Análise funcional dos estabilizadores patelares

Resumos

The vastus medialis obliquus muscle (VMO) performs an important role in the medial patellar stability . However , the recruitment of the lateral components, the vastus lateralis longus (VLL) and vastus laterallis oblique (VLO) is not established. The main purpose of this work was to investigate the electromyographic (EMG) activity of the VMO, VLL and VLO muscles of twenty one health volunteers (X= 23,3 ± DP 2,9), 10 female and eleven males, without clinical pain symptoms or osteomioarticular injuries EMG NICOLET VIKING II was used with eight channels (NICOLET Biomedical Instruments, and bipolar electrodes surface in order to record the electrical activity of VMO, VLL and VLO muscles during a isometric knee extension at 15º and 90º. The EMG data were normalized by maximum voluntary contraction (MIVC) of the knee flexion at 50º has shown that the VLL and VLO muscles demonstrated significant difference in recruitment pattern and they can be considered physiologically distinct. The VMO and VLO muscles performed synchronic and reciprocal role in the patellar stability and the VMO muscle performed higher activity compared with the VLL muscle in isometric knee extension at 90º.

Knee; Muscle; Electromyography

ARTIGO ORIGINAL

Análise funcional dos estabilizadores patelares

Débora Bevilaqua Grossi^I; Vanessa Monteiro Pedro^II; Fausto Bérzin^III

^IProfa. Doutora do Departamento de Biomecânica, Medicina e Reabilitação do Aparelho Locomotor-FMRP - USP

^IIProfa. Adjunto-IV do Departamento de Fisioterapia – UFSCar

^IIIProf. Titular do Departamento de Morfologia (FOP – UNICAMP)

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

O músculo vasto medial obliquo (VMO) desempenha importante papel na estabilização medial da patela. No entanto, o padrão de recrutamento dos componentes laterais, o músculo vasto lateral longo (VLL) e vasto lateral obliquo (VLO) não está estabelecido. O objetivo deste trabalho foi analisar a atividade eletromiográfica dos músculos VMO, VLL e VLO de 21 indivíduos saudáveis (X=23,3 e DP=2,9), sendo 10 mulheres e 11 homens, sem história clínica de dor ou lesão osteomioarticular. Para tanto foi utilizado um eletromiógrafo NICOLET VIKING II de 8 canais (NICOLET Biomedical Instruments) e eletrodos bipolares de superfície para registrar a atividade elétrica dos músculos VMO, VLL e VLO durante a realização de exercícios isométricos de extensão do joelho a 15º e 90º de flexão. Os dados eletromiográficos foram normalizados pela contração isométrica voluntária máxima de extensão do joelho a 50º de flexão e revelaram que os músculos VLL e VLO apresentam diferença significativa no padrão de recrutamento podendo ser considerados fisiologicamente distintos. O músculo VMO desempenhou juntamente com o VLO um papel recíproco e sincrônico na estabilização patelar e apresentou maior ativação em relação ao músculo VLL nos exercícios isométricos de extensão do joelho a 90º.

Descritores: Joelho; Músculo; Eletromiografia.

INTRODUÇÃO

As desordens femoropatelares são provavelmente a causa mais comum de patologia no joelho encontradas em clínicas de ortopedia e medicina esportiva⁽⁶⁾. Os pacientes com sintomas de dor femoropatelar permanece como um dos maiores desafios clínicos em medicina de reabilitação a despeito dos recentes avanços no entendimento e tratamento de diversas condições do joelho⁽²⁵⁾.

Uma das características mais comuns nos pacientes com dor femoropatelar é o desalinhamento do mecanismo extensor, que resulta em atrofia e diminuição da força do músculo vasto medial e desequilíbrio entre os componentes laterais e mediais do quadríceps^(4,22).

O vasto medial é dividido em duas porções, uma proximal denominada de vasto medial longo (VML) e outra distal, o vasto medial obliquo (VMO). Essas porções apresentam diferenças anatômicas^(2,11,12,23), funcionais^(2,13,17), histoquímicas⁽²¹⁾ e também no padrão de inervação^(12,18,20). Mais recentemente, o músculo vasto lateral passou a ser estudado anatomicamente e, como o VMO, também foi dividido em duas porções: uma proximal, denominada de vasto lateral longo (VLL) e outra distal, o vasto lateral oblíquo (VLO)^(1,11,18,23)(Figura1). Além disso, o VLO passou a ser estudado também pela importância clínica na técnica cirúrgica do release lateral, cuja liberação diminui o tempo de recuperação pós operatória, quando comparado com a transecção de todo vasto lateral ⁽⁷⁾.

A atividade eletromiográfica dos músculos VMO e VLL tem sido bastante estudada em cadeia cinética aberta e em diferentes ângulos de flexão do joelho^(3,4,6,15). No entanto, apesar de Weinstabl et al.⁽²³⁾ sugerirem diferenças funcionais entre os músculos VLL e VLO, o padrão de atividade elétrica destes músculos ainda não foi estudado. Morrish e Woledge⁽¹⁶⁾ compararam o padrão de atividade elétrica dos músculos VMO e VLO em indivíduos normais em exercícios de cadeia cinética aberta a 20º de flexão do joelho e não encontraram diferença significativa entre os dois músculos neste ângulo.

Considerando a importância de melhor entendimento dos fatores envolvidos na disfunção femoropatelar e do pouco conhecimento do papel dos componentes mediais e laterais do quadríceps na estabilização da patela, o objetivo deste estudo foi analisar a atividade elétrica dos músculos VMO, VLL e VLO em exercícios de extensão do joelho em cadeia cinética aberta nos ângulos de 15º e 90º de flexão.

MATERIAL E MÉTODOS

SUJEITOS

Os músculos vasto medial oblíquo (VMO), vasto lateral oblíquo (VLO) e vasto lateral longo (VLL) foram analisados eletromiograficamente em 21 voluntários, sendo 10 do sexo feminino e 11 do sexo masculino, com idade de 19 a 28 anos (X=23,3±2,9) sem história clínica de cirurgias, dor ou lesão osteomioarticular nos membros inferiores. O estudo foi conduzido de acordo com a resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde.

EQUIPAMENTOS

Os registros eletromiográficos foram captados por eletrodos bipolares de superfície com diâmetro de 11mm e superfície de detecção de 2mm conectados ao eletromiógrafo VIKING II de oito canais (NICOLET BIOMEDICAL INSTRUMENTS). A calibração do equipamento variou de 200 a 500mV divisão e a velocidade de deslocamento do feixe foi de 200ms/divisão. Os filtros foram fixados numa amplitude de 10Hz para baixa freqüência e de 10 KHz para alta freqüência .

PROCEDIMENTOS

Os eletrodos foram fixados sobre a pele, previamente tricotomizada e realizada a limpeza com álcool 70%, a fim de reduzir a impedância e eliminar eventuais interferências. Antes da fixação os eletrodos foram untados com gel eletrocondutor e fixados à pele no sentido longitudinal das fibras musculares por meio de fita adesiva micropore (3M do Brasil). A distância entre o centro de cada eletrodo foi de 2 centímetros. Um eletrodo terra também untado com gel eletrocondutor foi fixado à tuberosidade anterior da tíbia.

Para a colocação dos eletrodos nas diferentes porções do músculo quadríceps, foi traçado uma linha da espinha ilíaca ântero-superior (EIAS) ao centro da patela (C), para servir de referência na medida dos ângulos de inclinação de cada porção⁽¹⁾. O par de eletrodos sobre o m. VMO foi posicionado sobre o ventre muscular numa inclinação de 55⁰⁽¹²⁾. Para o m. VLL os eletrodos foram posicionados a 15 cm da borda superolateral da patela numa inclinação de 13.6⁰. O VLO apresenta sua porção superficial localizada cerca de 2,2 cm do epicôndilo lateral, com um comprimento superficial de 8,95 cm em média, para a colocação dos eletrodos sobre este músculo localizou-se o epicôndilo lateral do fêmur e o início e o meio do ventre muscular do VLO com uma inclinação de 50,4⁰⁽¹⁾ (Figura 2).

POSIÇÕES E EXERCÍCIOS

Os exercícios de extensão isométrica do joelho nos ângulos de 15º, 50º e 90º de flexão do joelho, foram realizados em uma mesa flexo-extensora⁽¹⁴⁾, que permitia a fixação mecânica do membro nos diferentes ângulos de flexão do joelho, proporcionando uma contração isométrica voluntária máxima (CIVM) em cada ângulo. O voluntário permaneceu sentado com o tronco e o quadril fletidos a 90⁰ e estabilizado com dois cintos: um axilar e outro pélvico.

A ordem de execução dos exercícios foi aleatória e antes do início de cada exame foi realizado uma familiarização com os exercícios. O tempo de execução de cada contração foi de 5 segundos com intervalo de 60 segundos entre cada repetição e de 10 minutos entre cada série de exercícios. Os dados eletromiográficos foram normalizados pela CIVM de extensão do joelho a 50º de flexão do joelho de acordo com Hanten e Schulthies⁽⁸⁾.

Para comparação entre os músculos nos diferentes ângulos foi empregado o teste de análise de variância não paramétrico (ANOVA).

RESULTADOS

A comparação entre os músculos VMO, VLL e VLO revelou que no exercício de extensão isométrica a 15º de flexão do joelho não há diferença na ativação destes músculos (p=0.06). Por outro lado, ao realizar os mesmos exercícios com o joelho fletido no ângulo de 90º os músculos VMO e VLO apresentaram o mesmo comportamento e foram significativamente mais ativos do que o músculo VLL (p=0.02) (Tabela 1).

Na comparação entre ângulos, apenas o músculo VLL apresentou padrão de ativação distinto, isto é, apresentou maior atividade nos exercícios de extensão a 15º do que a 90º (p=0.04). Por outro lado, a variação dos ângulos não interferiu na atividade dos músculos VMO e VLO (Tabela 1).

DISCUSSÃO

Um dos propósitos deste estudo foi verificar se os músculos VLL e VLO apresentavam diferenças funcionais, e os resultados revelaram que estes músculos possuem um padrão diferente de recrutamento, isto é, além das diferenças anatômicas⁽¹⁾ apresentam padrão de ativação distintos.

Nos exercícios de extensão isométrica de joelho a 15º de flexão, estes músculos não apresentaram entre si diferença significativa, e diferentemente do VLO que manteve o mesmo padrão de recrutamento independente do ângulo de flexão do joelho, o VLL é significativamente mais ativo na extensão do joelho a 15º do que a 90º. Embora a diferença não tenha sido significante, Boucher et al.⁽³⁾, também encontraram maior atividade do VLL a 15º do que a 90º. Da mesma forma, Escamilla et al.⁽⁶⁾ também relataram maior atividade do músculo VLL nos últimos graus de extensão.

Cerny⁽⁴⁾, atribuiu esta maior atividade do VLL a 15º à desvantagem mecânica em decorrência do aumento da gravidade e do braço de alavanca do músculo quadríceps, além da diminuição do comprimento muscular.

Para Boucher et al.⁽³⁾, o músculo VLL quando em atividade na CIVM à 15º de flexão, está mais envolvido com a extensão do joelho do que a estabilização da patela. Isto se justifica também pelo alinhamento das fibras do VLL, cuja tendência é tracionar a patela superiormente promovendo a extensão, diferentemente do VLO, que com suas fibras em espiral e inclinadas em relação à diáfise femoral⁽¹⁾ se responsabiliza pelo alinhamento da patela juntamente com o VMO. Além disso, o músculo VLL apresenta maior massa muscular⁽²⁴⁾ com um componente de tracionamento maior do que o VLO, estando, portanto, mais propenso às alterações no seu comprimento. Por outro lado, na CIVM 15º, ambos estão numa posição de encurtamento onde apesar das diferenças anatômicas, a constituição e a disposição das fibras parecem não promover grandes alterações na relação comprimento tensão.

Os resultados deste trabalho sugerem que ao realizarmos os exercícios nos últimos graus de extensão, além de não ativarmos preferencialmente o VMO, favorecemos a ação do VLL, podendo contribuir para o desequilíbrio patelar.

Em relação à atividade elétrica do músculo VLO, o único trabalho encontrado na literatura pesquisada até a presente data, que faz referência direta ao estudo eletromiográfico do VLO é o de Morrish e Woledge⁽¹⁶⁾, que também analisaram o músculo VMO no ângulo de 20º de flexão do joelho em cadeia cinética aberta e, não encontraram diferenças significativas na atividade destes músculos que foi praticamente sincrônica, sugerindo uma atividade recíproca no controle patelar.

De acordo com Javadpour et al.⁽¹¹⁾ o equilíbrio entre a tração do VMO e VLO é primordial já que é o fator muscular que determina a posição da patela, uma vez que o exercício em cadeia cinética aberta de extensão da perna isola a contração do quadríceps. Os dados deste estudo revelaram que os músculos VMO e VLO apresentam o mesmo comportamento sugerindo um papel estabilizador sincrônico e com uma função antagonista na estabilização patelar em indivíduos normais.

Por outro lado o vetor de força exercido pelo músculo VLO, intimamente associado ao tracto íliotibial e retináculo lateral⁽¹⁾ pode ser capaz de alterar o equilíbrio normal da patela, gerando tensão excessiva nessas estruturas podendo desencadear um quadro de dor e mau alinhamento patelar.

O conceito de que o músculo VMO é mais ativo durante os últimos graus de extensão é amplamente aceito^(6,13,17), o que subsidiou o uso destes exercícios no tratamento conservador. Da mesma forma, o conceito de que a força de reação femoropatelar aumenta com a flexão do joelho e diminui na medida que alcançava-se a extensão final proposto por Hungerford e Barry⁽¹⁰⁾, contribuiu para que o protocolo de exercícios para estes pacientes fosse baseado em exercícios realizados nos últimos graus de extensão.

Os dados deste trabalho revelaram que o músculo VMO não é mais ativo nos últimos graus, o que concorda com Boucher et al.⁽³⁾, Doucete e Child⁽⁵⁾, Herrington e Payton⁽⁹⁾ , que também não encontraram diferenças na atividade do músculo VMO nos em diferentes ângulos de flexão do joelho em indivíduos normais.

Apesar do aumento da atividade na CIVM a 90º dos músculos VMO e VLO não ser significativa em relação ao ângulo de 15º, os resultados demonstraram que a diferença entre estes dois músculos e o músculo VLL aumenta na medida em que aumenta o ângulo de flexão do joelho.

Além disso, segundo Boucher et al.⁽³⁾, na angulação de 90º, as forças compressivas são maximizadas e a força de cisalhamento são minimizadas facilitando não somente a atividade do músculo VMO mas aumentando o contato articular e favorecendo a nutrição articular.

Para o fortalecimento seletivo do músculo VMO, o que se procura não é somente o arco de movimento onde o mesmo apresente maior atividade, mas que também possa oferecer maior estabilidade, melhor distribuição de forças compressivas e também maior ativação em relação aos componentes laterais.

Os exercícios de fortalecimento do músculo VMO nos últimos graus de extensão até hoje tem sido preconizados para o tratamento destes pacientes. No entanto, é fundamental que além de mais ativo, o músculo VMO apresente uma vantagem de ativação em relação ao VLL e VLO.

Nos últimos graus de extensão do joelho há ainda menor contato articular, portanto maior instabilidade e Steikamp et al.⁽¹⁹⁾, demonstraram que nos últimos graus dos exercícios de extensão em cadeia cinética aberta, há também maior estresse femoropatelar já que o contato articular nesta angulação é menor, portanto as forças compressivas apesar de menores são distribuídas numa menor área de contato, aumentando o estresse. Por outro lado, o ângulo de 90º de flexão do joelho, apresenta uma força de reação femoropatelar maior, mas maior também é o contato articular e a estabilidade femoropatelar. Sendo assim, os autores demonstraram que o estresse femoropatelar diminui à medida que aumenta o ângulo de flexão do joelho.

Portanto, os exercícios de contração isométrica de extensão de joelho a 90º de flexão podem ser indicados para o programa de reabilitação em que há indicação do fortalecimento do VMO.

CONCLUSÕES

Os Músculos VLL e VLO apresentaram diferença no padrão de atividade podendo ser considerados fisiologicamente distintos. Além disso, o músculo VLO apresentou-se assim como o VMO igualmente ativo, independente do ângulo de flexão do joelho, sugerindo que estes músculos desempenham papel recíproco e sincrônico na estabilização patelar. Os exercícios isométricos de extensão do joelho a 90º revelaram que ocorre maior ativação do músculo VMO em relação aos componentes laterais, com diferença significativa em relação ao músculo VLL.

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Trabalho recebido em 17/09/03

Aprovado em 09/04/04

Trabalho realizado no Laboratório de Eletromiografia do Departamento de Morfologia da Faculdade de Odontologia de Piracicaba (FOP)- UNICAMP

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  16 Jun 2004
• Data do Fascículo
  Jun 2004

Histórico

• Aceito
  09 Abr 2004
• Recebido
  17 Set 2003