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Estudo morfológico entre diferentes tratamentos da contusão muscular de gastrocnêmio em ratos Trabalho desenvolvido no Centro Universitário (UniBrasil), na Pontifícia Universidade Católica do Paraná e na Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR, Brasil.

RESUMO

OBJETIVO:

Avaliar os efeitos do ultrassom terapêutico e/ou alongamento, na morfologia após contusão muscular em ratos.

MÉTODOS:

Ratos Wistar machos (n = 35, 8-9 semanas, 271 ± 14 g) foram divididos em cinco grupos: Grupo Controle (GC = 3); Grupo Lesão (GL = 8); Grupo Lesão + Ultrassom (GLUS = 8); Grupo Lesão + Alongamento (GLA = 8); Grupo Lesão + Ultrassom + Alongamento (GLUSA = 8). A aplicação do ultrassom no GLUS e GLUSA foi feita do terceiro ao sétimo dia, pulsado 50%, 0,5 W/cm2, 5 min. Do décimo ao vigésimo primeiro dia foi feito o alongamento passivo no GLA e GLUSA, em quatro repetições de 30 s, com 30 s de intervalo, cada repetição. Após 22 dias, os ratos foram pesados e os músculos de ambas as patas foram retirados para análise do peso e comprimento muscular, número e comprimento dos sarcômeros, área de secção transversa e porcentagem de colágeno.

RESULTADOS:

O peso corporal final foi maior do que o inicial em todos os grupos. O número de sarcômeros foi maior no GLA em relação ao GLUS e no GLUSA em relação ao GLUS e ao GC; o comprimento dos sarcômeros foi maior no GLUS comparado com o GLA (p < 0,05). A área de secção transversa no GL foi maior do que no GLA e a porcentagem de colágeno foi maior no GL comparado com o GLA e o GC; no GLUS com o GLA e o GC; no GLUSA com o GC.

CONCLUSÃO:

O protocolo de alongamento passivo induziu a sarcomerogênese e apresentou efeito antifibrótico em músculos submetidos a contusão. O ultrassom, independentemente da associação com o alongamento, não foi suficiente para impedir a fibrose nos músculos lesados.

Palavras-chave:
Sistema musculoesquelético; Ferimentos e lesões; Exercícios de alongamento muscular; Terapia por ultrassom

ABSTRACT

OBJECTIVE:

Evaluate the effects of ultrasound and stretching in morphology after rat muscle contusion.

METHODS:

Male Wistar rats (n = 35, 8-9 weeks, 271 ± 14 g) were divided into five groups: control group (CG = 3); lesion group (LG = 8); lesion + ultrasound group (LUG = 8); lesion + stretching group (LSG = 8); lesion + ultrasound + stretching group (LUSG = 8). The ultrasound was applied in LUG and LUSG from the third to the seventh day, the dose used was 50% pulsed, 0.5 W/cm2, 5 min. From the tenth until the twenty first day, passive stretching was performed, in four repetitions lasting 30 s each with 30 s of rest. Initial and final body weight, muscle weight and length, number and sarcomere length, muscle fiber cross-sectional area, and percentage of collagen were evaluated after 22 days.

RESULTS:

The final body weight was higher than the initial in all groups. The number of sarcomeres was statistically higher in LSG than LUG and higher in LUSG than LUS and CG; in sarcomere length was higher in LUG when compared with LSG (p < 0.05). The cross sectional area in LG was higher than LSG, and the percentage of collagen was higher in LG when compared with LSG and CG; in LUG when compared with LSG and CG; and in LUSG when compared with CG.

CONCLUSION:

The passive stretching protocol induced sarcomerogenesis and antifibrotic effect over the muscle submitted to contusion. Ultrasound, even in association with stretching, was not sufficient to prevent fibrosis in the injured muscle.

Keywords:
Musculoskeletal system; Wounds and injuries; Muscle stretching exercises; Ultrasonic therapy

Introdução

A contusão muscular (CM) é responsável por 60% das lesões esportivas.11. Smith C, Kruger MJ, Smith RM, Myburgh KH. The inflammatory response to skeletal muscle injury: illuminating complexities. Sports Med. 2008;38(11):947-69. Apesar da grande prevalência, existem poucos estudos relacionados ao seu tratamento, o que dificulta a padronização da assistência fisioterapêutica.22. Järvinen TA, Järvinen TL, Kääriäinen M, Kalimo H, Järvinen M. Muscle injuries: biology and treatment. Am J Sports Med. 2005;33(5):745-64. Dentre as diferentes formas de tratamento, as mais comumente recomendadas são: repouso, crioterapia/compressão/elevação, mobilização precoce, L.A.S.E.R., ultrassom e exercícios de mobilização ativa, passiva, alongamento e fortalecimento concêntrico e excêntrico.22. Järvinen TA, Järvinen TL, Kääriäinen M, Kalimo H, Järvinen M. Muscle injuries: biology and treatment. Am J Sports Med. 2005;33(5):745-64.,33. Oliveira NM, Parizzotto NA, Salvini TF. GaAs (904-nm) laser radiation does not affect muscle regeneration in mouse skeletal muscle. Lasers Surg Med. 1999;25(1):13-21.,44. Mason D, Dickens V, Vail A. Rehabilitation for hamstring injuries. Scand J Med Sci Sports. 2007;17:191-2.and55. Reurink G, Goudswaard GJ, Tol JL, Verhaar JA, Weir A, Moen MH. Therapeutic interventions for acute hamstring injuries: a systematic review. Br J Sports Med. 2012;46(2):103-9.

Apesar de seus efeitos biológicos nas inflamações agudas e crônicas não estarem bem esclarecidos,22. Järvinen TA, Järvinen TL, Kääriäinen M, Kalimo H, Järvinen M. Muscle injuries: biology and treatment. Am J Sports Med. 2005;33(5):745-64.,66. Markert CD, Merrick MA, Kirby TE, Devor ST. Nonthermal ultrasound and exercise in skeletal muscle regeneration. Arch Phys Med Rehabil. 2005;86(7):1304-10.,77. Piedade MC, Galhardo MS, Battlehner CN, Ferreira MA, Caldini EG, de Toledo OM. Effect of ultrasound therapy on the repair of gastrocnemius muscle injury in rats. Ultrasonics. 2008;48(5):403-11.and88. Wilkin LD, Merrick MA, Kirby TE, Devor ST. Influence of therapeutic ultrasound on skeletal muscle regeneration following blunt contusion. Int J Sports Med. 2004;25(1):73-7. o ultrassom terapêutico (UST) tem sido recomendado. Piedade et al. 77. Piedade MC, Galhardo MS, Battlehner CN, Ferreira MA, Caldini EG, de Toledo OM. Effect of ultrasound therapy on the repair of gastrocnemius muscle injury in rats. Ultrasonics. 2008;48(5):403-11. avaliaram os efeitos da aplicação pulsada no músculo gastrocnêmio lacerado de ratos, observaram aumento significativo na quantidade de miotubos na zona de regeneração com 14 dias de tratamento. Porém, apesar de resultados como esses, a adequada modulação dos parâmetros do UST (frequência, intensidade, modo de operação, tempo de tratamento) ainda é controversa.

Além do tratamento por meio de recursos eletrotermofototerapêuticos, o exercício é recomendado para o tratamento da CM. A modalidade comumente prescrita é o alongamento muscular (ALM).11. Smith C, Kruger MJ, Smith RM, Myburgh KH. The inflammatory response to skeletal muscle injury: illuminating complexities. Sports Med. 2008;38(11):947-69.and55. Reurink G, Goudswaard GJ, Tol JL, Verhaar JA, Weir A, Moen MH. Therapeutic interventions for acute hamstring injuries: a systematic review. Br J Sports Med. 2012;46(2):103-9. Assim como o UST, seus benefícios sobre a fibra lesionada não são claros e ainda apresentam nível de evidência. Apesar disso, Hwang et al.99. Hwang JH, Ra YJ, Lee KM, Lee JY, Ghil SH. Therapeutic effect of passive mobilization exercise on improvement of muscle regeneration and prevention of fibrosis after laceration injury of rat. Arch Phys Med Rehabil. 2006;87(1):20-6. verificaram, em estudo experimental (ratos), que o alongamento passivo feito durante as fases inflamatória, regenerativa e proliferativa reduziu em 50% a área de fibrose muscular, aumentou o número de miofibras e força quando comparado com o grupo controle, demonstrando benefício para a regeneração muscular. Os melhores resultados obtidos no estudo ocorreram quando o alongamento foi iniciado no 14° dia após contusão.

Faz-se importante ressaltar que tanto o UST quanto o ALM são indicados para o tratamento da lesão muscular,22. Järvinen TA, Järvinen TL, Kääriäinen M, Kalimo H, Järvinen M. Muscle injuries: biology and treatment. Am J Sports Med. 2005;33(5):745-64.,55. Reurink G, Goudswaard GJ, Tol JL, Verhaar JA, Weir A, Moen MH. Therapeutic interventions for acute hamstring injuries: a systematic review. Br J Sports Med. 2012;46(2):103-9.,66. Markert CD, Merrick MA, Kirby TE, Devor ST. Nonthermal ultrasound and exercise in skeletal muscle regeneration. Arch Phys Med Rehabil. 2005;86(7):1304-10.,77. Piedade MC, Galhardo MS, Battlehner CN, Ferreira MA, Caldini EG, de Toledo OM. Effect of ultrasound therapy on the repair of gastrocnemius muscle injury in rats. Ultrasonics. 2008;48(5):403-11.,88. Wilkin LD, Merrick MA, Kirby TE, Devor ST. Influence of therapeutic ultrasound on skeletal muscle regeneration following blunt contusion. Int J Sports Med. 2004;25(1):73-7.and99. Hwang JH, Ra YJ, Lee KM, Lee JY, Ghil SH. Therapeutic effect of passive mobilization exercise on improvement of muscle regeneration and prevention of fibrosis after laceration injury of rat. Arch Phys Med Rehabil. 2006;87(1):20-6. porém não existe ainda um consenso sobre quando e como prescrevê-lo. Além disso, não se sabe se a associação entre essas modalidades terapêuticas pode favorecer o mecanismo de regeneração muscular. Assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do ultrassom terapêutico e/ou alongamento, na morfologia após contusão muscular em ratos.

Metodologia

Amostra

Foi feito um estudo experimental, prospectivo e randomizado. Após aprovação do projeto pelo Comitê de Ética1010. National Research Council. Guide for the care and use of laboratory animals. Washington, DC, USA: National Academy Press; 1996. em Experimentação animal (CEEA) da UFPR (Certificado n° 491/2010), foram selecionados 35 ratos Wistars jovens (8-9 semanas, 271 ± 14 g). Foram agrupados quatro por gaiola plástica padrão, em condições ambientais controladas de luminosidade (12 h de ciclo claro/escuro), de temperatura, com livre acesso de água e ração peletizada.

Critérios de inclusão

Foram incluídos no estudo ratos machos, com peso entre 250 e 300 g, submetidos a contusão muscular sem a presença de fratura.

Distribuição da amostra

Os animais incluídos (n = 35) foram randomizados em cinco grupos: Grupo Controle (GC = 3), Grupo Lesão (GL = 8), Grupo Lesão + Ultrassom (GLUS = 8), Grupo Lesão + Alongamento (GLA = 8) e Grupo Lesão + Ultrassom + Alongamento (GLUSA = 8).

Os animais foram randomizados por meio de um sorteio dos grupos. Em um saco plástico foram colocados três vezes o Grupo GC e oito vezes os grupos GLUS, GLA, GL e GLUSA. Após a pesagem dos animais, ocorria o sorteio, a marcação dos animais em cada grupo e a separação nas gaiolas (fig. 1).

Figura 1
Desenho do estudo.

Protocolo para promoção da contusão muscular

Os animais foram anestesiados com Ketamina (95 mg/kg) e Xylazina (12 mg/kg) intraperitoneal e mantidos em decúbito ventral, com a pata direita imobilizada manualmente em extensão de joelho e dorsiflexão a 90° da articulação tibiotársica. A contusão foi produzida no músculo gastrocnêmio direito (MGD) por um equipamento que consiste em uma plataforma de madeira com um tubo oco de alumínio, graduado em 5 cm, fixado perpendicularmente à plataforma, previamente descrito por Minamoto et al.1111. Minamoto VB, Bunho SR, Salvini TF. Regenerated rat skeletal muscle after periodic contusions. Braz J Med Biol Res. 2001;34(11):1447-52. (fig. 2). Após a contusão foi verificado se não havia fratura da tíbia, por meio de palpação e manipulação.11. Smith C, Kruger MJ, Smith RM, Myburgh KH. The inflammatory response to skeletal muscle injury: illuminating complexities. Sports Med. 2008;38(11):947-69.

Figura 2
Aparato para realização da contusão muscular. A, aparato para indução da contusão muscular, que indica a massa do projétil de 200 g (seta), a qual deslizava de uma altura de 37 cm; B, seta indica o projétil sobre a região ventral do músculo gastrocnêmio, durante o procedimento de contusão.

Protocolo do ultrassom

Para a aplicação do UST um pesquisador imobilizou o rato enquanto outro aplicou o aparelho. Para aplicar o UST (previamente calibrado), a região posterior da pata direita foi tricotomizada e posicionada em extensão de joelho e dorsiflexão da articulação tibiotársica a 90°, aplicou-se o UST sobre o ventre da porção medial do MGD. O meio de contato foi o gel. A área efetiva de radiação foi de 1 cm2. O aparelho usado foi o Sonopulse especial (Ibramed), 1 MHz, pulsado a 100 Hz, ciclo de 50%, intensidade77. Piedade MC, Galhardo MS, Battlehner CN, Ferreira MA, Caldini EG, de Toledo OM. Effect of ultrasound therapy on the repair of gastrocnemius muscle injury in rats. Ultrasonics. 2008;48(5):403-11. de 0,5 W/cm2, tempo de aplicação de 5 min. O UST foi iniciado após 72 horas da contusão.

Protocolo para o alongamento do músculo gastrocnêmio

Os animais foram posicionados em decúbito dorsal com as patas dianteiras imobilizadas por um pesquisador, para que outro fizesse o alongamento passivo. Para tal, foi feita a flexão dorsal máxima da articulação tibiotársica, manualmente, com o joelho estendido, como descrita por Mattiello-Sverzut et al.1212. Mattiello- Sverzut AC, Carvalho LC, Cornachione A, Nagashima M, Neder L, Shimano AC. Morphological effects of electrical stimulation and intermittent muscle stretch after immobilization in soleus muscle. Histol Histopathol. 2006;21(9):957-64. O protocolo foi mantido por 30s1313. Bertolini GRF, Barbieri CH, Mazzer N. Análise longitudinal de músculos sóleos de ratos submetidos a alongamento passivo com uso prévio de ultrassom. Rev Bras Med Esporte. 2009;15(2):115-8. cada repetição, com 30s de intervalo, quatro repetições,1414. Taylor DC, Dalton JD Jr, Seaber AV, Garrett WE Jr. Viscoelastic properties of muscle-tendon units. The biomechanical effects of stretching. Am J Sports Med. 1990;18(3):300-9. diariamente, 5x/semana, de segunda a sexta-feira. O alongamento foi iniciado no 10° dia após a contusão.

Apresentação cronológica das intervenções nos grupos

A tabela 1 mostra a sequência das intervenções em cada grupo experimental. Como uma das ações do ultrassom pulsado é a anti-inflamatória, optou-se por usar esse recurso durante a fase inflamatória da lesão. Já o alongamento foi iniciado na fase de proliferação dos fibroblastos.99. Hwang JH, Ra YJ, Lee KM, Lee JY, Ghil SH. Therapeutic effect of passive mobilization exercise on improvement of muscle regeneration and prevention of fibrosis after laceration injury of rat. Arch Phys Med Rehabil. 2006;87(1):20-6.

Tabela 1
Sequência das intervenções do experimento

Eutanásia dos animais e coleta dos músculos

Os animais de todos os grupos foram anestesiados, com Ketamina (95 mg/kg) e Xylazina (12 mg/kg) intraperitoneal, para a retirada de ambos os músculos gastrocnêmios direito e esquerdo, por meio de tesouras e pinças. Em seguida, os animais foram submetidos à eutanásia com overdose anestésica (Ketamina e Xilasina, no 22° dia do estudo).

Cada músculo foi pesado isoladamente em uma balança analítica e mensurado o comprimento por meio de um paquímetro. Os músculos foram divididos longitudinalmente ao meio por uma lâmina de bisturi. A porção lateral foi descartada e a medial dividida longitudinalmente ao meio. A metade (lateral) teve suas extremidades distais fixadas em posição de repouso com agulhas ultrafinas e foi mantida por três horas no glutaraldeído (2,5%), em seguida no ácido nítrico (30%), por 48 h, e posteriormente armazenada em glicerol (50%). A metade lateral foi submetida aos procedimentos de rotina para avaliação do número de sarcômeros em série, como descrito por Williams e Goldspink.1515. Williams PE, Goldspink G. Longitudinal growth of striated muscle fibres. J Cell Sci. 1971;9(3):751-67. A metade medial do MGD foi fixada em formalina 10% para posterior análise morfológica da área de secção transversa das fibras musculares (ASTFM) e do porcentual de colágeno. O músculo gastrocnêmio esquerdo (MGE) foi usado como controle.

O número de sarcômeros foi avaliado para verificar se a associação do ultrassom e/ou alongamento poderia potencializar o aumento do número de sarcômeros em série após contusão. Já a avaliação da área de secção transversa e da porcentagem de colágeno foi feita para verificar se a associação do ultrassom e/ou alongamento poderia impedir a atrofia muscular e reduzir a porcentagem de tecido conjuntivo após a contusão muscular. Todos esses mecanismos podem ser afetados após a lesão muscular.

Identificação do número de sarcômeros em série

Para confecção das lâminas histológicas cinco fibras foram isoladas (por meio de pinças ultrafinas) de cada músculo. As fibras foram fotografadas em microscópio de luz (objetiva 100X, em imersão). Em cada fibra, o número de sarcômeros em série foi identificado em 100 µm, foram usados três campos de diferentes fotomicrografias ao longo de cada fibra muscular, totalizando 300 µm.

Após a contagem do número de sarcômeros ao longo dos 300 µm, foi estimado o número total de sarcômeros e correlacionado com o comprimento total do músculo, mensurado com o paquímetro no dia da eutanásia dos ratos (fig. 3). Assim, usou-se da seguinte equação: número de sarcômeros em 300 µm multiplicado pelo comprimento muscular dividido por 300.

Figura 3
Fotomicrografia de uma fibra muscular isolada (objetiva de 100x). seta: cada faixa na cabeça da seta representa um sarcômero que foi contado ao longo de 100 µm.

Portanto, o número total e o comprimento dos sarcômeros, em cada fibra isolada, foram estimados pela correlação entre o número de sarcômeros identificados e o comprimento total do músculo.1515. Williams PE, Goldspink G. Longitudinal growth of striated muscle fibres. J Cell Sci. 1971;9(3):751-67.,1616. Matano T, Tamai K, Kurokawa T. Adaptation of skeletal muscle in limb lengthening: a light diffraction study on the sarcomere length in situ. J Orthop Res. 1994;12(2):193-6.,1717. Tamai K, Kurokawa T, Matsubara I. In situ observation of adjustment of sarcomere length in skeletal muscle under sustained stretch. Nihon Seikeigeka Gakkai Zasshi. 1989;63(12):1558-63.and1818. Tardieu C, Tabary JC, Tabary C, Huet de la Tour E. Comparison of the sarcomere number adaptation in young and adult animals. Influence of tendon adaptation. J Physiol (Paris). 1977;73(8):1045-55.

Área da secção transversa da fibra e porcentagem de colágenos I e III

Para análise da área da secção transversa da fibra (ASTFM), o material foi corado com Hematoxilina e Eosina. As fotomicrografias foram feitas em fotomicroscópio de luz, na objetiva de 20X. Para mensuração da ASTFM, 100 fibras musculares foram selecionadas aleatoriamente na região central da secção histológica, de cortes transversais de 8 µm.1919. Coutinho EL, Gomes AR, França CN, Oishi J, Salvini TF. Effect of passive stretching on the immobilized soleus muscle fiber morphology. Braz J Med Biol Res. 2004;37(12):1853-61. A ASTFM foi mensurada com o programa de imagem Pro Plus 4.0, a unidade de medida foi micrômetro quadrado (µm2). Foi feita a média aritmética final referente às 100 fibras mensuradas (fig. 4).

Figura 4
Fotomicrografia do corte histológico transversal do músculo gastrocnêmio para mensuração da ASTFM por meio do programa image pro plus 4.0. Contorno na cor branca: representa delineamento para mensuração da área de secção transversa da fibra muscular (ASTFM).

Para análise do porcentual de colágeno, o material foi corado com Sirius Red. As fotomicrografias foram feitas em fotomicroscópio de luz, na objetiva de 20X, em lâminas histológicas com cortes transversais de 8 µm. As imagens foram analisadas pelo programa Image Pro Plus 4.0. Após a calibração, foi escolhida uma imagem já polarizada para estabelecer o padrão das cores vermelha e verde pelo programa, as quais foram quantificadas em todas as imagens. Essa imagem foi considerada uma "máscara", a qual foi sobreposta a todas as outras imagens para identificação das cores determinadas. Após a sobreposição da "máscara" em cada imagem, o programa calculou a porcentagem das cores vermelhas e verde, as quais correspondiam aos colágenos maduro (Tipo I) e imaturo (Tipo III) do endomísio e perimísio, respectivamente.2020. Biondo-Simões ML, Zimmermann E, Daher TS, Borsato KS, de Noronha L. Effects of hormonal replacement therapy on colon anastomosis healing in rats. Acta Cir Bras. 2005;20(3):237-42. Os resultados foram expressos em porcentagem de colágeno maduro (I, vermelho) e colágeno imaturo (III, verde) e a soma de ambos foi equivalente a 100% (fig. 5).

Figura 5
Fotomicrografias de Lâminas com cortes histológicos transversais do músculo gastrocnêmio coradas com sirius red. A, imagem demonstra o corte transversal do músculo gastrocnêmio, corado com sirius red; seta branca mostra a área corada em vermelho, identificando o colágeno tipo I-maduro e o asterisco a área em verde, a qual corresponde ao colágeno tipo III-imaturo; B, imagem demonstra a fotomicrografia do corte transversal do músculo gastrocnêmio sobreposto pela "máscara". Os números representam os valores das áreas demarcadas nas cores vermelha e verde, identificadas pelo programa.

Análise dos resultados

Para avaliar a normalidade e a homoscedasticidade foram feitos os testes de Shapiro-Wilk e Levene, respectivamente. As comparações intergrupos e intragrupos foram feitas por meio da ANOVA one way post hoc Tukey unequal HSD para valores paramétricos e quando não paramétricos foi usado o teste de Kruskall-Wallis. Os valores foram considerados significativos quando p ≤ 0,05. O programa estatístico usado foi o Statistica 7.

Resultados

Peso corporal

Notou-se aumento significativo entre o peso corporal inicial e o final em todos os grupos. Em relação ao peso absoluto, o peso corporal final do GL foi maior do que o GLUSA; o GLUS foi maior do que o GLUSA e o GC foi maior do que o GLA e o GLUSA. Na diferença relativa, notou-se ganho significativo entre GL e GLA; GL e GLUSA; GLUS e GLA e GLUS e GLUSA (tabela 2).

Tabela 2
Efeitos do ultrassom e/ou alongamento no peso corporal dos ratos

Peso e comprimento muscular do gastrocnêmio

Não foi encontrada diferença estatisticamente significativa na comparação no peso e comprimento muscular entre MGD e o MGE e entre os grupos (fig. 6A e B).

Figura 6
Efeitos do ultrassom e/ou alongamento no peso e comprimento muscular, número e comprimento dos sarcômeros. A, peso muscular; B, comprimento muscular; C, número de sarcômeros em série; D, comprimento dos sarcômeros. ENSS, estimativa do número de sarcômeros em série; GL, grupo lesão; GLUS, grupo lesão + ultrassom; GLA, grupo lesão + alongamento; GLUSA, grupo lesão + ultrassom + alongamento; GC, grupo controle.

Estimativa do número de sarcômeros em série (ENSS)

Na comparação entre grupos notou-se aumento significativo entre GLUSA do lado direito em relação ao lado esquerdo. Na comparação intergrupos notou-se aumento significativo do ENSS do MGD entre os grupos: GLA e GLUS; GLUSA e GLUS e GLUSA e GC (fig. 6C).

Comprimento dos sarcômeros e área de secção transversa das fibras

Na comparação dos lados direito e esquerdo no GLA, foi detectado que o MGE apresentou comprimento dos sarcômeros maior do que o MGD. Na comparação intergrupos foi encontrado aumento do comprimento dos sarcômeros do MGD entre o GLUS e GLA (fig. 6D). Foi encontrada maior ASTFM do MGD do GL quando comparada com o GLA (fig. 7A).

Figura 7
Efeitos do ultrassom e/ou alongamento na ASTFM (A) e nas porcentagens da área dos colágenos I (maduro, Verm) e III (imaturo, Verde) (B). D, direito; E, esquerdo; Verm, vermelho; GL, grupo lesão; GLUS, grupo lesão + ultrassom; GLA, grupo lesão+ alongamento; GLUSA, grupo lesão + ultrassom + alongamento; GC, grupo controle; Verm D (coluna cinza escuro), colágeno tipo I do gastrocnêmio D; Verm E (coluna cinza), colágeno tipo I do gastrocnêmio E; Verde D (coluna branca), colágeno III do gastrocnêmio D; Verde E (coluna preta), colágeno III do gastrocnêmio E.

Análise dos colágenos I (maduro) e III (imaturo)

Não foi encontrada diferença estatisticamente significativa na comparação entre o MGD e o MGE, em cada grupo experimental (p > 0,05). Na análise intergrupos do MGD foi encontrado aumento significativo (p < 0,05) nas porcentagens dos colágenos maduro (I) GL e GLA (40 ± 12 vs. 24 ± 14%); GL e GC (40 ± 12 vs. 21 ± 9%); GLUS e GLA (37 ± 10 vs. 24 ± 14%); GLUS e GC (38 ± 10 vs. 21%) e GLUSA e GC (36 ± 12% vs. 21 ± 9% (fig. 7B).

Discussão

O alongamento manual passivo aumentou o número de sarcômeros em série e impediu o aumento do colágeno I em músculos submetidos a contusão. Contudo, o protocolo de ultrassom, independentemente da associação com o alongamento, não apresentou efeito antifibrótico nos músculos lesados.

Em relação ao peso corporal, todos os grupos apresentaram aumento quando se comparou o peso inicial com o final. O peso corporal final absoluto do GC foi maior do que o GLA e o GLUSA, bem como GL e GLUS tiveram seus pesos maiores do que o GLUSA. Portanto, os grupos submetidos a maior quantidade de estímulos (contusão, ultrassom e alongamento) podem ter apresentado interferência negativa no ganho absoluto de peso corporal, já que o GC apresentou o maior peso corporal final.

Não foram encontradas diferenças significativas em relação ao peso e comprimento muscular, talvez pelo curto período e pelo volume em que o protocolo de alongamento foi feito, isto é, de apenas duas semanas, dois minutos em cada sessão. No estudo de Coutinho et al.1919. Coutinho EL, Gomes AR, França CN, Oishi J, Salvini TF. Effect of passive stretching on the immobilized soleus muscle fiber morphology. Braz J Med Biol Res. 2004;37(12):1853-61. verificou-se aumento do comprimento muscular após 40 min de alongamento por três semanas. Portanto, o período de intervenção e o volume de alongamento contribuem para o crescimento muscular longitudinal. No entanto, a mensuração da área de secção transversa das fibras musculares e a contagem do número de sarcômeros em série são os métodos mais precisos para avaliar o trofismo muscular em paralelo e em série, respectivamente.2121. Gomes ARS, Coutinho EL, França CN, Polonio J, Salvini TF. Effect of one stretch a week applied to the immobilized soleus muscle on rat muscle fiber morphology. Biol Res. 2004;37:1473-80.

Em relação ao número de sarcômeros em série, o GLA apresentou maior número, demonstrando o efeito do alongamento na sarcomerogênese dos músculos lesados. Essa diferença também pode ter ocorrido devido à quantidade de estímulo, visto que no GLUS foram realizadas somente cinco aplicações de UST e no GLA foram 10 sessões de alongamento.1919. Coutinho EL, Gomes AR, França CN, Oishi J, Salvini TF. Effect of passive stretching on the immobilized soleus muscle fiber morphology. Braz J Med Biol Res. 2004;37(12):1853-61. A associação do UST com o alongamento (GLUSA) contribuiu para a adição de sarcômeros em série, quando comparado com o GLUS, monstrando novamente a sarcomerogênese estimulada pelo alongamento o qual também foi determinante para o incremento de sarcômeros em músculos lesados. Ainda, a confirmação desse desfecho foi evidenciada quando se verificou que o número de sarcômeros em série do GLUSA foi maior do que o GC. Assim, é a primeira vez que se verificou aumento no número de sarcômeros em série de músculos previamente submetidos a contusão. Isso sugere que a adaptação decorrente da associação do UST com o alongamento não foi apenas modificação na tensão passiva do comprimento da unidade musculotendínea, e sim foi suficiente para induzir adaptação morfológica muscular longitudinal.2222. Hoang PD, Herbert RD, Todd G, Gorman RB, Gandevia SC. Passive mechanical properties of human gastrocnemius muscle tendon units, muscle fascicles, and tendons in vivo. J Exp Biol. 2007;210 Pt 23:4159-68.

O comprimento dos sarcômeros do gastrocnêmio direito do GLA foi menor em relação ao MGE, bem como ao MGD do GLUS.Esses desfechos confirmam a sarcomerogênese encontrada no GLA, já que, segundo Koh,2323. Koh TJ. Do adaptations in serial sarcomere number occur with strength training. Hum Mov Sci. 1995;14:61-77. o músculo esquelético pode adicionar ou remover sarcômeros em série, para ajustar o comprimento ótimo dos sarcômeros no qual a força muscular máxima será produzida durante a contração. Dessa maneira, pode ter ocorrido esse mecanismo no GLA intragrupo e quando comparado com o GLUS, pois, enquanto se observou aumento do número de sarcômeros em série do GLA, verificou-se diminuição do comprimento dos sarcômeros desse grupo e o inverso foi identificado no GLUS.

Em relação à ASTFM verificou-se que a do GL foi maior do que a do GLA, porém não houve diferença com o grupo controle. Na análise do peso corporal destes grupos, o GL teve um aumento de 31%, enquanto o GLA de 19%, o que pode ter influenciado a ASTFM, apesar de não ter sido encontrado aumento no peso muscular. Neste estudo não se encontrou influência do ultrassom e do alongamento na ASTFM. O estudo de Market et al.66. Markert CD, Merrick MA, Kirby TE, Devor ST. Nonthermal ultrasound and exercise in skeletal muscle regeneration. Arch Phys Med Rehabil. 2005;86(7):1304-10. avaliou os efeitos do UST e o exercício de caminhada de baixa intensidade durante 20 min na esteira (velocidade de 14 m/min), durante quatro dias, iniciado 24 h após a lesão mecânica do gastrocnêmio, e também não se observou aumento na ASTFM. Coutinho et al.1919. Coutinho EL, Gomes AR, França CN, Oishi J, Salvini TF. Effect of passive stretching on the immobilized soleus muscle fiber morphology. Braz J Med Biol Res. 2004;37(12):1853-61. verificaram que o alongamento de 40 min proporcionou aumento da ASTFM no grupo imobilizado e alongado em comparação com o grupo somente imobilizado e concluíram que o alongamento pode evitar a atrofia muscular, é relevante sua aplicação em músculos imobilizados. Como o GL apresentou ASTFM maior do que GLA, o alongamento pode ter interferido na redução do edema e na regeneração do sarcolema, mas não foi suficiente para estimular o crescimento muscular radial (transversal), como reportado em outros estudos.2424. Goldspink DF, Cox VM, Smith SK, Eaves LA, Osbaldeston NJ, Lee DM, et al. Muscle growth in response to mechanical stimuli. Am J Physiol. 1995;268 2 (Pt 1):E288-97.and2525. Goldspink G. Changes in muscle mass and phenotype and the expression of autocrine and systemic growth factors by muscle in response to stretch and overload. J Anat. 1999;194 Pt 3:323-34. Porém, para elucidar melhor os mecanismos envolvidos nas modificações do trofismo muscular, sugerem-se estudos para analisar a ultraestrutura muscular e os genes regulatórios.

Os músculos lesionados e que não foram submetidos a intervenção (ultrassom e/ou alongamento) apresentaram aumento da porcentagem do colágeno tipo I, demonstrando o efeito fibrótico da contusão. Esse efeito também foi verificado quando se aplicou o ultrassom isolado e associado ao alongamento. Por outro lado, quando o alongamento foi feito isoladamente, a proliferação dos colágenos foi inferior quando comparada com a dos músculos submetidos somente ao US. Portanto, pode-se concluir que o alongamento apresentou efeito antifibrótico quando comparado com o ultrassom isolado ou associado.

Williams et al.2626. Williams PE. Use of intermittent stretch in the prevention of serial sarcomere loss in immobilised muscle. Ann Rheum Dis. 1990;49(5):316-7. afirmam que alongar diariamente o músculo encurtado por imobilização impede a deposição de tecido conjuntivo no tecido muscular. O estudo de Hwang et al.99. Hwang JH, Ra YJ, Lee KM, Lee JY, Ghil SH. Therapeutic effect of passive mobilization exercise on improvement of muscle regeneration and prevention of fibrosis after laceration injury of rat. Arch Phys Med Rehabil. 2006;87(1):20-6. corrobora esses resultados. Eles avaliaram os efeitos do alongamento em músculos lesionados e verificaram seu efeito antifibrótico. Esses autores indicaram que o alongamento deve ser iniciado no 14° dia após a lesão. Porém, no presente estudo o alongamento foi iniciado no 10° dia e, mesmo precocemente, verificamos efeito fibrinolítico. Jarvinen et al.2727. Järvinen TA, Järvinen TL, Kääriäinen M, Aärimaa V, Vaittinen S, Kalimo H, et al. Muscle injuries: optimising recovery. Best Pract Res Clin Rheumatol. 2007;21(2):317-31. sugeriram que o aumento de tecido conjuntivo intramuscular contribui para déficits funcionais, produção de força tênsil, rigidez e complacência muscular. Programas de alongamento podem contribuir para o aumento da extensibilidade muscular, devido à reorganização do tecido conjuntivo intramuscular.2828. Coutinho EL, DeLuca C, Salvini TF, Vidal BC. Bouts of passive stretching after immobilization of the rat soleus muscle increase collagen macromolecular organization and muscle fiber area. Connect Tissue Res. 2006;47(5):278-86.

O GLUS apresentou maior porcentagem de colágeno maduro em relação ao GLA e ao GC. O aumento da densidade de tecido conjuntivo associado à diminuição do número de sarcômeros, o qual foi encontrado no GLUS em relação ao GLA, é característica do músculo esquelético encurtado e com processo de fibrose.99. Hwang JH, Ra YJ, Lee KM, Lee JY, Ghil SH. Therapeutic effect of passive mobilization exercise on improvement of muscle regeneration and prevention of fibrosis after laceration injury of rat. Arch Phys Med Rehabil. 2006;87(1):20-6.,1919. Coutinho EL, Gomes AR, França CN, Oishi J, Salvini TF. Effect of passive stretching on the immobilized soleus muscle fiber morphology. Braz J Med Biol Res. 2004;37(12):1853-61.,2121. Gomes ARS, Coutinho EL, França CN, Polonio J, Salvini TF. Effect of one stretch a week applied to the immobilized soleus muscle on rat muscle fiber morphology. Biol Res. 2004;37:1473-80.and2626. Williams PE. Use of intermittent stretch in the prevention of serial sarcomere loss in immobilised muscle. Ann Rheum Dis. 1990;49(5):316-7. Isso permite concluir que o ultrassom usado isoladamente somente por cinco dias não apresentou efeito fibrinolítico. Rantanen et al.2929. Rantanen J, Thorsson O, Wollmer P, Hurme T, Kalimo H. Effects of therapeutic ultrasound on the regeneration of skeletal myofibers after experimental muscle injury. Am J Sports Med. 1999;27(1):54-9. usaram o UST de 3 MHz pulsado a 20%, intensidade de 1,5 W/cm2, técnica estacionária por 6 min, um grupo iniciou a aplicação após 72 h da lesão e outro após 6 h. Os autores verificaram aumento da produção de fibroblastos após contusão muscular de ratos nos grupos que foram submetidos a no mínimo cinco sessões de UST pulsado. Piedade et al.77. Piedade MC, Galhardo MS, Battlehner CN, Ferreira MA, Caldini EG, de Toledo OM. Effect of ultrasound therapy on the repair of gastrocnemius muscle injury in rats. Ultrasonics. 2008;48(5):403-11. iniciaram a aplicação diária de UST de 1 MHz, pulsado a 50%, intensidade 0,57 W/cm2, durante 5 min pela técnica de deslizamento e observaram o aparecimento precoce de fibras de colágeno tipo I aos quatro dias de lesão do músculo gastrocnêmio em ratos, com melhor arranjo estrutural e melhor alinhamento dos miotubos em formação no grupo tratado com UST. Esses autores sugeriram que o UST pode estimular precocemente a agregação desse tipo de colágeno.

Apesar de termos encontrado aumento da porcentagem do colágeno I (maduro), não foi avaliado o arranjo, isto é, a orientação das fibras colágenas. Dessa forma, não se pode predizer que esse aumento de colágeno I pode gerar déficits funcionais. Portanto, recomenda-se para futuros estudos a investigação com microscopia de polarização para análise da birrefringência do tecido conjuntivo intramuscular2828. Coutinho EL, DeLuca C, Salvini TF, Vidal BC. Bouts of passive stretching after immobilization of the rat soleus muscle increase collagen macromolecular organization and muscle fiber area. Connect Tissue Res. 2006;47(5):278-86. e da amplitude de movimento articular.

Os desfechos do presente estudo indicam perspectivas clínicas importantes, demonstram que o protocolo de alongamento passivo, feito após 10 dias da contusão muscular, induziu sarcomerogênese e apresentou efeito antifibrótico, indicando possível melhora da extensibilidade muscular esquelética. Assim, respeitando as limitações para extrapolações diretas em seres humanos, pode-se hipotetizar que o exercício de alongamento poderia ser prescrito durante o tratamento de músculos lesados por contusão.

Limitações do estudo

Esse estudo limita-se pelo uso do modelo animal, já que apresenta baixo nível de evidência científica. Portanto, sugerem-se ensaios clínicos controlados e randomizados, para verificação dos efeitos do ultrassom associado ou não ao alongamento, em músculo esquelético lesado de seres humanos. Além disso, sugere-se para estudos futuros microscopia eletrônica para avaliar o comprimento dos sarcômeros. Ainda recomendam-se análises com técnicas de biologia molecular para investigar os genes envolvidos nos processos de reparo e trofismo do músculo esquelético, especialmente decorrentes da aplicação das duas modalidades terapêuticas, o ultrassom e o alongamento. Ensaios biomecânicos para análise da tensão da unidade músculo tendínea também são importantes para elucidar as propriedades viscoelásticas em resposta ao ultrassom e/ou alongamento.

Conclusão

O protocolo de alongamento passivo induziu a sarcomerogênese em músculos submetidos a contusão. Ainda, o alongamento isoladamente apresentou efeito antifibrótico, enquanto que o ultrassom, independentemente da associação com o alongamento, não foi suficiente para impedir o aumento do colágenos I nos músculos lesados.

Agradecimentos

À Universidade Federal do Paraná; ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, Processo 474303/2011-0 e Processo 308696/2012-3); à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC/PR) e à Unibrasil.

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  • Trabalho desenvolvido no Centro Universitário (UniBrasil), na Pontifícia Universidade Católica do Paraná e na Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR, Brasil.

Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    Nov-Dec 2016

Histórico

  • Recebido
    20 Jul 2015
  • Aceito
    07 Jan 2016
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