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Brazilian Journal of Physical Therapy

Print version ISSN 1413-3555

Rev. bras. fisioter. vol.16 no.3 São Carlos May/June 2012 Epub June 14, 2012

http://dx.doi.org/10.1590/S1413-35552012005000027 

ARTIGO DE REVISÃO

 

Efeitos da eletroestimulação e do alongamento muscular sobre a adaptação do músculo desnervado - implicações para a fisioterapia

 

 

Tania F. Salvini; João L. Q. Durigan; Sabrina M. Peviani; Thiago L. Russo

Laboratório de Plasticidade Muscular, Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), São Carlos, SP, Brasil

Correspondência

 

 


RESUMO

CONTEXTUALIZAÇÃO: Esta revisão abordará os principais mecanismos celulares envolvidos na redução e aumento da síntese de mioproteínas comumente associadas às situações de atrofia e hipertrofia muscular, respectivamente.
OBJETIVO: Analisaremos os efeitos da estimulação elétrica (EE) e do exercício de alongamento sobre as vias moleculares envolvidas na atrofia e hipertrofia muscular. Serão descritos os principais efeitos e os limites desses recursos no músculo esquelético, particularmente sobre o músculo desnervado.
DISCUSSÃO: Recentemente, nossos estudos mostraram que a EE, aplicada de modo semelhante ao realizado na prática clínica, é capaz de amenizar o aumento da expressão de genes envolvidos na atrofia muscular. Entretanto, a EE não foi efetiva para deter a perda de massa muscular decorrente da desnervação. Em relação ao alongamento, seus mecanismos de ação sobre o músculo desnervado não são totalmente conhecidos, e os trabalhos nessa área são escassos. Estudos do nosso laboratório identificaram que o alongamento aumentou o remodelamento da matriz extracelular e diminuiu a expressão de genes relacionados à atrofia no músculo desnervado. Porém, também não foi suficiente para impedir a atrofia muscular após a desnervação.
CONCLUSÕES: Apesar do uso da EE e do alongamento muscular na prática clínica, com objetivo de minimizar a atrofia do músculo desnervado, ainda há carência de informações científicas que justifiquem a eficácia desses recursos para prevenir a atrofia no músculo desnervado.

Palavras-chave: reabilitação; estimulação elétrica; lesão nervosa periférica; atrofia muscular; alongamento.


 

 

Vias de atrofia e hipertrofia muscular

A capacidade de adaptação do tecido muscular é também denominada plasticidade muscular. Essas adaptações podem ocorrer em várias situações, como na atividade física e no desuso muscular, alongamento, lesão e regeneração, doenças neuromusculares, entre outras. Os mecanismos envolvidos nessa adaptação devem ser conhecidos pelos fisioterapeutas, pois contribuem para embasar cientificamente sua prática clínica.

Atrofia muscular

A atrofia muscular é caracterizada pela diminuição do conteúdo proteico, organelas, citoplasma, do diâmetro da fibra, da produção de força muscular e da resistência à fadiga1-3. Os principais fatores que causam a atrofia muscular são: desnervação, lesão musculoesquelética, imobilização articular, lesões ligamentares e articulares, inflamação articular, repouso prolongado em leito, tratamento por glicocorticoide, septicemia, câncer e o envelhecimento1,4,5.

A atrofia inicia-se com a redução da tensão muscular, o que irá refletir tanto na redução da síntese quanto no aumento da degradação proteica6. Há quatro sistemas de degradação proteolíticos envolvidos na atrofia muscular: sistema de proteases lisossomais (catepsinas), de sinalização das calpaínas dependentes de cálcio, de sinalização das caspases e o sistema ubiquitina-proteassoma1,3,6,7. O sistema de proteases lisossomais possui um papel fundamental na degradação de proteínas de membranas, incluindo receptores, ligantes, canais e transportadores (para revisão, ver Mayer8). O sistema calpaína (proteases cisteínas dependentes de Ca2+) atua conjuntamente com o ubiquitina-proteossoma para a degradação de miofibrilas intactas9,10. Esse sistema atua na clivagem de proteínas do sarcômero (como a titina, proteína que mantém o alinhamento do sarcômero), que permite a liberação das miofibrilas para serem ubiquitinadas e, consequentemente, degradadas no proteassoma6. As caspases também possuem papel na degradação do complexo actina-miosina, sugerindo uma função similar das calpaínas, tornando as mioproteínas disponíveis para a degradação pelo sistema ubiquitina-proteossoma6. Além disso, as caspases também estão envolvidas na apoptose de mionúcleos, as quais podem ser induzidas por alterações na dinâmica do retículo sarcoplasmático, por receptores específicos de apoptose e por alterações na função mitocondrial11.

O sistema ubiquitina-proteassoma é a principal via de degradação de proteínas nas células eucariotas e também é o mais importante na proteólise muscular1,7,12,13. A ubiquitinação, processo de conjugação da proteína a ser degradada, consiste numa modificação pós-traducional reversível que forma uma ligação isopeptídica entre a ubiquitina e a proteína-substrato e envolve pelo menos a ação de três classes de enzimas. Nesse processo, a classe E3 é a responsável pela especificidade da ubiquitinação, sendo capaz de reconhecer e marcar um conjunto de substratos para a degradação13.

As principais E3 descritas são atrogina-1, também conhecida como MAFbx, e membros da família MuRF1 (Muscle RING Finger 1). A atrogina-1 está envolvida em processos como a septicemia, caquexia, diabetes mellitus, uremia, privação de alimento, imobilização e desnervação1,3,7. MuRF1 está associado à ubiquitinização dos componentes miofibrilares, como a titina, cadeia pesada e leve de miosina e proteína C miosina-ligante4,10, bem como ao desalinhamento e degradação de proteínas miofibrilares10. A atrogina-1 e o MuRF1 são expressos seletivamente no tecido muscular (cardíaco e esquelético) de humanos e outros animais em situações que envolvem a atrofia muscular3,4.

Há um programa gênico comum envolvido na proteólise muscular, independente da sua etiologia, porém as vias de sinalização que modulam esse sistema são distintas1,3,14. Está bem estabelecido que os níveis séricos das citocinas pró-inflamatórias, particularmente a IL-1 e TNF-α estão elevados em pacientes caquéticos, contribuindo para a atrofia muscular1-3, enquanto o estresse oxidativo também é um importante indutor da atrofia muscular, tanto no desuso quanto na caquexia muscular14.

Hipertrofia muscular

A hipertrofia muscular é definida pelo aumento do conteúdo proteico, organelas, citoplasma e do diâmetro da fibra muscular15, resultando em modificações funcionais, como o aumento da força muscular. As células satélites, ou células progenitoras miogênicas, exercem um papel de extrema importância nesse processo, e vários fatores podem modular a sua ativação/diferenciação16. Destaca-se o papel dos fatores regulatórios miogênicos (MRFs), capazes de promover a proliferação e diferenciação do músculo esquelético durante a miogênese, bem como seus processos adaptativos no músculo adulto17, e assim modular a divisão das células satélites e incorporação dessas células às fibras pré-existentes ou à formação de novas fibras na hipertrofia muscular18. Fazem parte desses MRF's: MyoD (ou Myf-3), Myf-5, miogenina (ou Myf-1) e MRF-4 ou Myf-6/herculina17.

O IGF-I (fator de crescimento semelhante à insulina do tipo I) é descrito como um dos principais fatores moleculares envolvidos na hipertrofia do músculo esquelético (Figura 1). A sua interação com o receptor de membrana muscular (IGF-1R) ativa a via IGF/PI3K/Akt, que promove o aumento da síntese de proteínas com ação direta nos mionúcleos, bem como por meio da ativação, proliferação e fusão das células satélites19-21. Uma revisão recente de Scicchitano, Rizzuto e Musarò22 mostrou o complexo de transcrição e processamento de RNA do IGF-1 e as dificuldades na identificação dos fatores envolvidos na hipetrofia muscular.

 

 

Nesse contexto, foram identificadas em roedores seis sequências responsáveis por codificar diferentes tipos de IGF-1 no organismo. Essas sequências codificantes são chamadas de éxons e são separadas por sequências não-codificantes, chamadas de íntrons. De acordo com a transcrição do gene IGF-1, várias isoformas podem ser produzidas. Por exemplo, os transcritos que se iniciam no éxon 2, predominam no fígado e são altamente responsivos ao hormônio de crescimento (GH), sendo seu maior efetor endócrino. Já aqueles que se iniciam no éxon 1 são altamente expressos em todos os tecidos do organismo e são menos afetados pelos níveis circulantes de GH, possivelmente desenvolvendo funções autócrinas ou parácrinas22.

Além disso, outro fator complicador no entendimento dos tipos e funções de IGF-1 produzidos relaciona-se ao processamento do RNA (splicing), ou seja, à união de segmentos diferentes de sequências codificantes (exons) e à remoção de não-codificantes (íntrons) do RNA. Nesse sentido, duas variações já foram bem documentadas em roedores, a Eb, mais abundante no fígado, e a Ea, presente em todos os tecidos22. Essa forma Eb (IGF-1Eb) também está presente no músculo esquelético e pode ser regulada pelo alongamento, tendo sido chamada de fator de crescimento mecânico ou MGF23. Contudo, avanços técnicos ainda são necessários para a descrição detalhada do MGF.

A partir dessas informações, entende-se que o IGF-1 pode agir como um hormônio circulante ou como um fator de crescimento local. Essencialmente, sua função será dependente do tecido onde é expresso e do tipo de IGF-1 produzido. Por exemplo, o aumento da expressão da isoforma cardíaca de IGF-1 previne a ativação da morte celular no miocárdio após infarto. Entretanto, o aumento da expressão de outra isoforma, que não a cardíaca, induz uma hipertrofia progressiva mal-adaptada. Tais evidências mostram a necessidade de se entender a ação autócrina e parácrina dessas isoformas locais de IGF-124,25.

Um importante estudo mostrou que o aumento da expressão da isoforma muscular local de IGF-1 ou mIGF-1 é capaz de induzir hipertrofia muscular com aumento de força em camundongos transgênicos e minimizar a sarcopenia em animais por manter a capacidade regenerativa desses músculos via a estimulação de células satélites e o recrutamento de células embrionárias circulantes19. Tal evidência indica que mIGF-1 é capaz de promover a qualidade do ambiente celular, garantindo a maior eficiência do processo regenerativo muscular, sendo uma potente estratégia para combater a sarcopenia.

De forma interessante, quando as vias da atrofia muscular estiverem ativadas, a sinalização mediada pelo IGF-1 estará reduzida, fato que diminui a sinalização da Akt e permite a FOXO transcrever os genes de atrofia muscular (Figura 1). Dessa forma, há uma inter-relação entre as vias de hipertrofia e atrofia muscular, modulando a transcrição gênica envolvida na adaptação muscular em resposta ao aumento da demanda de trabalho ou ao desuso no sistema musculoesquelético1,3,7.

Outro fator também identificado como regulador negativo do crescimento musculoesquelético é a miostatina, membro da superfamília do fator transformante do crescimento β (TGF-β)26. A miostatina inibe a expressão de fatores regulatórios miogênicos e está relacionada com a ativação das células satélites. Animais que não expressam a miostatina apresentaram aumento no número e proliferação de células satélites nas fibras musculares, com resultado final de maior massa muscular27. Destaca-se que animais mutantes para a miostatina (que não expressavam essa proteína) apresentam hipertrofia e hiperplasia muscular, como no caso do boi Belgian Blue26.

É importante destacar que, com o avanço da biologia molecular, vários mecanismos relacionados com a atrofia e hipertrofia muscular foram elucidados, sendo que a intervenção farmacológica/genética tem sido proposta para minimizar os efeitos adversos do desuso muscular e em situações de doenças neuromusculares. Em modelo experimental de esclerose lateral amiotrófica, demonstrou-se que a expressão do IGF-1 muscular é crucial, pois promove um efeito protetor tanto para os músculos quanto para os motoneurônios, sendo um forte candidato no tratamento dessa enfermidade28. Em camundongos com distrofia muscular de Duchenne, a inibição da miostatina demonstra um potencial terapêutico para o aumento da massa muscular, regeneração do músculo e redução da fibrose, porém essa estratégia terá de ser associada à terapia gênica no intuito de agregar a melhora da regeneração das fibras musculares com a função muscular29.

Interessantemente, os recursos físicos utilizados rotineiramente na prática clínica da fisioterapia também são capazes de atuar diretamente sobre as vias moleculares da atrofia e hipertrofia muscular. Na sequência, serão abordados os efeitos de dois recursos amplamente utilizados na fisioterapia, a estimulação elétrica (EE) e o alongamento muscular no tratamento do músculo desnervado.

 

O uso da estimulação elétrica (EE) na fisioterapia

Amplamente utilizada e difundida pelos fisioterapeutas, a EE apresenta inúmeras indicações, dentre elas, a indução de reparo tecidual30, a analgesia31, o eletrodiagnóstico32, o treino de função em hemiparéticos33 e de força muscular em indivíduos saudáveis e hemiparéticos34,35. Há polêmica sobre o uso da EE no tratamento das mais diversas afecções, e mais estudos controlados são necessários para caracterizar os efeitos desse recurso, bem como a identificação de parâmetros de estimulação mais eficientes e seguros.

A estimulação elétrica e a adaptação muscular

A EE vem sendo indicada como importante ferramenta na reabilitação de indivíduos pós-lesões neurológicas, como o acidente vascular encefálico (AVE). Dentre elas, a estimulação elétrica funcional (do inglês Functional Electrical Stimulation - FES) vem sendo amplamente estudada com bons resultados (para revisão, ver Sheffler e Chae34). Lindquist et al.33 observaram que a FES facilitou a dorsiflexão do tornozelo durante o treino de marcha em esteira com suporte parcial de peso em indivíduos hemiparéticos crônicos. Outro estudo investigou o efeito da FES sobre a função e a amplitude de movimento do membro superior de indivíduos hemiparéticos e relata melhora significativa da função e prevenção de subluxações do ombro relacionadas ao uso da FES apenas quando iniciada no primeiro mês pós-AVE. Pacientes crônicos (períodos superiores a um ano de AVE) não se beneficiaram com o tratamento36.

Além dos relevantes achados no uso da FES na reabilitação neurológica, a EE vem sendo também usada em indivíduos saudáveis com o objetivo de potencializar o ganho de força durante o treinamento resistido. No entanto, o tema ainda permanece controverso. Um estudo de Avila, Brasileiro e Salvini35, que investigou o efeito de um programa de EE (corrente russa, frequência de 2500 Hz, 50 bursts/s, duração de pulso de 200 µs) associado ao treinamento isocinético para os extensores do joelho (três séries de dez repetições a 30º/s, duas vezes por semana, por quatro semanas) em sujeitos jovens sadios, mostrou que a EE não potencializou os resultados do treino nesses indivíduos.

Por outro lado, uma recente revisão sistemática (ver Filipovic et al.37) mostrou que a escolha dos parâmetros elétricos e o regime de estimulação são fundamentais para a obtenção de resultados satisfatórios no ganho de força. Os autores mostraram que ganhos significativos estão relacionados com estimulações com intensidades superiores ou iguais a 50% da contração voluntária máxima do indivíduo. Além disso, valores de frequência superiores a 60 Hz, duração de pulso entre 200 e 400 µs e ciclo de trabalho entre 20 a 25%, são importantes para otimizar os resultados. Finalmente, os regimes de estimulação devem considerar, em média, quatro semanas de treinamento, com três sessões por semana de 17 minutos cada e 6 segundos de contração. Apesar disso, os autores relatam ainda que a motivação e a percepção de dor do indivíduo são fatores que devem ser considerados, pois afetam a capacidade de suportar intensidades de estimulação mais elevadas, interferindo nos resultados do treinamento.

A EE parece ter efeitos positivos sobre a força muscular em situações em que haja uma alteração da resposta motora, como após as reconstruções do ligamento cruzado anterior (LCA) do joelho (para revisão, ver Kim et al.38). Nessa lesão, o músculo quadríceps sofre uma inibição muscular artrogênica, e aferências anormais oriundas da articulação podem alterar a excitabilidade de vias reflexas espinhais, diminuindo a ativação muscular do quadríceps ao inibir os motoneurônios alfa. Nesse sentido, a EE tem sido indicada para ajudar a restaurar a força do músculo quadríceps pela facilitação e aumento do recrutamento das suas unidades motoras. Apesar da grande variação de parâmetros elétricos utilizados na literatura, sugere-se que o uso da EE associada ao exercício físico resulta em ganhos na força do músculo quadríceps e tem sido recomendado na reabilitação após a reconstrução do LCA38.

A estimulação elétrica e o tratamento do músculo desnervado

O uso da EE no músculo desnervado há décadas tem sido objeto de controvérsias. De maneira geral, um conjunto de estudos preconiza que a EE seria capaz de manter a força e a massa muscular até que a reinervação ocorra, enquanto outros estudos mostram que a EE pode atrasar a recuperação neuromuscular, inibindo a reinervação e, por isso, não deveria ser utilizada no tratamento do músculo desnervado.

Uma série de estudos do nosso laboratório e de colaboradores tem investigado os efeitos da EE sobre a adaptação do músculo desnervado em modelos animais32,39-43. O uso de modelo animal possibilita um maior controle sobre as variáveis e evita questões éticas importantes envolvidas nesse tipo de estudo em humanos. Observamos que a EE, aplicada de modo semelhante ao realizado na prática clínica, isto é, considerando as modificações de excitabilidade muscular decorrentes da desnervação, usando eletrodos de superfície e realizando a estimulação em sessões de tratamento, é capaz de amenizar a expressão de genes da atrofia, como a atrogina-139 e MuRF-141, de controle negativo de massa, como a miostatina41, e de transcrição e hipertrofia, como o MyoD39,41. Contudo, a redução da expressão desses genes não foi suficiente para proteger a massa muscular, isto é, a EE não foi capaz de deter a perda de massa muscular decorrente da desnervação39,41. Esses experimentos utilizaram uma corrente elétrica monopolar exponencial com duração de pulso igual a duas vezes o valor de cronaxia, sendo a estimulação realizada em dias alternados39,40 ou diariamente41,42.

Um aspecto importante a ser observado por pesquisadores e terapeutas ao avaliarem os efeitos da EE sobre o músculo desnervado é considerar, além da eficácia do tratamento sobre a atrofia muscular, a segurança do estímulo elétrico sobre o processo de reinervação. Investigar se a EE afeta fatores envolvidos na reinervação das fibras musculares desnervadas é fundamental para a indicação segura desse recurso terapêutico. Recentemente, demonstrou-se que o uso da EE na fase inicial pós-lesão nervosa por esmagamento em ratos foi prejudicial, levando a um atraso da recuperação funcional, hipoexcitabilidade muscular e uma atrofia muscular acentuada43. Outro estudo que aplicou EE diretamente sobre o nervo esmagado de camundongos também observou sinais de atraso do processo de regeneração nervosa, como edema, menor organização da citoarquitetura axonal e menor número de fibras mielinizadas44. Finalmente, estudos em humanos com o uso da EE no músculo com desnervação crônica também não evidenciaram efeito protetor sobre a massa muscular e nenhuma recuperação funcional45.

Embora permaneça a polêmica sobre o uso da EE no tratamento do músculo desnervado, alguns estudos que utilizaram modelo animal demonstraram que os parâmetros elétricos bem como a forma de estimulação são fundamentais. Parece que há alguns fatores-chave na preservação da massa e força muscular, como o número de contrações diárias e a distribuição dessas contrações ao longo do dia. Um estudo muito interessante de Dow et al.46 mostrou que 200 contrações diárias são efetivas para impedir a perda de massa e força em músculos desnervados. No entanto, esse efeito ocorre apenas se o intervalo entre as contrações musculares, induzidas eletricamente, não for superior a oito horas47. É necessário destacar que, neste estudo, tais efeitos foram obtidos em músculos de ratos, usando eletrodos implantados, e em músculos de contração rápida, como o extensor longo dos dedos. Estudos similares em humanos seriam necessários para avaliar se esse protocolo de EE também teria eficácia para manter a massa muscular. Além disso, nesse protocolo de EE, a implantação dos eletrodos foi obtida por método invasivo, que também não é usual em humanos.

Estudos futuros deverão considerar as seguintes premissas: verificar a eficácia da EE sobre a massa e a força muscular; averiguar a sua segurança ao estudar fatores de reinervação muscular, excitabilidade e principalmente a função muscular; considerar parâmetros de estimulação que tenham mostrado algum efeito protetor sobre músculos desnervados; avaliar seus efeitos em diferentes tipos de músculos (lentos e rápidos) e, principalmente, usar técnicas de estimulação semelhantes às utilizadas na prática clínica. Os achados apresentados aqui reforçam o fato de que a EE, como usada por fisioterapeutas para o tratamento de músculos desnervados, ainda é controversa e não tem se mostrado efetiva para evitar a atrofia muscular após a desnervação.

 

O alongamento como recurso terapêutico

O alongamento muscular é uma técnica amplamente utilizada para aumentar a amplitude de movimento (ADM) tanto em indivíduos saudáveis como na reabilitação. Em modelos animais, tem-se observado que o exercício de alongamento pode prevenir a proliferação de tecido conjuntivo, a perda de sarcômeros em série e a atrofia muscular48,49. Em humanos, tem-se observado que a realização de exercícios de alongamento aumenta a ADM, diminui a rigidez passiva da unidade musculotendínea e na atividade reflexa tônica, sugerindo aumento no comprimento e na extensibilidade musculares50-52. As adaptações musculoesqueléticas relacionadas ao exercício de alongamento dependem da intensidade, duração e frequência com que o alongamento é realizado, gerando respostas elásticas e plásticas dessas estruturas, influenciando assim a flexibilidade e a geração de força muscular total50-52.

Na década de 70, foram desenvolvidos importantes estudos que utilizaram modelos animais para investigar o efeito do alongamento na plasticidade do músculo esquelético, os quais mostraram que as fibras musculares se adaptam ao alongamento pela adição de novos sarcômeros em série em suas extremidades, sem alterar a quantidade de tecido conjuntivo53,54. Embora esses estudos contribuam para o entendimento da adaptação muscular frente ao alongamento, a imobilização em alongamento não é normalmente utilizada em humanos, onde as imobilizações são realizadas com as articulações em posição funcional. Por outro lado, curtos períodos de alongamento muscular (de 30 segundos a 1 minuto) têm sido recomendados para o tratamento de músculos encurtados devido à sua eficácia no ganho de ADM e flexibilidade51,52,55.

Os resultados científicos observados até o momento indicam que o alongamento é capaz de promover o aumento da síntese proteica56,57. Como o mecanismo de hipertrofia envolve aumento da síntese e acúmulo de proteínas, um aumento na expressão de genes musculoespecíficos é necessário. É interessante observar como o estímulo mecânico do alongamento atinge a fibra muscular, e esse sinal é traduzido para o interior da célula, processo conhecido como mecanotransdução, como demonstrado na Figura 2. O estímulo de tensão é inicialmente transmitido aos componentes da matriz extracelular (MEC), composta principalmente por colágenos e glicoproteínas, que envolvem as fibras musculares; essas, por sua vez, possuem proteínas em sua membrana, denominadas integrinas, capazes de detectar o estímulo mecânico e então transmitir o sinal para dentro da fibra, ativando uma série de proteínas que atingem o núcleo e alteram a transcrição de genes musculoespecíficos, que posteriormente regulam a tradução de proteínas no citoplasma58. É dessa forma que um estímulo mecânico causa uma série de alterações intracelulares, como o aumento da síntese proteica e, consequentemente, da força muscular e da amplitude articular.

Uma série de estudos do nosso laboratório tem investigado o efeito do alongamento na adaptação muscular em modelos animais, uma vez que há limitação metodológica para realizar esse tipo de ensaio. Observou-se que curtos períodos de alongamento passivo (dez alongamentos de 1 minuto com 30 segundos de intervalo entre as repetições), mimetizando protocolos recomendados para reabilitação e atividades esportivas, foram eficientes para alterar a expressão de três genes relacionados à hipertrofia (MyoD), à atrofia (atrogina-1) e ao controle da massa muscular (miostatina), tanto após uma única sessão de alongamento passivo como após sete sessões de alongamento59. Por outro lado, o alongamento passivo mantido por 30 minutos consecutivos alterou apenas a MyoD e a atrogina-148. Foi interessante observar que os protocolos de alongamentos utilizados não causaram lesões nas fibras musculares. Nossos resultados indicam que o remodelamento muscular promovido pelo alongamento passivo envolve a ativação de diferentes vias de sinalização (hipertrofia e atrofia). Futuros estudos que caracterizem essas vias, bem como possíveis alterações na função desses músculos, contribuirão para entendermos melhor as adaptações musculares associadas ao alongamento.

Outro aspecto relevante na avaliação do músculo esquelético submetido ao alongamento seria verificar o remodelamento do tecido conjuntivo, por exemplo, pela atividade de metaloproteases de matriz (MMPs), pois estão envolvidas na degradação dos componentes da MEC e contribuem para o seu remodelamento (para revisão, Carmeli et al.60). No entanto, observamos em modelo animal que sessões de alongamento passivo (dez alongamentos de 1 minuto com 30 segundos de intervalo entre as repetições) não alteram a atividade nem a expressão gênica das MMP-2 e -9, indicando que esse tipo de alongamento não parece eficaz para remodelar a MEC por essa via61. Estudos futuros seriam necessários com objetivo de investigar o efeito de um maior número de sessões, bem como tipos de alongamento sobre o conteúdo e a qualidade de diferentes tipos de colágeno muscular, além do envolvimento de outras vias, além das MMPs, envolvidas no remodelamento da MEC.

Por outro lado, esse mesmo tipo de alongamento passivo, quando realizado diariamente no músculo após imobilização articular por três semanas, induziu uma reorganização molecular das bandas de colágeno, sugerindo assim o remodelamento do tecido conjuntivo49. Apesar das diferenças metodológicas entre os estudos, parece que o fator imobilização foi crucial na desorganização da MEC e que o alongamento teve um efeito favorável no seu remodelamento, sugerindo uma melhora na transmissão de força e interação do músculo com o tecido conjuntivo.

O alongamento no tratamento do músculo desnervado

Uma questão terapêutica importante é se exercícios de alongamento podem beneficiar o músculo desnervado. Diante das adaptações musculares decorrentes da desnervação, o maior desafio para a reabilitação é conseguir intervir impedindo ou amenizando a atrofia muscular, ou até que o músculo possa ser reinervado. O alongamento muscular tem sido utilizado no músculo desnervado com objetivo de induzir estímulo mecânico muscular e manter a ADM e impedir deformidades articulares.

Os mecanismos de ação do alongamento sobre o músculo desnervado não são ainda totalmente conhecidos, e os trabalhos nessa área são escassos, particularmente pela dificuldade em realizar estudos em seres humanos. Nesse sentido, estudos em modelo animal têm permitido entender um pouco mais o papel do alongamento no músculo desnervado. Um estudo muito interessante mostrou que a adaptação do músculo ao comprimento, que ocorre pela adição ou remoção de sarcômeros em série, independe da atividade neural50 e pode estimular a síntese proteica e amenizar a atrofia. Portanto, o alongamento poderia ser um recurso no tratamento do músculo desnervado.

Poucos estudos avaliaram os efeitos do alongamento em músculo desnervado. Loughna e Morgan62 observaram que o alongamento por imobilização em dorsiflexão durante cinco dias minimizou os efeitos da desnervação sobre a expressão gênica da miosina de cadeia pesada (MHC) I e II dos músculos sóleo e gastrocnêmio. Esse trabalho sugere que o alongamento pode modular a expressão da MHC independente da inervação e destaca a importância da "tensão" gerada pelo alongamento em regular a expressão dessas proteínas contráteis. Outro estudo também revelou que o alongamento do músculo sóleo desnervado, realizado 40 minutos por dia (seis vezes/semana, quatro semanas), preveniu a atrofia das fibras do tipo I e a conversão de fibras de I para II nas duas primeiras semanas após a desnervação63.

Na tentativa de investigar o efeito de um período de alongamento (12 minutos) no tratamento do músculo desnervado durante a primeira semana pós-desnervação, recentes estudos do nosso laboratório identificaram um aumentou da atividade e da expressão gênica da MMP-2 no músculo desnervado, sugerindo assim um papel no remodelamento da MEC42 e uma diminuição do acúmulo da expressão de genes relacionados a atrofia muscular, como a atrogina-1, MuRF-1 e miostatina41. Contudo, esse estímulo não foi suficiente para impedir a atrofia da fibra muscular após a desnervação. Esses resultados indicam que o período de alongamento parece ser fundamental no tratamento do músculo desnervado, uma vez que maiores períodos de alongamento, como 40 minutos por dia, conforme realizado por Sakakima e Yoshida63, foram efetivos para prevenir a atrofia nos primeiros 15 dias após desnervação.

Outra questão importante está relacionada com o número de sessões diárias de alongamento. Na EE, os melhores resultados no controle da atrofia do músculo desnervado foram obtidos quando as sessões foram distribuídas ao longo do dia (quatro sessões diárias, com intervalo de 8 horas)46. Desse modo, futuros estudos seriam necessários para avaliar se a aplicação de alongamentos distribuídos ao longo do dia poderia minimizar ou impedir a atrofia muscular pós-desnervação.

De maneira geral, os estudos que utilizam o modelo de alongamento no músculo desnervado sugerem um efeito sobre o remodelamento muscular e sobre a MEC nas primeiras semanas após desnervação. Contudo, há também escassez de estudos que avaliam o efeito do alongamento após longos períodos de desnervação, quando a atrofia já foi instalada.

 

Conclusões

Apesar do uso da EE e do alongamento muscular na prática clínica com objetivo de minimizar a atrofia do músculo desnervado, ainda há carência de informações científicas que justifiquem a eficácia desses recursos para prevenir a atrofia no músculo desnervado.

 

Agradecimentos

Este estudo obteve auxílio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), São Paulo, SP, Brasil (Processos: 2007/07475-3 e 2007/03160-8) e bolsas de pós-doutorado da FAPESP (processo n°. 2008/09408-4) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoa de Nível Superior (CAPES), Brasilia, DF, Brasil (processo n° 23038.039396/2008-19).

 

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Correspondência:
Tania de Fátima Salvini
Rodovia Washington Luís, Km 235
CEP 13565-905, São Carlos, SP, Brasil
E-mail: tania@ufscar.br

Recebido: 17/10/2011
Revisado: 12/12/2011
Aceito: 15/01/2012