipo de tratamento utilizado durante as sessões. Para o tratamento com o placebo, a dose do equipamento foi zerada porém, o equipamento emitiu sinais sonoros tais como o laser convencional. O tipo de estudo cruzado foi necessário para que fosse possível excluir vieses decorrentes das variações individuais, sendo que cada indivíduo recebeu um tratamento com LBP (LBP) convencional e um tratamento com LBP placebo (LBPP). Esse estudo tratou-se de uma avaliação pré e pós-irradiação imediata com LBP, com o objetivo de avaliar o efeito dessa terapia sobre a atividade EMG e a VC do músculo TFD em indivíduos saudáveis, por meio da observação do sinal eletromiográfico.. 4.3.1. Hipótese de pesquisa: A irradiação com LBP exerce influência sobre a atividade EMG e da VC do músculo TFD após aplicação.. 4.3.2. Hipótese nula pesquisa: A irradiação com LBP não exerce influência sobre a atividade EMG e da VC do músculo TFD após aplicação.. 4.4. Medidas de desfecho do estudo. O desfecho desse estudo foi o efeito de uma única sessão de LBP sobre atividade eletromiográfica e da VC do músculo trapézio descendente.. 4.5. Amostra Para calculo da amostra foi considerado α = 0,05 (5% de chance de erro de tipo I) e 1-β = 0,95 (% do poder da amostra). O tamanho da amostra foi calculado a partir de um estudo piloto com 8 mulheres saudáveis (idade: 23,02  4,43) considerando as mesmas condições experimentais a serem utilizadas no estudo. O cálculo foi realizado a partir do valor “ETA” (0,17) obtido pela Análise de.

(24) 21. Variância para medidas repetidas considerando dois fatores: grupo (LBP e LBPP) e tratamento (pré e pós intervenção). O número estimado foi de 17 indivíduos. Considerando a possibilidade de possíveis perdas amostrais durante o estudo, o grupo será composto com 20% a mais de voluntários ou seja, 20 indivíduos. O cálculo foi realizado por meio do software G*Power de acordo com Faul et al56. Os voluntários foram recrutados a partir da população de alunos de graduação da faculdade de Fisioterapia da Universidade Nove de Julho. Antes da realização do exame físico e da coleta dos dados, os indivíduos foram informados sobre os objetivos e procedimentos a serem adotados. Posteriormente, assinaram o Consentimento Formal de Participação previamente autorizado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) da Universidade Nove de Julho - UNINOVE, de acordo com os termos da Resolução n.º 196/96, de Outubro de 1996, do Conselho Nacional de Saúde do Ministério da Saúde (ANEXO II).. 4.5.1. Critérios de Inclusão. Fizeram parte deste estudo indivíduos sedentários sem história de dor e disfunção cervical, ombro e/ou membro superior e que estivesse na faixa etária entre 18 a 40 anos.. 4.5.2. Critérios de Exclusão. Não fizeram parte desse estudo indivíduos com história prévia de distúrbios da cervical envolvendo trauma local, tumor, infecção, inflamação, condições degenerativas, anormalidades congénitas, cirurgia no pescoço ou ombro. Indivíduos com radiculopatia ou neuropatia do pescoço e membros superiores e hérnia de disco cervical. Gestantes, pacientes que realizaram tratamento fitoterapêutico, massagem ou acupuntura nas duas últimas semanas precedentes ao estudo, assim como os que fizeram uso de analgésicos, relaxantes musculares, psicotrópicos e antiinflamatórios nos últimos dois dias antes da intervenção, também deverão ser excluídos..

(25) 22. 4.6. Procedimentos. 4.6.1 Randomização A aleatorização dos participantes em relação ao tratamento LBP ou LBPP foi realizada por meio de sorteio. Dois envelopes pardos foram utilizados sendo que um conteve a letra A e o outro a B. Foi solicitado ao participante que escolhesse um dos envelopes, e assim, o mesmo foi alocado em um dos grupos de tratamentos até ser preenchido com 10 indivíduos. Quando um dos grupos foi completado, o critério passou a ser a ordem de chegada consecutiva dos voluntários até o grupo ser completado. Dessa forma, os indivíduos receberam tratamento LBP e tratamento placebo em dias alternados. Para excluir possíveis efeitos residuais, denominados de “carry-over”, de um tratamento anterior sobre o outro subseqüente, foi incluído um intervalo (wash-out) de 7 dias entre cada coleta. Fizeram parte desta pesquisa 3 diferentes avaliadores (fisioterapeutas e alunos de graduação) para cada parte do estudo: Avaliador 1 (responsável pela triagem, sorteio dos tratamentos a serem realizados e pela aplicação do laser), Avaliador 2 (responsável pela coleta dos dados eletromiográficos e sinais clínicos), Avaliador 3 (responsável pela análise e processamento dos dados). Por se tratar de um estudo clínico randomizado e buscando uma maior transparência e qualidade dessa pesquisa, nesse estudo foram seguidas as recomendações CONSORT57 como indicado na Fig. 1..

(26) 23. Figura 1. Fluxograma do estudo. 4.6.2 Instrumentos de Medidas e Desfecho. Eletromiografia Para a captação do sinal eletromiográfico foi utilizado o sistema de aquisição com 16 canais (EMG System do Brasil Ltda®), composto por eletrodos ativos bipolar com ganho de amplificação de 20 vezes, filtro analógico passa banda de 10 a 1000 Hz e modo comum de rejeição de 120 dB, sendo que um dos canais será habilitado para a utilização do transdutor de força (EMG System do Brasil Ltda®). Os sinais EMG foram amostrados com freqüência de 2000 Hz, digitalizados por placa de conversão A/D (analógico-digital) com 16 bits de resolução (Figura 2)..

(27) 24. Figura 2. Eletromiógrafo com 16 canais.. Os dados foram coletados com eletrodo de superfície constituido por 10 barras de prata (eletrodos de array: total de 8 canais), com 1mm de expessura e 5 mm de largura, dispostas em duas colunas com distantância entre as barras de 5mm (Figura 3).. Figura 3. Eletrodo de array.. 4.6.3 Coletas de dados. A sequência dos eventos experimentais estão resumidos na Figura 4. No início das coletas, os participantes foram orientados a ficar sentados em uma.

(28) 25. cadeira, com o ombro e membro superior desnudo, coluna ereta, joelhos em 90º de flexão, pés semi-afastados, para a coleta dos valores referentes a contração isométrica voluntária máxima (CVM), na qual foram realizadas três coletas da força de elevação do ombro (CVM). Após repouso de 1 minuto, foi realizada a 1ª coleta do sinal EMG (EMG-1), seguida pelo irradiação com o LBP. O tempo de descanso após a aplicação do LBP foi de 30 minutos seguida de nova coleta de sinal EMG (EMG-2) com o mesmo protocolo utilizado na EMG-1.. Figura 4. Sequência de coleta dos dados experimentais. EMG: Eletromiografia. LBP: Laser de baixa potência. CVM: contração voluntária máxima.. As coletas do sinal EMG foram realizadas em um cadeira previamente instrumentada com dois transdutores de força, que permitirão ser devidamente ajustados de acordo com a altura do ombro de cada voluntário (Figura 5). Os.

(29) 26. sinais de força obtidos pelos transdutores foram coletados em conjunto com o sinal EMG pelo mesmo sistema de aquisição de sinal.. Figura 5. Posição do voluntário e equipamentos utilizados para coleta dos dados. A: Transdutor de força. B: Eletromiógrafo. Para a captação da EMG, a pele do ventre do músculo TFD foi previamente preparado com álcool 70% para a eliminação de resíduos gordurosos, seguida de esfoliação da pele por meio de um tablete secopreparador de pele (Dry Prep Pad, Bio-logic Systems Corp®) e nova limpeza com álcool, para que pudessem ser fixados eletrodos de superfície para a captação do sinal EMG. O músculo trapézio fibras descendetes do membro dominante, foi escolhido para a captação do sinal EMG e da força. Para o posicionamento dos eletrotodos foi demarcado um ponto a 2 cm lateral ao ponto médio da linha traçada, entre a borda posterior do acrômio e a sétima vértebra cervical 58 (Figura 6). Após ser devidamente posicionado, as voluntárias foram orientadas a realizar a elevação dos ombros em adução de 0° do membro superior, contra a resistência dos dois transdutores de força. Assim, foram realizadas três coletas.

(30) 27. em contração isométrica voluntária máxima (CVM) durante 5 segundos com intervalos de 1 minutos entre as coletas. A o pico máximo de cada coleta da força (kilograma/força - Kgf) foi considerado como 100% da CVM. A partir da CVM, foi estabelecido linhas de treino (Fig. 6) onde os voluntários realizaram uma contração muscular com 6 níveis de força correspondentes a 10, 15, 20, 25, 30 % da CVM. O tempo de contração para cada nível de força foi de 11 segundos (total de 55 segundos). Esse modelo foi baseado em estudo anterior54 e demonstrou ser eficiente para investigar as alterações nos parâmetros eletromiográficos do músculo TFD em indivíduos saudáveis. As contrações foram orientadas por meio de feedback visual proporcionado por uma linha de treino projetada em uma parede plana branca, por meio de um data show. Para manter de maneira uniforme o valor previamente estabelecido durante o tempo indicado, os indivíduos receberam treinamento prévio a coleta dos dados.. Fig. 6. Exemplo das linhas de treino a serem utilizadas como feedback para os participantes. As retas são traçadas com 10, 15, 20, 25, 30% da CVM.. 4.6.4 Protocolos de tratamento com LBP Nesse estudo foi utilizado o Laser, modelo Photon Laser III (DMC ® - São.

(31) 28. Carlos, SP, Brasil), com potência de 30 mW (densidade de potência de 1,07 W/cm2), área do feixe de 0,028cm2, e comprimento de onda de 880nm, meio ativo de Índio Galio Aluminio Fosfato (InGaAlP). A irradiação do laser foi aplicada nos pontos específicos pelo método transcutâneo, com dose calculada a partir do estudo de Chow et al. (CHOW, et al.,2009), sendo a energia total de 2 Js por ponto, densidade de energia de 72 J/cm2, tempo de 67 segundos, (Tabela 1). Tabela 1. Parâmetros do Laser. Comprimento de onda. 880 nm. Frequência. Continuo. Densidade de Potência:. 1,07 W/cm2. Potência de Saída:. 30 mW. Área do feixe:. 0,028 cm2. Densidade de Energia:. 72 J/cm2. Energia Total por ponto:. 2J. Energia Total de irradiação:. 18 J. Tempo de irradiação por tratamento:. 67 s. Para o tratamento com o LBP, foi utilizado um gabarito de papel com 9 pontos de 1cm de área com distância centro a centro de 1 cm, distribuídos em 3 colunas e 3 linhas. O ponto central do gabarito foi posicionado em cima do ponto médio de uma linha traçada entre o acrômio e o processo espinhoso da sétima vertebra cervical, onde o tratamento foi próximo ao local de fixação do eletrodo de EMG (Figura 7). O local de aplicação do LBP foi determinado por ser a região em se encontra o ponto de inervação do músculo TFD59,60,61. Essa localização foi previamente estabelecida uma vez que um dos objetivos específicos do estudo foi verificar a influência da irradiação do LBP sobre a VCN no músculo TFD..

(32) 29. Figura 7. () Locais de aplicação do LBP. () localização dos eletrodos de EMG. 4.6.5 Análise e Processamento dos Sinais EMG. Para análise dos sinais EMG referentes aos diferentes níveis de contração muscular, os dois primeiros segundos da atividade referentes aos níveis de 1 a 5 de força (10, 15, 20, 25 e 30 % da CVM) foram descartados e, os 8 segundos consecutivos foram divididos em janelas de 1s e de cada janela foram extraídos a raiz quadrada da média do sinal EMG (RMS)61 a VCN63. O RMS global (RMSg) foi obtido a partir da média do RMS de cada canal coletado (total de 8 canais) e utilizado para verificar o efeito do LBP na atividade do músculo TFD. Todos os sinais foram processados e analisados por meio de rotinas previamente desenvolvidas no software MATLAB® versão 7.1 (The MathWorks Inc., Natick, Massachusetts, E.U.A.).. 4.7 Análise Estatística. Para investigar o controle motor do músculo TFD, foi utilizado a variação da amplitude do sinal EMG estimada pelo RMSg em função da força. Dessa maneira, inicialmente foi realizado uma análise de regressão linear para cada rampa (Força vs RMSg) e para cada indivíduo. As inclinações das linhas de regressão obtidas foram normalizadas pelo valor médio da força (N) da Terceira rampa de treino e a média dos valores das inclinações das retas dos cinco níveis de contração, foi utilizada para medir a sensibilidade da amplitude do sinal EMG em relação à força54 obtida pré e pós-tratamento com LBP ou LBPP. Os valores.

(33) 30. desse índice de sensibilidade próximos à zero foram interpretados como representação de um bom controle motor do músculo TFD enquanto que, valores distantes de zero, como controle motor deficiente. O valor médio do RMSg e da VC obtidos em cada nível de força também foi utilizado para comparar os efeitos do LBP sobre a atividade do múculo TFD. A distribuição desses valores foi verificada pelo teste de Shapiro-Wilk. Após ser verificada distribuição normal, foi utilizado a análise de variância com medidas repetidas (ANOVA) de dois fatores (tratamento x grupo) com teste post hoc de Bonferroni. Para as análises foi considerado o valor de p < 0,05. Essas análises foram realizadas pelo software SPSS 20.0 (SPSS Inc., Chicago, U.S.A).. 5. RESULTADOS 5.1. Análise da Amplitude do sinal EMG. A figura 8 demonstra uma linha de força e um sinal eletromiográfico obtidos durante a coleta de dados. Todos os voluntários conseguiram realizar as contrações solicitadas com baixa variação de força em relação á linha de treino..

(34) 31. Figura 8. A: Linha de força obtida durante a coleta de dados. As rampas de força são referentes à 10, 15, 20, 25 e 30% da CVM. B: Sinal eletromiográfico do músculo trapézio fibras descendentes, obtido durante a elevação do ombro em cada rampa de força.. Na análise da amplitude o sinal EMG foi possível observar diferença significativa entre os grupos tratados com LBP e LBPP (p < 0,001: ANOVA). O.

(35) 32. grupo tratado com LBP apresentou diminuição significativa do RMSg (p <0,0001: ANOVA) enquanto que esses resultados não foram observados para o tratamento com LBPP (p > 0,05: ANOVA). Os efeitos obtidos no tratamento com LBP foram observados nos 5 níveis de força sendo que os maiores níveis (25 e 30 % da CVM) apresentaram as maiores diferenças (p < 0,0001) (Figura 9).. Figura 9. Média e desvio padrão da amplitude do sinal eletromiográfico (RMS) pré e pós irradiação com LBP e com laser placebo, observados em 5 diferentes níveis de força (10, 15, 20, 25, 30% da CVM).* Demonstra diferença estatística significativa (P < 0.001: Teste post hoc de Bonferroni).. 5.2 Análise da velocidade de condução nervosa (VC). A figura 10 demonstra a média e o desvio padrão da VC observada pré e pós tratamento com LBP e LBPP. De acordo com os resultados observados pela ANOVA, nenhuma alteração foi observada entre os tratamentos (p > 0,05: ANOVA) assim como para cada tratamento (LBP: p > 0,05; LBPP: p > 0,05 ANOVA)..

(36) 33. Figura 10. Média e erro padrão da velocidade de condução nervosa observada pré e pós intervenção com laser placebo e convencional, em cinco diferentes níveis de força (10, 15, 20, 25 e 30% da CVM).. 5.3. Análise do índice de sensibilidade. Em relação ao índice de sensibilidade, não foi possível verificar alterações entre os valores obtidos pré e pós tratamento com LBP (Pre-tratamento: 0,34 ± 0,52 %/N; Pós-tratamento: 0,35 ± 0,50 %/N) e com LBPP (Pré-tratamento: 0,33 ± 0,52 %/N; Pós-tratamento: 0,37 ± 0,57 %/N ). A média o esvio padrão dos valores do índice de sensibilidade calculado para cada grupo estão demonstrados na Figura 11.. Figura 11. Média e erro padrão dos valores da sensibilidade da amplitude do sinal EMG em relação às mudanças da força de elevação do ombro, calculada pré e pós tratamento com laser e laser placebo..

(37) 34. 6. DISCUSSÃO Nesse estudo, foi possível verificar por meio da eletromiografia de superfície que a irradiação com o LBP altera as propriedades mioelétricas do músculo TFD. Os resultados encontrados demonstraram que uma única sessão de LBP, diminui de maneira significativa a amplitude do sinal eletromiográfico porém, sem alterar a velocidade de condução nervosa. Em geral, a amplitude do sinal varia quando a velocidade de propagação dos potenciais de ação são alterados devido ao estado de polarização da membrana da fibra muscular64. Mudanças nas propriedades da membrana como por exemplo, aumento da concentração de potássio extracelular podem refletir em uma diminuição da amplitude e da VC do sinal EMG65. Essas alterações são decorrentes da geração do potencial de ação e o desequilíbrio na bomba de sódio-potássio, com difusão de potássio fora do fibras66. Este mecanismo provavelmente não foi alterado pela irradiação do LBP nos voluntários desse estudo uma vez que não ocorreu nenhuma alteração na VC das fibras superficiais do músculo TFD. No entanto, é importante destacar que, alterações na VC de fibras sensitivas já foram relatadas em estudos anteriores67,68,69 e isso indica que a irradiação com LBP pode promover efeitos diferentes entre as fibras sensitivas e motoras. Diante dessas observações, a alteração ocorrida na amplitude do sinal EMG, pode ser decorrente de mudanças na forma de recrutamento das unidades motoras ativas ou na própria atividade metabólica das fibras musculares. O recrutamento das fibras musculares está relacionado com alterações da amplitude do sinal EMG, como já demonstrado durante exercícios intermitentes ou em contrações submáximas sustentadas70,71. Dentre os principais mecanismos que podem aumentar a amplitude do sinal EMG destacam-se o aumento na frequência de disparo do neurônio motor71,72,63 e o aumento do número de neurônios. motores. recrutados72,63.. Essas. mudanças. estão. diretamente. relacionados com a produção de força73, ou seja, podem variar de acordo com o tipo de solicitação muscular (tarefa). Embora a distribuição de entradas sinápticas possam influenciar a ordem em que as unidades motoras (neurônio motor mais as fibras musculares por ele.

(38) 35. inervado) são recrutadas, o determinante mais importante é o tamanho das unidades motoras. Unidades motoras pequenas têm axônios de pequeno diâmetro que normalmente inervam fibras musculares lentas que são mais resistentes à fadiga, ao passo que unidades motoras grandes, têm axônios de grande diâmetro e inervam fibras musculares mais rápidas e mais fadigáveis74,75 . De acordo com a teoria do “princípio do tamanho” relatado por HENNENAN et al.74, em uma contração muscular os neurônios motores menores são os primeiros a serem recrutados em resposta a um aumento na despolarização das correntes sinápticas. Sendo assim, as unidades motoras que são recrutadas adicionalmente durante as contrações são maiores e apresentam maior limiar e em geral aumentam a VC76. Como conseqüência, essa condição também reflete em um aumento da amplitude do sinal EMG77. Embora haja alguma variação na ordem de recrutamento de unidades motoras com limiares de disparos semelhantes78,79, essa é essencialmente a mesma para contrações isométricas e dinâmicas, incluindo contrações durante encurtamento e alongamento80,81. Diante dessas observações, como nesse estudo os testes foram realizados em contrações sustentadas submáximas, uma possível explicação para a diminuição da amplitude do sinal EMG encontrada após aplicação do LBP, talvez esteja relacionada à uma alteração no recrutamento das unidades motoras. Considerando que um aumento do número de neurônios motores recrutados podem aumentar a amplitude do sinal durante a contração muscular72,63, uma possibilidade é de que uma menor quantidade de unidade motoras possam ter sido necessárias para manter o mesmo nível de contração. Para que isso possa ter acontecido, é possível que alguma alteração metabólica nas fibras musculares tenham ocorrido, em decorrência da irradiação com o LBP. Como descrito acima, mudanças nas propriedades de membrana da fibra muscular, proporcionam alteração na VC assim como na amplitude do sinal EMG82,65. Sendo assim, o fato da VC ter se mantido praticamente a mesma pré e pós tratamento, reforça a hipótese de uma ação do laser nos mecanismos de contração da fibra muscular. Se for considerado o fato de que o músculo TFD é composto por fibras musculares tipo I (terço inferior do músculo) e tipo II (demais áreas do músculo) 8 e.

(39) 36. que, os dados foram coletados em uma contração submáxima baixa (10 a 30% da CVM), é possível que para essa tarefa, a maior contribuição tenha sido das fibras tipo I. De maneira geral, essas fibras além se serem inervadas por neurônios motores menores, apresentam grandes quantidades de mioglobina assim como de rede capilar o que contribui para maior capacidade de oxidação ativa, e que portanto, apresentam maior resistência à fadiga84,85. Em estudos sobre a ação do LBP durante a realização de exercícios, já foi descrito uma melhora da função mitocondrial19,26, da circulação intramuscular86, e da. capacidade. antioxidante87,88,89.. Esses. efeitos,. são. denominados. de. ergogênicos e contribuem para uma melhora na função contrátil do músculo assim como o desempenho físico90. Dessa maneira, a melhora do fluxo sanguíneo intra-muscular e da oxigenação, pode favorecer em um primeiro momento a atividade das fibras tipo I, por utilizarem o oxigênio como principal fonte de energia para o desempenho de suas atividades. Diante dessas observações, todas essas possíveis ações da irradiação com laser, reforçam a hipótese de que, a diminuição da amplitude do sinal EMG demonstrada nesse estudo, são decorrentes de uma melhora na eficiência do metabolismo e atividade das fibras musculares durante suas atividades de contração. Como consequência dessa melhora, um menor número de unidades motoras pode ter sido recrutada para a produção de força necessária para manter, após a aplicação do LBP, os mesmos níveis submáximos de contração (10 a 30 % da CVM) verificados antes do tratamento.. 7. CONCLUSÃO. Nesse estudo foi possível observar um efeito imediato significativo da irradiação com laser de baixa potência sobre a atividade eletromiográfica do músculo trapézio fibras descendentes em indivíduos saudáveis. Esse efeito pode estar relacionado à uma melhora na função contrátil do músculo, decorrentes de alterações no metabolismo das fibras musculares irradiadas..

(40) 37. Além disso, nesse estudo, foi possível observar que a eletromiografia de superfície pode ser utilizada como uma ferramenta para avaliar os efeitos do laser sobre a atividade do músculo estriado esquelético..

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