Avaliação da nocicepção induzida pela remobilização com vibração de corpo inteiro em ratos Wistar

RESUMO

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS:

A plataforma vibratória pode atenuar os efeitos deletérios da imobilização relacionados à atrofia muscular, contudo, ainda há uma lacuna com relação ao efeito desta modalidade na hiperalgesia relacionada ao imobilismo. Assim, o objetivo deste estudo foi analisar o efeito da remobilização com plataforma vibratória sobre a nocicepção de ratos Wistar.

MÉTODOS:

Dezesseis ratos foram distribuídos aleatoriamente no grupo GRL - imobilização e remobilização livre, e no grupo GRPV - imobilização e remobilização com plataforma vibratória. Para a remobilização com plataforma vibratória foi utilizada a frequência de 60Hz, durante 10 minutos, cinco dias por semana, durante duas semanas. A nocicepção foi avaliada na pata direita, por meio de um analgesímetro digital, antes e ao final da imobilização, e após duas semanas de remobilização.

RESULTADOS:

Houve diferenças entre as avaliações, mas não entre os grupos, indicando que a imobilização reduziu o limiar nociceptivo, e a remobilização livre e associada à vibração melhoraram o limiar nociceptivo comparados com o momento pós-imobilização, no entanto, não foram capazes de retornar aos parâmetros iniciais.

CONCLUSÃO:

A imobilização articular reduziu o limiar nociceptivo. No entanto, duas semanas de remobilização com a vibração de corpo inteiro não foram capazes de reverter o limiar nos grupos imobilizados.

Descritores:
Hiperalgesia; Imobilização; Vibração

ABSTRACT

BACKGROUND AND OBJECTIVES:

The vibrating platform can attenuate the deleterious effects of immobilization related to muscle atrophy. However, there is still a gap regarding the effect of this modality on hyperalgesia related to immobilization. The objective of this study was to analyze the effect of remobilization with whole-body vibration on the nociception of Wistar rats.

METHODS:

Sixteen rats were randomly distributed into two groups: the FRG group - immobilization and free remobilization and the VPRG - immobilization and remobilization with the vibrating platform. For remobilization with the vibrating platform, the frequency of 60Hz for 10 minutes, five days a week for two weeks was used. The nociception was evaluated on the right paw by a digital analgesiometer, before and at the end of the immobilization, and after two weeks of remobilization.

RESULTS:

There were differences between evaluations but not between groups, indicating that immobilization reduced the nociceptive threshold and free remobilization, and the remobilization associated with vibration improved the nociceptive threshold compared to the post-immobilization moment. However, they were not able to return to the initial parameters.

CONCLUSION:

Joint immobilization reduced the nociceptive threshold; however, two weeks of whole-body vibration remobilization were not able to revert the threshold in the immobilized groups.

Keywords:
Hyperalgesia; Immobilization; Vibration

INTRODUÇÃO

A imobilização articular é utilizada como tratamento para lesões do sistema musculoesquelético^1,2. No entanto, existem riscos associados à imobilização, como rigidez articular, atrofia muscular, degradação da cartilagem, enfraquecimento ligamentar, redução da força muscular e resistência óssea^3,4. Alterações sensoriais, como a hiperalgesia, podem ocorrer após o imobilismo. Além disso, há alterações no sistema neural associado ao desuso motor, pela ativação dos neurônios nociceptivos primários^5-7.

Quanto maior o tempo de inatividade ou imobilização, maiores serão seus efeitos nos sistemas do organismo. Além disso, o imobilismo predispõe a complicações cardiovasculares, respiratórias, gastrointestinais, podendo atingir o sistema nervoso central (SNC). Se o descondicionamento limitar gravemente ou bloquear a atividade ambulatorial, então a redução na força e potência muscular pode se tornar autoperpetuante. Esses défices musculares são frequentemente acompanhados por inflamação generalizada⁸, condição que pode levar à hiperalgesia⁹.

A hiperalgesia pode estar relacionada ao processo inflamatório, pois a inflamação aumenta a sensibilidade das fibras A delta e C no local da inflamação. Isso aumenta a excitabilidade dos neurônios da medula espinhal, e é capaz de aumentar as respostas sensoriais, incluindo os estímulos táteis normalmente inócuos que são transportados pelas fibras A beta de limiar baixo¹⁰. Além disso, a hiperalgesia mecânica induzida pela imobilização pode ser explicada pelo mecanismo de sensibilização central (SC), baseada em alterações no corno dorsal da medula espinhal. Estímulos nocivos provocam alterações no SNC, modificando os mecanismos desencadeados pelos estímulos aferentes. A estimulação persistente de nociceptores provoca dor espontânea, redução do limiar de sensibilidade e hiperalgesia^11,12.

Nesse contexto, tanto o exercício físico quanto a eletroestimulação são ótimos recursos na restauração das valências físicas após a imobilização, sendo benéficos para a recuperação muscular¹³. Estudos confirmam que o exercício é capaz de restaurar o trofismo muscular; além de aumentar a resistência óssea^14,15. A vibração de corpo inteiro (VCI) reproduz os efeitos do exercício, influenciando positivamente a função e a coordenação muscular, aumento da força e da potência muscular, melhora da vascularização e nutrição muscular, além de efeitos na flexibilidade muscular, redução do início da fadiga, aumento da densidade óssea e redução da dor^16,17.

A VCI possui a capacidade de promover fenômenos biológicos adaptativos quando o indivíduo está em contato direto com a vibração, constituída por oscilação mecânica capaz de gerar força, aceleração e deslocamento ao longo do tempo¹⁶. A vibração induz a transmissão do estímulo através da pele para os demais segmentos corporais, portanto, os receptores da pele e tendão também podem ser ativados e fornecer sinais sensoriais para as áreas corticais somatossensoriais do cérebro^16,18,19.

O exercício físico parece ser importante modulador da dor. O exercício é capaz de liberar betaendorfina dos axônios hipotalâmicos. A beta-endorfina é secretada pelo hipotálamo eferentes ao PAG e ativa o receptor opioide de neurônios GABA e o sistema modulador da dor descendente. Assim, a hiperalgesia pode ser reduzida por causa do exercício sistêmico, mesmo que após a imobilização o membro afetado não estivesse com as funções normais^6,19.

Os mecanismos de ação propostos para a analgesia pela VCI estão ligados à teoria das comportas, em que a ativação de mecanorreceptores e fibras Aβ competem com a atividade nociceptiva periférica e central no corno dorsal da medula espinhal, o que promove a redução da atividade nociceptiva de segunda ordem, com subsequente diminuição da percepção da dor. Além disso, pode levar à redução da dor por inibição pré-sináptica dos neurônios nociceptivos e motores¹⁹. Estudo²⁰ aponta que a VCI é capaz de reduzir o nível de dor e aumentar a funcionalidade em indivíduos com osteoartrose. Autores²¹ utilizando a VCI em idosos com osteoartrose, constataram que a vibração melhora a autopercepção da dor, equilíbrio, qualidade da marcha e marcadores inflamatórios.

É conhecido que a plataforma vibratória pode atenuar os efeitos deletérios da imobilização relacionados à atrofia muscular e melhorar a capacidade vascular^22,23. No entanto, o efeito dessa modalidade de tratamento na hiperalgesia relacionada ao imobilismo ainda é pouco conhecido. Assim, o objetivo deste estudo foi analisar o efeito da remobilização com plataforma vibratória sobre a nocicepção de ratos Wistar.

MÉTODOS

Estudo experimental e quantitativo que utilizou 16 ratos da linhagem Wistar, com idade de 8 semanas e peso médio de 267,3±13,8g, mantidos em caixas padrão de polipropileno, em ambiente com temperatura de 22±1º C, com fotoperíodo de 12h, recebendo água e ração ad libitum.

Os animais foram distribuídos randomicamente em dois grupos independentes (n=8 em cada grupo): grupo imobilização e remobilização livre (GRL), no qual os animais submetidos à imobilização durante 15 dias foram remobilizados de forma livre e eutanasiados no 30º dia de experimento, sem qualquer tipo de intervenção; grupo imobilização e remobilização livre associado à plataforma vibratória (GRPV), no qual os animais submetidos à imobilização, foram remobilizados com VCI além de ficarem soltos na caixa, como o grupo GRL (Figura 1).

Figura 1
Linha do tempo do experimento

AV = avaliação; VCI = vibração de corpo inteiro.

Para realizar a imobilização, os animais foram anestesiados (cloridrato de xilazina 15mg.kg^-1 e cloridrato de cetamina 80mg.kg^-1, intraperitoneal) e imobilizados com uma atadura gessada. Os grupos experimentais imobilizados tiveram a órtese moldada a partir da região abdominal, logo abaixo das últimas costelas, seguindo para o membro pélvico direito de cada animal, a articulação do joelho permaneceu em extensão, e o tornozelo em flexão plantar. Os animais foram mantidos nessa posição por um período de 15 dias consecutivos (Figura 2)³.

Figura 2
Imobilização em gesso partindo da região abdominal até o membro pélvico direito

Para o tratamento de vibração mecânica foi utilizado o modelo de plataforma Vibro Oscilatória triplanar profissional da marca Arktus^® (Santa Tereza do Oeste-PR, Brasil). A frequência utilizada foi de 60Hz, com vibrações alternadas com amplitude de 2 milímetros, durante 10 minutos²¹. O procedimento foi realizado durante duas semanas, cinco dias por semana, com pausa de dois dias ao final da semana. Foi utilizado um suporte confeccionado com madeira (MDF), que permitiu posicionar oito animais concomitantemente em baias com 13cm de largura, 19cm de comprimento e 25cm de altura. Para minimizar um possível viés sobre pontos distintos de aceleração e amplitude sobre a plataforma vibratória, foi realizado um rodízio entre as baias durante o tratamento^24,25 (Figura 3).

Figura 3
A: Plataforma vibratória utilizada. B: suporte desenvolvido em vista frontal. C: suporte desenvolvido em vista superior

Figura 4
A: Analgesímetro digital tipo filamento de Von Frey, Insight^® (Ribeirão Preto, São Paulo). B: Animal na caixa elevada com piso de tela

A avaliação do limiar nociceptivo foi realizada por meio de um analgesímetro digital, tipo filamento de Von Frey digital da Insight^® (Ribeirão Preto, SP, Brasil). O animal foi mantido em uma caixa elevada com piso de tela, assim, a ponta de polipropileno do filamento foi aplicada de forma perpendicular na região plantar do membro pélvico direito, com uma pressão crescente até que o animal retirasse a pata. Em cada avaliação, o teste foi repetido três vezes e utilizado o valor médio, realizado sempre pelo mesmo avaliador. O procedimento foi realizado em todos os grupos antes da imobilização (AV1), após os 15 dias de imobilização (AV2) e ao final do protocolo de vibração (AV3).

O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética no Uso de Animais (CEUA) da UNIOESTE, sendo que as diretrizes nacionais e internacionais, aplicáveis para o cuidado e o uso dos animais, foram seguidas, sendo conduzido segundo as Normas Internacionais de

Ética em Experimentação Animal.

Análise estatística

A análise dos dados foi realizada com Modelos Lineares Generalizados, com pós-teste LSD. Em ambos os casos o nível de significância foi 5%, para tanto foi utilizado o SPSS 20.0. Também foi avaliado o tamanho de efeito por d de Cohen, com base na primeira avaliação para determinado grupo, e classificado como: <0,2: trivial; 0,2-0,5: pequeno; 0,5-0,8: moderado; >0,8: grande.

RESULTADOS

Houve diferenças entre as avaliações (F=225,51, p<0,001), mas, não houve diferença entre os grupos (F=0,26, p=0,614), nem interação (F=0,491, p=0,616), indicando que a imobilização reduziu o limiar nociceptivo e a remobilização livre e com associação de vibração melhoram o limiar nociceptivo comparados à AV2. No entanto, não foram capazes de retornar ao parâmetros iniciais. Em ambos os grupos foi possível observar que os tamanhos de efeito foram grandes (Figura 5).

Figura 5
Apresentação dos dados observados para o grupo de remobilização livre (GRL) e para o grupo em que foi associado a vibração do corpo inteiro (GRPV), com a distribuição e tamanhos de efeito.

AV = avaliação; GRL = grupo remobilização livre; GRPV = grupo remobilização com plataforma vibratória.

Figura 5. Apresentação dos dados observados para o grupo de remobilização livre (GRL) e para o grupo em que foi associado a vibração do corpo inteiro (GRPV), com a distribuição e tamanhos de efeito.

AV = avaliação; GRL = grupo remobilização livre; GRPV = grupo remobilização com plataforma vibratória.

DISCUSSÃO

O presente estudo avaliou a nocicepção de ratos submetidos à imobilização articular, e o efeito da VCI sobre a remobilização. A imobilização articular afetou o limiar nociceptivo, pois houve redução para o limiar de retirada. Sabe-se que a imobilização é utilizada para o tratamento de lesões e alterações musculoesqueléticas^1,2, no entanto, devido ao desuso, é possível que ocorram complicações, ou seja, efeitos indesejáveis durante esse período.

De acordo com o estudo²⁶, a imobilização promove alterações inflamatórias locais e dor no membro imobilizado. Apontam que duas semanas de imobilização resultou em mudanças de pele, tais como, rubor, edema e alteração na temperatura do membro imobilizado, características encontradas durante um processo inflamatório.

Outro mecanismo de hipersensibilidade induzida pela imobilização é a SC, que é causada pelo aumento na excitabilidade da membrana, alteração da eficácia sináptica ou pela redução da inibição sobre esse sistema²⁷. Evidências apontam que estímulos nocivos provocam alterações no SCN, modificando os mecanismos desencadeados pelos estímulos aferentes. Assim, alterações da homeostase podem alterar as propriedades dos neurônios e aumentar as respostas às aferências nociceptivas^11,12,27.

Estudo⁷ aponta que a SC pode ocorrer devido à plasticidade neuronal. Ao analisar a expressão do peptídeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP), na medula espinhal e no gânglio da raiz dorsal (DRG), encontraram aumento da expressão de CGRP no DRG nos animais submetidos à imobilização. Além disso, a SC está presente como uma resposta anormal a estímulos nociceptivos e há dispersão da sensibilidade além do local em que é gerada a dor²⁷, confirmado por outro estudo²⁶ que aponta que a hiperalgesia mecânica vai além do membro imobilizado, ocorrendo também no membro pélvico contralateral e cauda.

Estudo²⁸ observou que ocorrem alterações inflamatórias durante a imobilização, e há associação com a SC. Esses dados corroboram a hipótese de que a imobilização com gesso, durante 4 semanas, favoreceu a sinalização neuropeptídica exagerada no membro imobilizado, o que contribui para o desenvolvimento do comportamento da dor e alterações inflamatórias vasculares. Além disso, encontraram a proliferação de queratinócitos e expressão do mediador inflamatório, aumento da expressão de fator de crescimento nervoso (NGF) na medula espinhal lombar, sensibilização nociceptiva dos membros posteriores, aumento de temperatura e edema.

A VCI aparece na reabilitação como proposta para acelerar a recuperação durante e após o desuso. No entanto, pode ser prejudicial e evocar dor em animais. Estudo²⁹ afirma que 7 dias de aplicação de VCI é capaz de alterar o limiar de retirada do membro pélvico. Sabe-se que as vibrações de alta intensidade são responsáveis por lesões musculares, dores nas costas e nas articulações¹⁷. De forma contrária, em estudo²⁴ com ratas ooforectomizadas, a VCI por 4 e 8 semanas não alterou o limiar nociceptivo. Ainda, estudos em humanos apontaram que a VCI foi capaz de reduzir a dor lombar, osteoartrite, dor articular e muscular¹⁹. No entanto, não houve nenhum relato encontrado sobre o efeito da plataforma vibratória sobre a nocicepção após imobilização.

No presente estudo, teve-se como premissa a possibilidade de a vibração aumentar o limiar nociceptivo, com base em sua ativação de mecanismos neurofisiológicos da coluna vertebral e supraespinhais durante a VCI^19,30. Outras explicações possíveis incluem diminuição da inflamação com VCI repetida, sugerida pela redução de biomarcadores de inflamação como o cortisol¹⁹. Foi observado diferença entre as avalições, assim, a plataforma vibratória e a remobilização livre reduziram a hiperalgesia. No entanto, duas semanas de tratamento não foram capazes de retornar aos parâmetros iniciais. Sendo apontado que a hiperalgesia mecânica pode persistir por até 10 semanas de remobilização²⁶.

Em estudo⁶ foi realizada vibração local durante o período de imobilização, por 15 minutos, uma vez ao dia, 5 dias por semana, durante 8 semanas. Os autores observaram que o grupo que recebeu a terapia vibratória durante o período de imobilização apresentou prevenção primária e inibição da hipersensibilidade. Já a aplicação da terapia vibratória como prevenção secundária após 4 semanas de imobilização não foi eficaz no tratamento da hipersensibilidade induzida pela imobilização.

Apesar de não terem sido observados efeitos na restauração do limiar nociceptivo, também não foram observados efeitos deletérios. É necessária a realização de estudos que verifiquem o efeito da VCI em fase inicial da imobilização, inclusive com tempo maior de VCI, sendo esta outra limitação do presente estudo. Futuros estudos devem explorar outras formas de avaliação do sinal álgico, como teste de dor ao frio e calor.

CONCLUSÃO

A imobilização articular reduziu o limiar nociceptivo. No entanto, duas semanas de remobilização com VCI, com 60Hz, 10 minutos diários, não foram capazes de reverter o limiar nos grupos imobilizados.

AGRADECIMENTO

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES, pelo auxílio com bolsa para mestrado.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Jun 2020
• Data do Fascículo
  Jan-Mar 2020

Histórico

• Recebido
  11 Fev 2020
• Aceito
  15 Abr 2020