Corrente Interferencial.unlocked
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE CINCIAS BSICAS DA SADE
PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM NEUROCINCIAS
EFEITOS DO USO DA CORRENTE INTERFERENCIAL NO TRATAMENTO DA DOR DECORRENTE DE MICROLESO INDUZIDA POR EXERCCIO
EXCNTRICO NOS MSCULOS FLEXORES E EXTENSORES DO JOELHO EM HUMANOS
TESE DE DOUTORADO
Clarice Sperotto dos Santos Rocha
Porto Alegre, RS, Brasil 2012
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EFEITOS DO USO DA CORRENTE INTERFERENCIAL NO TRATAMENTO DA DOR DECORRENTE DE MICROLESO INDUZIDA POR EXERCCIO
EXCNTRICO NOS MSCULOS FLEXORES E EXTENSORES DO JOELHO EM HUMANOS
Clarice Sperotto dos Santos Rocha
Tese apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Cincias Biolgicas, rea de
Concentrao em Neurocincias, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul
(UFRGS) como requisito parcial para obteno de grau de Doutora em
Neurocincias.
Orientadora: Profa. Dra. Wania Aparecida Partata Co-orientador: Prof. Dr. Milton Antnio Zaro
Colaborador: Prof. Dr. Marco Aurlio Vaz
Porto Alegre, RS, Brasil
2012
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II
AGRADECIMENTOS
- Ao Prof. Dr. Milton Zaro, orientador e exemplo de professor, pelo apoio e incentivo
desde o incio da minha vida acadmica;
- Profa. Dra. Wania Partata, orientadora e incentivadora, pela confiana, apoio e
oportunidade de realizar esse trabalho;
- Ao Prof. Dr. Marco Vaz, orientador e incentivador da minha vida acadmica, pelas
inmeras contribuies em diversas fases do trabalho;
- Profa. Dra. Matilde Achaval pelo incentivo linha de pesquisa Bases Neurais e
Biomecnicas do Controle Motor, pelas contribuies ao longo do percurso e pela
participao como membro da banca examinadora;
- Profa. Dra. Stella Peccin e ao Prof. Dr. Ronei Pinto pela disponibilidade em
participar da banca examinadora;
- Ao meu marido, Paulo Cabral, pelo carinho, pacincia e constante incentivo na
minha vida pessoal e profissional;
- Aos meus pais, familiares e amigos pelo apoio e pacincia durante os quatro anos
de trabalho;
- s colegas Carolina Kolberg, Andra Horst, Tana Scheid e Maira Moares pelo
incansvel apoio e por todos os ensinamentos, vocs so um exemplo de trabalho
em equipe;
- A todos os colegas do departamento de fisiologia, especialmente Felipe Coutinho e
Rafaela Franceschi pelo apoio durante as anlises;
- Aos colegas do ICBS: Luciane Balbinot, Gustavo Balbinot, Viviane Elsner, Gisele
Lovatel e Felipe Stigger pelo apoio em diferentes momentos e pelo auxlio no
recrutamento da amostra;
- Aos professores do PPG Neurocincias pela contribuio na minha formao;
- Ao professor Fbio Lanferdini pelo assessoramento na coleta de dados e apoio em
vrios momentos do trabalho;
- Aos professores Andr Lopes e Juliane Rossato pela coleta de sangue e auxlio na
preparao das amostras;
- Ao Prof. Dr. lvaro Reischak de Oliveira por disponibilizar o Laboratrio de
Bioqumica do LAPEX (ESEF/UFRGS) para a coleta e preparao das amostras;
- Ao professor e amigo Prof. Dr. Marcelo Faria pelo assessoramento estatstico e
pelo apoio durante todo o processo;
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III
- Ao professor Tiago Kiefer pelas substituies nos momentos crticos e pelo auxlio
durante a coleta de dados;
- Ao fisioterapeuta Rodrigo Py pelo apoio na busca cientfica;
- Ao fisioterapeuta Lucas Job e aos alunos do IPA e da PUCRS: Thiago
Albuquerque, Letcia Maier e Luiz Fernando Biazus pelo precioso auxlio na coleta
de dados e no recrutamento da amostra;
- Aos colegas e alunos do LAPEX: Jlio Cezar Silva, Rafaela Cavalheiro, Juliana
Bertani, Carlo Cancelli e Paulo Henrique de Moura pela ajuda nas coletas de
dados;
- Aos colegas Caroline Robinson e Alexandre do Pinho pelo apoio e auxlio na rea
de Biomecnica;
- Ao professor Fernando Favaretto pelo apoio em diversas fases do trabalho e
auxlio no recrutamento da amostra;
- Aos professores e ex-professores do IPA pela compreenso, apoio e substituies
durante todo o processo, especialmente os professores Mauro Matos, Luciana
Paiva, Vera Striebel, Fernando Prati, Andreia Calegari, Arnaldo Valentin, Cntia
Stocchero e Marcelo SantAnna;
- Aos fisioterapeutas Giovani Michielon e Ed Niger Nabarro pelo apoio em deferentes
fases do processo e auxlio no recrutamento da amostra;
- Ao IBTec pela disponibilizao e calibrao dos equipamentos;
- Aos professores coordenadores do LAPEX (ESEF/UFRGS): Prof. Dr. Flvio Castro
e Profa. Dra. Flvia Martinez pela liberao do laboratrio para a coleta de dados e
pelo emprstimo dos equipamentos;
- Aos funcionrios do LAPEX (ESEF/UFRGS), especialmente Dani, Luciano e Luis
pelo apoio indispensvel durante a coleta de dados;
- Andreia, Sara, Linhares e estagirios do PPG Neurocincias;
- Aos rgos de fomento CNPq, CAPES, FINEP e FAPERGS pelo auxlio financeiro;
- A todos os voluntrios que participaram da pesquisa.
Obrigada!
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IV
APRESENTAO
Esta tese o resultado da investigao sobre os efeitos da corrente
interferencial no tratamento da dor relacionada com microleso muscular induzida
por exerccio excntrico nos msculos flexores e extensores do joelho. A tese est
estruturada em cinco captulos, onde inicialmente apresenta-se a introduo ao
tema, seguida de trs subcaptulos de referencial terico que abordam os achados
relativos ao tema, provenientes da literatura cientfica atual: Neurocincias e Dor;
Exerccios Excntricos; Corrente Interferencial. No captulo sobre Material e Mtodos
so apresentados dois artigos cientficos contendo os resultados obtidos nos
estudos. O primeiro artigo mostra os efeitos da corrente interferencial aplicada nos
msculos flexores de joelho aps a realizao de um protocolo de exerccios
excntricos, sendo recentemente publicado no peridico Journal of Sports Sciences.
Os resultados dos msculos extensores do joelho e de protenas marcadoras de
leso encontram-se no segundo artigo, que est neste momento sendo analisado
pelo corpo editorial de um peridico da rea. No captulo de Discusso, os principais
resultados dos dois artigos cientficos so discutidos em conjunto, amparados por
achados da literatura. No quarto captulo so mostradas as principais concluses
dos dois artigos cientficos resultantes deste trabalho de doutorado, juntamente com
perspectivas de futuros estudos sobre o tema da tese. No ltimo captulo
encontram-se as referncias bibliogrficas dos textos cientficos consultados para a
redao dos captulos de Introduo e Discusso. As referncias bibliogrficas dos
artigos cientficos esto apresentadas ao final de cada trabalho. O modelo do Termo
de consentimento livre e esclarecido assinado pelos participantes do estudo
juntamente com os dados referentes calibrao do equipamento utilizado para
avaliao do limiar de dor mecnica encontram-se em anexo no final do trabalho.
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V
RESUMO
O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos da corrente interferencial
na sensibilidade dolorosa e no torque muscular dos msculos flexores e extensores
do joelho aps a realizao de um protocolo de exerccios excntricos. A amostra foi
constituda de 41 indivduos saudveis do sexo masculino com idade entre 18 e 33
anos, que foram divididos aleatoriamente em dois grupos experimentais: grupo
corrente interferencial (n=21) e grupo placebo (n=20). Para induo da microleso
muscular, ambos os grupos realizaram 100 contraes musculares isocinticas
excntricas mximas (10 sries de 10 repeties) dos msculos flexores e
extensores do joelho na velocidade angular de 60.s-1. No dia seguinte, os
voluntrios receberam tratamento com corrente interferencial ou tratamento placebo
em ambos os grupos musculares. O tratamento foi realizado durante 30 minutos
utilizando-se 4 kHz de frequncia portadora (modulao de 80-150 Hz) e 125 s de
durao do pulso. O limiar de dor mecnica, o pico de torque e a concentrao da
protena creatina cinase foram avaliados em quatro momentos diferentes: antes da
induo da microleso, imediatamente aps o exerccio, 24 horas aps a induo e
aps o tratamento com corrente interferencial ou tratamento placebo. Tanto para os
msculos flexores quanto extensores do joelho, ambos os grupos experimentais
apresentaram uma reduo significativa no pico de torque e no limiar de dor
mecnica aps a realizao dos exerccios excntricos, assim como uma elevao
na concentrao de protenas marcadoras de leso, mostrando que o protocolo de
exerccios foi efetivo na induo da microleso. Aps o tratamento, apenas o grupo
experimental, que recebeu a corrente interferencial, apresentou um aumento
significativo no limiar de dor mecnica para ambos os grupos musculares avaliados,
mostrando que a corrente foi efetiva na diminuio da sensibilidade dolorosa. Os
valores de torque e a concentrao das protenas no sofreram alterao aps o
tratamento. Os resultados indicam que a corrente interferencial foi efetiva no
tratamento da dor relacionada com microleso muscular induzida por exerccio
excntrico a partir de um aumento do limiar de dor mecnica nos msculos flexores
e extensores do joelho.
Palavras-chave: eletroterapia, corrente interferencial, exerccio excntrico, dor, fora
muscular, microleso muscular, creatina cinase.
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VI
ABSTRACT
The goal of the work presented here was to evaluate the effects of the
interferential current in the pain sensibility and muscular torque of the flexor and
extensor knee muscles after the performance of an eccentric exercise protocol. The
sample was comprised of 41 healthy male individuals aged 18 to 33 years old,
randomly divided into two experimental groups: interferential current group (n=21)
and placebo group (n=20). To induce muscle soreness, both groups performed a
hundred maximal isokinetic eccentric muscular contractions (10 series of 10
repetitions) in the flexor and extensor knee muscles, with an angular velocity of 60.s-
1. On the following day volunteers were treated with interferential current or with the
placebo treatment in both muscular groups. Treatment was carried out for 30 minutes
using a 4 kHz carrier frequency (80-150 Hz) and a pulse duration of 125 s.
Mechanical pain threshold, peak torque and creatine kinase protein concentration
were evaluated at four different times: before muscle soreness induction,
immediately after exercise, 24 hours after induction and after the interferential current
treatment or the placebo treatment. For both flexor and extensor knee muscles, both
experimental groups presented a significant reduction in peak torque and mechanical
pain threshold after performing the eccentric exercises, as well as a rise in injury-
signaling protein concentration, demonstrating the efficiency of the exercise protocol
in inducing muscle soreness. After treatment, only the experimental group that
received the interferential current presented significant increases in mechanical pain
threshold for both evaluated muscular groups, thus showing that the current was
effective in diminishing pain sensitivity. Torque values and protein concentration
underwent no changes after the treatment. The results pointed out that the
interferential current was effective in the treatment of pain related to muscle soreness
induced by eccentric exercise through an increase in mechanical pain threshold in
the flexor and extensor knee muscles.
Keywords: electric stimulation therapy, interferential current, eccentric exercise, pain,
muscle strength, muscle soreness, creatine kinase
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VII
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AMIG amgdala
AMPc adenosina monofosfatocclica
AMS rea motora suplementar
ATP adenosina trifosfato
Ach acetilcolina
BVMR bulbo ventral medial rostral
CCA crtex cingulado anterior
CCP crtex cingulado posterior
CGRP peptdeo relacionado ao gene da calcitonina
COX ciclooxigenase
CK creatina cinase
CPF crtex pr-frontal
DMIT dor muscular de incio tardio
GABA cido gama-aminobutrico
GDNF fator neurotrfico derivado da glia
GRD gnglio da raiz dorsal
HT hipotlamo
IL interleucina
MLP protena muscular LIM
M1 crtex motor primrio
NB ncleos da base
PB ncleo parabraquial
PG prostaglandinas
S1 crtex somatossensorial primrio
S2 crtex somatossensorial secundrio
SCP substncia cinzenta periaquedutal
SNC sistema nervoso central
TENS estimulao nervosa eltrica transcutnea
TNF fator de necrose tumoral
TPDL tegmento pontino dorsolateral
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VIII
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Vias nociceptivas da periferia ao sistema nervoso central .............. 08
Figura 2 - Regies enceflicas envolvidas no processamento da dor ............ 09
Figura 3 - Teoria das comportas da dor ........................................................... 17
Figura 4 - Vias descendentes de modulao da dor ........................................ 18
Figura 5 - Representao da contrao excntrica ......................................... 23
Figura 6 - Representao esquemtica do sarcmero .................................... 24
Figura 7 - Tcnicas de aplicao da corrente interferencial ............................ 29
LISTA DE FIGURAS DO ARTIGO 1
Figura 1 - Posicionamento dos eletrodos para aplicao da corrente
interferencial. Ponto de avaliao do limiar de dor mecnica na regio posterior da coxa ...................................................................
39
Figura 2 - Diagrama sobre o recrutamento e randomizao dos indivduos participantes ......................................................................................
41
Figura 3 - Valores referentes ao limiar de dor mecnica para os grupos interferencial e placebo em todos os testes ......................................
42
Figura 4 - Valores referentes ao pico de torque isomtrico para os grupos interferencial e placebo em todos os testes ......................................
43
LISTA DE FIGURAS DO ARTIGO 2
Figura 1 - Ponto de avaliao do limiar de dor mecnica na regio anterior
da coxa. Posicionamento dos eletrodos para aplicao da corrente interferencial .......................................................................
54
Figura 2 - Diagrama sobre o recrutamento e randomizao dos indivduos participantes ......................................................................................
57
Figura 3 - Valores referentes ao limiar de dor mecnica para os grupos interferencial e placebo em todos os testes ......................................
60
Figura 4 - Valores referentes ao pico de torque excntrico para os grupos interferencial e placebo em todos os testes ......................................
61
Figura 5 - Valores referentes concentrao de creatina cinase para os grupos interferencial e placebo em todos os testes .........................
62
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IX
LISTA DE TABELAS DO ARTIGO 1
Tabela 1 - Caracterizao dos indivduos participantes do grupo interferencial e do grupo placebo ......................................................
41
LISTA DE TABELAS DO ARTIGO 2
Tabela 1 - Caracterizao dos indivduos participantes do grupo interferencial e do grupo placebo ......................................................
57
Tabela 2 - Resultados para os grupos interferencial e placebo nas quatro avaliaes ............................................................................
59
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X
SUMRIO
1. INTRODUO .......................................................................................... 01 1.1 NEUROCINCIAS E DOR ................................................................. 05 1.1.1 Mediadores qumicos envolvidos na nocicepo ....................... 10 1.1.2 Modulao da dor ...................................................................... 15 1.2 EXERCCIOS EXCNTRICOS ........................................................... 23 1.3 CORRENTE INTERFERENCIAL ....................................................... 28 1.3.1 Possveis mecanismos analgsicos da corrente interferencial .. 30 1.4 OBJETIVOS ....................................................................................... 34 1.4.1 Objetivo geral ............................................................................. 34 1.4.1 Objetivos especficos ................................................................. 34 1.5 HIPTESES ....................................................................................... 34 2. MATERIAIS E MTODOS ........................................................................ 35 2.1 ARTIGO 1 ........................................................................................... 36 Interferential therapy effect on mechanical pain threshold and isometric
torque after delayed onset muscle soreness induction in human hamstrings
2.2 ARTIGO 2 ........................................................................................... 47 Efficacy of interferential therapy on mechanical pain threshold, maximal
torque and creatine kinase activity after eccentric exercise in human quadriceps
3. DISCUSSO ............................................................................................. 73 4. CONCLUSES e PERSPECTIVAS .......................................................... 85 5. REFERNCIAS ......................................................................................... 87 ANEXO I - Termo de consentimento livre e esclarecido .................................. 100
ANEXO II - Curva de calibrao do algmetro ................................................. 103
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1
________________
1. INTRODUO
________________
-
2
corrente interferencial representa uma das tcnicas da
Fisioterapia que tem sido amplamente utilizada como mtodo
analgsico (Johnson e Tabasam, 2002; Gracey et al., 2002). Ela
produzida a partir de duas correntes eltricas alternadas de mdia frequncia
moduladas pela amplitude para criar uma corrente teraputica de frequncia baixa
(Minder et al., 2002; Ward, 2009).
A corrente interferencial, assim como outros tipos de correntes eltricas
analgsicas, pode ser empregada em crises de dor aguda ou crnica, principalmente
quando outras tcnicas teraputicas como os exerccios ativos e os alongamentos
no so indicados em funo do quadro lgico do paciente (Harman et al., 2009;
Ward et al., 2009;). Estudos descrevem a utilizao da corrente interferencial no
tratamento da dor decorrente de diversas condies patolgicas, como, por
exemplo, lombalgia (Gracey et al., 2002; , Poitras, et al., 2005; Harman et al., 2009),
cervicalgia (Helmers e Irwin, 2009), dor miofascial (Hou et al., 2002), osteoartrite de
joelho (Burch et al., 2008), dor no ps-operatrio de cirurgia de joelho (Jarit et al.,
2003), artrite psoritica (Walker et al., 2006), constipao intestinal (Clarke et al.,
2009), dismenorria (Tugay et al., 2007) e dor muscular decorrente de exerccios
excntricos (Minder et al., 2002).
O estudo da dor e de suas formas de tratamento constitui uma rea de estudo
nas Neurocincias (Farah, 2012), j que a dor se relaciona com vrios fatores
neurais, entre eles emocionais e comportamentais (Villemure e Schweinhardt, 2010).
As correntes eltricas como forma de terapia tm sido utilizadas na prtica clnica
A
-
3
para o alvio da dor, e seus efeitos analgsicos so baseados principalmente nos
princpios de modulao da sensao dolorosa (Ward et al., 2009).
O tratamento da dor originada a partir da microleso muscular decorrente dos
exerccios excntricos tem sido alvo de estudos que utilizam diversas formas de
tratamento (Sellwood et al., 2007; Best et al., 2008; Howatson et al., 2009; Tartibian
et al., 2009), entre eles, a aplicao da corrente interferencial (Minder et al., 2002). A
realizao de uma srie de exerccios excntricos promove efeitos agudos
representados por sinais e sintomas como dor, diminuio de fora muscular e
aumento da concentrao de protenas no sangue, como a creatina cinase (CK)
(Farthing e Chilibeck, 2003; Rawson et al., 2007; Chen et al., 2011). Esse tipo de
exerccio muito comum na prtica esportiva, principalmente em condies
submximas nas modalidades que exigem produo de fora muscular para
desacelerar movimentos, como corrida e saltos. Portanto, a rpida reverso dos
sinais e sintomas dos exerccios excntricos essencial para reestruturao da
funo do atleta e seu retorno ao esporte (Cheung et al., 2003).
Apenas dois estudos foram encontrados na literatura sobre o uso da corrente
interferencial no alvio dos sinais e sintomas relacionados com a microleso
muscular decorrente dos exerccios excntricos, sendo seus resultados
contraditrios (Schmitz et al., 1997; Minder et al., 2002). Schmitz e colaboradores
(1997) encontraram uma diminuio significativa na sensibilidade dolorosa dos
indivduos aps um dia de tratamento utilizando a escala de percepo de dor,
enquanto Minder e colaboradores (2002) no observaram diminuio da dor ao
longo do tratamento de cinco dias utilizando a escala visual analgica e o limiar de
presso dolorosa, e no houve diferena significativa entre os grupos tratado e
controle. Ambos os estudos utilizaram a aplicao da corrente interferencial para
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tratamento da dor dos msculos flexores do cotovelo de indivduos saudveis
submetidos a um protocolo de exerccios excntricos.
Os estudos realizados at o presente momento avaliaram apenas grupos
musculares dos membros superiores. No foi encontrado nenhum trabalho que
tenha estudado grupos musculares dos membros inferiores, como os msculos
flexores do joelho (isquiotibiais: bceps femoral, semitendneo e semimembranceo)
e extensores do joelho (quadrceps: reto femoral, vasto lateral, vasto medial e vasto
intermdio), o que demonstra uma lacuna na literatura, j que so msculos
frequentemente submetidos a contraes excntricas submximas durante a prtica
de atividade fsica e durante as atividades de vida diria como descer uma escada,
por exemplo.
A microleso muscular desencadeia a curto prazo processos fisiolgicos que
levam ao aumento da sensibilidade dolorosa e da concentrao de protenas
plasmticas como a CK, alm de diminuio na fora muscular. Como a fisiologia da
dor e as respostas neuromusculares abrangem um dos ramos das Neurocincias, o
estudo de recursos que possam reverter esses sinais e sintomas apresentam
importante relevncia clnica para a rea da Fisioterapia aplicada s Neurocincias.
Considerando os resultados contraditrios obtidos sobre as condies de uso
da corrente interferencial nos membros superiores e a inexistncia de estudos em
membros inferiores, os estudos cientficos ainda especulam sobre as condies
ideais a serem utilizadas nesse tipo de tratamento.
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1.1 NEUROCINCIAS E DOR
Considerando que a dor est relacionada com diversos fatores, entre eles,
fatores emocionais que influenciam o comportamento de indivduos (Villemure e
Schweinhardt, 2010), o estudo da dor representa uma rea de aplicao importante
para as Neurocincias (Farah, 2012). Diversos artigos publicados em peridicos da
rea das Neurocincias estudaram a dor relacionada a diferentes causas, como
fibromialgia (Petersel et al., 2011), dor neuroptica (Mittal et al., 2011), fratura
vertebral (Qian et al., 2011) e traumatismo medular (Revell, 2011), entre outras.
Diversas definies de dor foram descritas ao longo do tempo. A evoluo dos
estudos relacionados com a compreenso dos mecanismos da dor fez com que sua
definio fosse aprimorada at considerar o carter multifatorial que compe a
sensao dolorosa. Dentro dessa concepo, a Associao Internacional para o
Estudo da Dor (IASP, 2008) definiu dor como experincia sensorial e emocional
desagradvel associada a dano tecidual real ou potencial, ou descrita em termos
que sugerem tal dano. Entretanto, apesar de estar presente em diversas condies
patolgicas e ser um assunto amplamente estudado, os mecanismos relacionados
com a dor ainda no esto suficientemente esclarecidos (Chen, 2011).
As primeiras descries dos sinais e sintomas de dor foram realizadas pelos
estudiosos da medicina tradicional chinesa h mais de 3.000 anos. No ocidente, o
termo dor aparece no sculo V a.C., entretanto, naquela poca o crebro ainda
no era descrito como parte integrante da sensao de dor. Mais adiante no sculo
XVII, Descartes desenvolveu um modelo hipottico sobre a dor em que ele
descreveu que a transmisso do estmulo doloroso partia dos neurnios perifricos e
seguia at regies cerebrais, onde o estmulo era percebido como dor (Chen, 2011).
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6
Nos estudos relacionados com dor em humanos, alm do tratamento da
sintomatologia presente em vrias disfunes patolgicas, diversos modelos tm
sido adotados na tentativa de garantir uma amostra mais homognea em relao
aos sinais e sintomas da leso. Entre eles pode-se citar a induo da dor por frio
(Johnson e Tabasam, 2003a; 2003b), calor (Cheing e Hui-Chan, 2003) e realizao
de exerccios excntricos (Tourville et al., 2006).
A dor constitui um sistema de proteo corporal a partir da deteco de
estmulos nocivos, desencadeando diversos mecanismos. Esses estmulos ativam
receptores que recebem o nome de nociceptores. Os nociceptores so terminaes
livres de neurnios nociceptivos perifricos localizados nos gnglios raquidianos
ativados por estmulos capazes de causar leso tecidual (Sneddon, 2004; Dubin e
Patapoutian, 2010). Os nociceptores possuem especificidade ao tipo de estmulo
nocivo, os quais podem ser de diferentes modalidades: trmicos, mecnicos e/ou
qumicos. Esses estmulos alteram as propriedades da membrana dos nociceptores
e deflagram potenciais de ao (Loeser e Bonica, 2001; Garry et al. 2004).
Os aferentes sensitivos primrios responsveis pela nocicepo so fibras
nervosas do tipo A-delta (A) e C. As fibras A so pouco mielinizadas, sendo
responsveis pela transmisso da dor primria ou dor rpida. Devido presena da
mielina elas transmitem estmulos mais rapidamente, cerca de 5 a 30 m/s. As fibras
do tipo C, amielnicas, so as responsveis pela transmisso da dor secundria ou
dor lenta com velocidade entre 0,3 e 1,2 m/s (Sneddon, 2004; Chen, 2011).
As fibras nociceptivas se dirigem para o sistema nervoso central (SNC) de
forma organizada, e o centro metablico de cada clula est localizado em seu
corpo celular, localizado no gnglio da raiz dorsal quando se considera a
sensibilidade dolorosa da pele, dos msculos e das articulaes do tronco e dos
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7
membros. As fibras nervosas entram na regio dorsal da medula espinal e fazem
sinapses com neurnios secundrios (ou de segunda ordem) situados em algumas
das lminas de Rexed, diviso histolgica da substncia cinzenta da medula espinal.
As fibras A e C finalizam em diferentes lminas, ocorrendo uma grande densidade
de projees de aferentes nociceptivos nas lminas I, II e V (Figura 1).
Interneurnios inibitrios e excitatrios do corno dorsal da medula espinal, assim
como vias descendentes originadas em centros superiores do neuroeixo, modulam a
transmisso dos estmulos nociceptivos neste local de entrada (Dubin e Patapoutian,
2010; Perl, 2011). Os mecanismos de modulao da dor sero discutidos no captulo
2.1.1.
A partir da medula espinal, o estmulo nociceptivo ascende para o encfalo por
meio de diferentes tratos: espinotalmicos lateral e medial, espinorreticular,
espinomesenceflico, cervicotalmico e espinohipotalmico (DMello e Dickenson,
2008). Portanto, os neurnios de segunda ordem projetam-se da medula espinal
principalmente para o tronco enceflico e o tlamo, onde so enviadas projees
para diferentes regies, como crtex somatossensorial e crtex cingulado anterior,
responsveis respectivamente pelos aspectos sensrio-descriminativos e afetivo-
motivacionais da dor (Dubin e Patapoutian, 2010). As principais regies de projees
talmicas so os ncleos talmicos ventral posterior lateral, ventral posterior medial
e ventral posterior, e ncleos posteriores. (Alves Neto et al., 2009). Os estmulos
nociceptivos sofrem novas modulaes em diferentes estruturas do tronco enceflico
e, secundariamente, em centros talmicos e estruturas corticolmbicas.
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Figura 1. Vias nociceptivas da periferia ao sistema nervoso central. Fibras aferentes primrias (tipos A, A e C), cujos corpos celulares encontram-se no gnglio da raiz dorsal (GRD), transmitem impulsos nervosos da periferia ao corno dorsal da medula espinal nas lminas I, II e V de Rexed. Neurnios de projeo da lmina I inervam regies como o ncleo parabraquial (PB) e a substncia cinzenta periaquedutal (SCP), as quais se comunicam com o sistema lmbico. Deste sistema e da SCP emergem projees descendentes que se dirigem a ncleos do tronco enceflico, como o bulbo ventral medial rostral (BVMR), que modulam o processamento nociceptivo espinal. Neurnios da lmina V dirigem-se principalmente ao tlamo (trato espinotalmico), de onde se projetam a vrias regies corticais que compem a matriz da dor (adaptado de DMello e Dickenson, 2010).
Dentre os ncleos do tronco enceflico envolvidos na transmisso da dor
destacam-se a formao reticular mesenceflica, o colculo superior, os ncleos
cuneiforme e parabraquial, o ncleo magno da rafe e a substncia cinzenta
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periaquedutal mesenceflica. Do sistema lmbico e da substncia cinzenta
periaquedutal emergem projees descendentes que se dirigem a ncleos do tronco
enceflico, como o bulbo ventral medial rostral, que modulam o processamento
nociceptivo espinal (Figura 1) (Millan, 1999; DMello e Dickenson, 2008).
Segundo Schweinhardt e Bushnell (2010), os estudos da dor mostram a
participao de uma rede cortical e subcortical que envolve reas sensoriais,
lmbicas, associativas e motoras (Figura 2). Os autores encontraram uma maior
ativao no crtex somatossensorial primrio e secundrio (S1 e S2), crtex
cingulado anterior, crtex insular e crtex pr-frontal em decorrncia de estmulos
nocivos na periferia.
Figura 2. Regies enceflicas envolvidas no processamento da dor. A: vias ascendentes e as regies enceflicas envolvidas no processamento da dor. B: corte coronal do encfalo mostrando diversas regies envolvidas com o processamento da dor. M1: crtex motor primrio; S1: crtex sensorial primrio; S2: crtex sensorial secundrio; AMS: rea motora suplementar; CCA: crtex cingulado anterior; CCP: crtex cingulado posterior; CPF: crtex pr-frontal; AMIG: amgdala; NB: ncleos da base; HT: hipotlamo; PB: ncleo parabraquial (adaptado de Schweinhardt e Bushnell, 2010).
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A dor pode ser classificada em diferentes tipos, por exemplo: dor inflamatria,
dor neuroptica, dor referida, etc. (Costigan et al., 2009, Woolf, 2010; Perl, 2011). A
dor relacionada com a microleso muscular pode ser entendida como uma dor
inflamatria, j que os sintomas decorrem de um processo de leso na estrutura
celular que desencadeia um processo inflamatrio (Loeser e Bonica, 2001; Garry et
al., 2004). A dor de origem inflamatria ocorre em resposta a uma leso e resulta
basicamente da interao de mediadores inflamatrios e nociceptores perifricos
(Costigan et al., 2009).
1.1.1 Mediadores qumicos envolvidos na nocicepo
Os nociceptores so receptores diferenciados porque no apenas transmitem
informaes como tambm liberam substncias qumicas para o meio extracelular.
Quando h leso tecidual, ocorre a ativao dos nociceptores devido produo e
liberao de vrias substncias por clulas no-neuronais (mastcitos, neutrfilos,
plaquetas, fibroblastos) presentes no local da leso ou que infiltram a rea lesada.
Os nociceptores expressam grande variedade de receptores para mediadores
inflamatrios, sendo trs suas classes mais importantes: (1) canais inicos
dependentes dos ligantes, (2) acoplados protena G (protena localizada no meio
intracelular que ativa enzimas ou canais inicos) e (3) receptores de tirosina cinase
(Alves Neto et al., 2009).
Em leses traumticas, inflamatrias ou isqumicas diversas substncias
algognicas so liberadas por diferentes tipos celulares, como os mastcitos,
leuccitos e outras clulas, inclusive a prpria clula lesada, podendo sensibilizar e
ativar os nociceptores. So exemplos de substncias algognicas: ons (como K+ e
H+), acetilcolina (ACh), bradicinina, histamina, serotonina (5-HT), susbtncia P,
-
11
peptdeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP), prostaglandinas (PG),
citocinas, leucotrienos, fator de ativao plaquetrio, fatores de crescimento,
purinas, metablitos do cido araquidnico, entre outras (Loeser e Bonica, 2001;
Vanderah, 2007; Alves Neto et al., 2009).
Alguns mediadores inflamatrios, como os prtons, o ATP e a serotonina,
ligam-se aos canais inicos das terminaes nervosas sensitivas, enquanto outros,
como a bradicinina, a histamina, as prostaglandinas e o fator de crescimento neural,
medeiam os seus efeitos por meio de receptores ligados protena G ou receptores
de tirosina cinase, que modulam a atividade dos segundos-mensageiros nos
aferentes sensitivos primrios (Loeser e Bonica., 2001; Alves Neto et al., 2009).
Quando h leso tecidual, a serotonina liberada pelas plaquetas e pelos
mastcitos pode ativar os nociceptores tambm por se ligar a receptores acoplados
protena G. A histamina tambm liberada pelos mastcitos e atua nos
nociceptores e, dependendo da sua concentrao, evoca a dor. A bradicinina um
dos mediadores inflamatrios envolvidos na dor espontnea e hiperalgesia (aumento
da sensao dolorosa sem alterao na intensidade do estmulo nocivo) por meio da
ativao de receptores de membrana acoplados protena G localizados nas
terminaes livres dos neurnios sensitivos. Indiretamente, a bradicinina pode
induzir a liberao de outros mediadores inflamatrios de clulas no-neuronais.
Sua formao no local da leso tecidual pode ocorrer por liberao de citocinas,
como as interleucinas, e sua regulao requer nova sntese de protena e
neurotrofinas, como o fator neurotrfico derivado da glia (GDNF) (Loeser e Bonica,
2001; Alves Neto et al., 2009).
A ativao dos macrfagos resulta na liberao de vrias citocinas que
sensibilizam as terminaes nervosas. As citocinas so polipeptdeos sinalizadores
-
12
da comunicao intracelular e influenciam uma grande variedade de funes
celulares, incluindo a proliferao, a diferenciao, a reparao tecidual, os
mecanismos de degenerao e regenerao do tecido nervoso e a ao de outras
citocinas. Elas afetam a funo de outras clulas, pois se ligam a receptores
especficos na superfcie das membranas celulares e agem por meio de
mecanismos que envolvem segundos-mensageiros, como a adenosina
monofosfatocclica (AMPc), por exemplo. Dentre as citocinas destacam-se o fator de
necrose tumoral (TNF), as interleucinas (ILs) (IL-1 - IL-17) e o fator de ativao
plaquetria. O TNF- desencadeia a cascata de liberao de citocinas e o responsvel pela hiperalgesia mediada pelas PGs. Entre as interleucinas, a IL-1 induz a produo de substncia P. Quando em concentraes elevadas a IL atua na
formao do cido araquidnico, alm de aumentar a potencializao prolongada e
causar hiperalgesia (Loeser e Bonica, 2001; Alves Neto et al., 2009; Garrido-Suarz
et al., 2009).
A substncia P e o CGRP facilitam a transmisso da informao dos aferentes
primrios para os neurnios do corno dorsal da medula espinal, sendo a substncia
P pertencente famlia das taquicininas ou neurocininas. Nos tecidos, a substncia
P causa vasodilatao, calor, hiperemia e edema. A vasodilatao induzida pela
substncia P relaciona-se desgranulao de mastcitos que causa a liberao
secundria de histamina. Existem trs fontes de substncia P na medula espinal: as
terminaes de aferentes primrios, os neurnios intrnsecos da medula espinal e as
fibras oriundas do tronco enceflico. A concentrao da substncia P aumenta em
condies inflamatrias e exerce atividade excitatria em grande variedade de
neurnios do corno dorsal da medula espinal. A estimulao mecnica dos gnglios
e das razes sensitivas aumenta a concentrao de substncia P nos corpos
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celulares das razes sensitivas e na lmina II do corno dorsal da medula espinal. O
CGRP encontrado nas lminas I e II do corno dorsal da medula espinal e ativa a
enzima que sintetiza a substncia P, sendo metabolizado pela mesma enzima
envolvida no metabolismo dessa substncia. Quando ocorre dor, a substncia P e o
CGRP, dentre outros neurotransmissores, so liberados nos tecidos pelas
terminaes nervosas dos aferentes nociceptivos e ativam os elementos celulares
envolvidos no processo inflamatrio (neutrfilos, linfcitos, macrfagos) ou
regenerativo (fibroblastos, clulas de Schwann), que so agentes envolvidos na
vasodilatao e no processo inflamatrio (Loeser e Bonica, 2001; Alves Neto et al.,
2009).
Algumas substncias qumicas que ativam os nociceptores o fazem por sua
ligao a receptores ionotrpicos e acoplados protena G que so canais inicos
permeveis tanto para Na+ como para outros ons. Entre essas substncias pode-se
citar o ATP e os prtons. O fluxo inico despolariza os neurnios sensitivos e induz a
descarga neuronal. Durante o processo inflamatrio ocorre uma diminuio do pH no
local da leso, o que ativa canais inicos sensveis a cidos e prolonga a ativao
dos nociceptores. Esses canais so encontrados tanto no sistema nervoso central
como no perifrico (Loeser e Bonica, 2001; Alves Neto et al., 2009; Gautam et al.,
2010).
Os aferentes primrios no corno dorsal da medula espinal utilizam o glutamato
como principal neurotransmissor excitatrio. O glutamato despolariza neurnios
sensitivos e isso determina a transmisso da informao pelas vias ascendentes e
tambm contribui para a hiperalgesia (Alves Neto et al., 2009; Dubin e Patapoutian,
2010). Existem trs tipos de receptores ionotrpicos de glutamato no corno dorsal da
medula espinal: o NMDA, o AMPA e o cainato (Garry et al., 2004).
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Os estmulos dos aferentes nociceptivos e a liberao de neurotransmissores
que ativam receptores metabotrpicos e ionotrpicos dos neurnios do corno dorsal
da medula espinal causam sensibilizao neuronal. Essa sensibilizao depende de
aminocidos e da substncia P, entre outros. Os receptores AMPA e cainato so
ativados aps a liberao do glutamato e permitem o influxo de Na+ e K+ para o
interior do neurnio e a despolarizao rpida da membrana neuronal. Aps alguns
segundos, ocorre a ativao dos receptores NMDA que propicia o influxo
citoplasmtico do Ca++ acoplado ao influxo de Na+ e ao efluxo de K+. Os receptores
metabotrpicos ativados promovem a formao de segundos-mensageiros que
levam a liberao de Ca++ de reservas citoplasmticas e tambm a formao do
cido araquidnico. Esse cido o substrato da ciclooxigenase (COX) na produo
das PGs e gerado como reao ativao dos receptores de glutamato. A
substncia P estimula a sntese de ATP e ativa os canais de Ca++, resultando em um
aumento da concentrao intraneural de Ca++ alguns minutos aps a estimulao
nociceptiva (Loeser e Bonica, 2001; Alves Neto et al., 2009).
Alm da ativao, a transmisso da informao sensitiva na medula espinal
tambm pode ser alterada por mecanismos inibitrios. Os principais
neurotransmissores inibitrios utilizados pelos interneurnios do corno dorsal da
medula espinal so o cido gama-aminobutrico (GABA) e a glicinina. A inibio
gabargica e glicinrgica reduz a capacidade de os aferentes dos
mecanorreceptores de baixo limiar ativarem as vias que veiculam a informao
nociceptiva para o encfalo. A inibio pr-sinptica diminui a liberao dos
neurotransmissores dos aferentes primrios, enquanto a ps-sinptica hiperpolariza
ou bloqueia a membrana ps-sinptica (Loeser e Bonica, 2001; Maeda et al., 2007;
Alves Neto et al., 2009).
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15
Portanto, a transferncia das informaes dos tecidos para o corno dorsal da
medula espinal depende da quantidade e tipo de neurotransmissores liberados pelos
aferentes primrios, da densidade e da natureza dos receptores ps-sinpticos, da
cintica da ativao dos receptores, da abertura e do fechamento dos canais inicos
e da captao ou sntese por metabolizao ou difuso dos neurotransmissores.
Alm de sua atividade como neurotransmissores, os peptdeos podem exercer ao
neuromodulatria, modificando a sensibilidade dos receptores da medula espinal
aos neurotransmissores de ao rpida ou alterando sua liberao pr-sinptica
(Alves Neto et al., 2009).
1.1.2 Modulao da dor
O corno dorsal da medula espinal, alm de uma estao de coleta de
informaes transmitidas pelos aferentes primrios, tambm contm interneurnios
que interferem no processamento das informaes sensitivas, inibindo ou facilitando
a transmisso dos potenciais veiculados pelos aferentes primrios para as reas
superiores do neuroeixo (Alves Neto et al., 2009; Chen, 2011). O processo de
modulao da dor representa alteraes que ocorrem no sistema nervoso em
resposta a um estmulo nocivo e permite que esses estmulos recebidos no corno
dorsal da medula espinal sejam seletivamente modulados de forma que a
transmisso do sinal para centros superiores do SNC seja modificada (Vanderah,
2007). A modulao da dor pode ocorrer baseada nos princpios da Teoria das
comportas da dor ou por meio das vias descendentes do encfalo (Alves Neto et al.,
2009; Chen, 2011).
Segundo Chen (2011), ao longo dos sculos as principais teorias que surgiram
para tentar explicar os mecanismos da dor foram a Teoria da especificidade (1849),
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16
a Teoria da intensidade (1874), a Teoria padro (1929) e a Teoria das comportas da
dor (1965). As duas primeiras teorias no abrangiam todos os mecanismos
envolvidos na sensibilidade dolorosa, mas a partir delas se desenvolveu a Teoria
das comportas da dor, elaborada por Melzack e Wall, que direcionou todas as
pesquisas nos anos seguintes. Entretanto, atualmente essa teoria tem sido apontada
como simplista para explicar os mecanismos envolvidos na codificao e
transmisso da dor (Chen, 2011).
A Teoria das comportas da dor prope a existncia de uma modulao na
sinapse entre aferentes primrios e neurnios de transmisso na lmina II do corno
dorsal da medula espinal (Figura 3). Segundo a teoria, trs situaes podem
contribuir para a modulao da dor: 1) quando a atividade mediada pelos aferentes
nociceptivos prevalece, eles desativam a ao inibitria dos interneurnios da lmina
II e prevalece a sensao dolorosa; 2) quando a atividade neural mediada pelas
fibras aferentes no-nociceptivas de grosso calibre prevalece, ela inibe a atividade
das fibras nociceptivas de pequeno dimetro (A e C) por meio da ativao de
interneurnios inibitrios na lmina II, resultando em diminuio (hipoalgesia) ou
ausncia (analgesia) da sensao de dor; 3) a modulao decorrente das vias
descendentes do encfalo tambm interferem nas comportas da dor. Contudo,
recentemente a Teoria das comportas da dor foi apontada como muito simplista para
explicar os mecanismos da transmisso de estmulos perifricos nocivos que
chegam medula espinal. A organizao das sinapses das fibras A e C no corno
dorsal da medula espinal parece muito mais complexa, uma vez que foram
identificados neurnios relacionados com a transmisso do estmulo doloroso
tambm nas lminas I e V. De qualquer forma, mesmo os autores que hoje criticam
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17
aspectos da Teoria das comportas da dor assumem que essa Teoria teve papel
essencial e efeito positivo nas pesquisas sobre dor (Chen, 2011).
Figura 3. Teoria das comportas da dor. O sistema de comportas presente na lmina II do corno dorsal da medula espinal composto pelos aferentes primrios (fibras A e fibras C) e pelos neurnios de projeo. Quando a atividade das fibras nociceptivas C prevalece, as comportas abrem-se permitindo a ao dos neurnios de projeo e prevalece a sensao dolorosa. Caso a atividade das fibras aferentes de grosso calibre prevalea (fibras A-beta), ocorre uma modulao da dor podendo resultar em diminuio ou ausncia da sensao dolorosa. Vias descendentes do sistema nervoso central tambm podem modular as comportas da dor. T: neurnios de transmisso (adaptado de Chen, 2011).
Alm das aferncias oriundas dos nervos perifricos, o corno dorsal da medula
espinal tambm recebe projees oriundas do crtex cerebral, das estruturas
subcorticais e do tronco enceflico que participam do mecanismo de modulao da
atividade sensitiva a partir de vias descendentes do encfalo (Figura 4). As
evidncias experimentais da importncia dos sistemas neuronais rostrocaudais de
modulao da dor so descritas desde a dcada de 1950 e foram confirmadas em
estudos em que a estimulao eltrica da substncia cinzenta periaquedutal
mesenceflica de animais promoveu a depresso da atividade de neurnios das
lminas I e V do corno dorsal da medula espinal, resultando em analgesia sem
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comprometer outras formas de sensibilidade (McMahon e Koltzenburg, 2006; Waters
e Lumb, 2008; Alves Neto et al., 2009).
As fibras descendentes relacionadas com a modulao da dor projetam-se para
o corno dorsal da medula espinal chegando no funculo dorsolateral e fazendo
sinapse com os aferentes primrios e com os neurnios de segunda ordem
(McMahon e Koltzenburg, 2006; Vanderah, 2007).
Figura 4. Vias descendentes de modulao da dor. Vias de modulao da dor com conexes na substncia cinzenta periaquedutal (SCP) e no bulbo ventral medial rostral (BVMR). Neurnios do lobo frontal e da amgdala projetam-se diretamente e via hipotlamo (H) para a SCP. A SCP controla os neurnios nociceptivos por meio do tegmento pontino dorsolateral (TPDL) e do BVMR, que contm neurnios de projeo. O BVMR exerce controle na transmisso nociceptiva no corno dorsal da medula espinal (adaptado de McMahon e Koltzenburg, 2006).
A modulao da dor a partir de vias descendentes se relaciona tambm com a
ao de peptdeos opiides, presentes em vrias regies do SNC, incluindo
estriado, mesencfalo, ponte, bulbo e medula espinal. Existem trs tipos de
opiides: as encefalinas, as dinorfinas e as endorfinas. Alguns dos locais de ao
dos peptdeos opiides so a substncia cinzenta periaquedutal mesenceflica, o
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ncleo magno da rafe, a formao reticular e o locus ceruleus (Loeser e Bonica,
2001; Vanderah, 2007; Alves Neto et al., 2009).
Os receptores opiides , , e ocorrem principalmente nas terminaes dos aferentes primrios e ps-sinapticamente nos neurnios do corno dorsal da medula
espinal. Alguns peptdeos opiides so encontrados nos gnglios das razes
sensitivas e atuam centralmente inibindo os neurnios da medula espinal, pois
interferem na liberao de neurotransmissores excitatrios pelos aferentes primrios.
H grande concentrao de receptores opiides nas lminas I, II, III e V do corno
dorsal da medula espinal. Eles agem pr-sinapticamente nas terminaes nervosas
sensitivas do corno dorsal da medula espinal, inibem as correntes de Ca++ e
suprimem a liberao de neurotransmissores, incluindo o glutamato e a substncia
P. Atuam tambm em stios ps-sinpticos e hiperpolarizam neurnios do corno
dorsal da medula espinal. A ativao dos receptores opiides resulta em
hiperpolarizao das terminaes das fibras nociceptivas em decorrncia da
abertura de canais de K+ e da reduo da sua excitabilidade com conseqente
reduo da liberao de neurotransmissores excitatrios (Loeser e Bonica, 2001;
Alves Neto et al., 2009).
Alm dos opiides endgenos, podem ser administradas substncias opiides
exgenas para o controle da dor, como a morfina. No sistema nervoso h vrios
subtipos de receptores de morfina envolvidos no mecanismo de supresso da dor
presentes na amgdala, no hipotlamo, no ncleo caudado, na substncia cinzenta
periaquedutal mesenceflica, no tlamo e na lmina II do corno dorsal da medula
espinal. A injeo de morfina na substncia cinzenta periaquedutal resulta em
aumento da atividade neuronal no ncleo magno da rafe, sendo que o efeito
analgsico da administrao de morfina e da estimulao eltrica relaciona-se com a
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ativao de tratos inibitrios rostrocaudais. A morfina liga-se a seu receptor acoplado
protena G que bloqueia canais de Ca++ e, consequentemente, reduz a liberao
de neurotransmissores. Alm disso, a morfina pode atuar na substncia cinzenta
periaquedutal via mecanismos de desinibio onde atuam sistemas gabargicos
(Loeser e Bonica, 2001, Alves Neto et al., 2009).
Na medula espinal os opiides exercem efeito inibitrio nas terminaes
nervosas assim como nos neurnios excitatrios vizinhos, alm disso, eles inibem
diretamente neurnios da lmina II, que so a fonte mais importante de estmulos
excitatrios veiculados pelas fibras C em neurnios de projeo rostral originados na
lmina I. A lmina II exerce efeito excitatrio nas lminas mais profundas do corno
dorsal da medula espinal. Os receptores assim como os receptores inibem pr-
sinapticamente esses neurnios. Portanto, as vias supressoras de dor originadas na
poro rostral e medial do bulbo e do tegumento dorsolateral pontomesenceflico
inibem os neurnios de projeo, a liberao de neurotransmissores dos aferentes
primrios e os interneurnios excitatrios e excitam os interneurnios inibitrios. As
projees rostrais das estruturas do tronco enceflico parecem tambm ser
relevantes para o processamento da dor. provvel que os ncleos
serotoninrgicos dorsais da rafe, sob influncia de vias encefalinrgicas, apresentem
funo moduladora no ncleo acumbens, na amgdala e na habnula (Loeser et al.,
2001; Waters e Lumb, 2008; Alves Neto et al., 2009).
No processo de modulao da dor existe a ao do neurotransmissor inibitrio
GABA com atividade supressora em neurnios e em terminaes nervosas da
substncia periaquedutal, no ncleo magno da rafe e no ncleo reticular
gigantocelular. Na medula espinal o GABA atua em receptores ps-sinpticos e
induz a hiperpolarizao da membrana neuronal em decorrncia da ativao de
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receptores pr-sinpticos, inibindo a liberao de neurotransmissores e limitando a
propagao da atividade excitatria glutamatrgica (Loeser e Bonica, 2001, Maeda
et al., 2007; Alves Neto et al., 2009).
A ao das correntes eltricas analgsicas utilizadas na terapia baseia-se nos
mecanismos de modulao da dor, j que a transmisso da informao sensitiva na
medula espinal pode ser ativada ou suprimida por mecanismos facilitatrios ou
inibitrios. Os mecanismos inibitrios podem ser ativados por vrios estmulos
perifricos e por influncias rostrocaudais, justificando a analgesia induzida pela
estimulao eltrica transcutnea, pela acupuntura, pela hipnose e pelo efeito
placebo (Maeda et al., 2007; Alves Neto et al., 2009).
A analgesia relacionada ao efeito placebo refere-se ao alvio da dor de um
indivduo aps a administrao de uma substncia quimicamente inerte ou aplicao
de um equipamento teraputico desligado. Sugere-se que a analgesia ocorra devido
crena de uma pessoa que uma potente medicao ou tcnica teraputica para
dor foi administrada. Estudos de imagens cerebrais mostram que a analgesia
placebo pode estimular a liberao de opiides endgenos associados com a
modulao da dor. Estes resultados mostram que a sinalizao dos opiides
endgenos durante a analgesia induzida pelo efeito placebo atua modulando as
reas e as projees que atuam no controle descendente da dor (Eippert et al.,
2009). Dessa forma, torna-se importante a incluso de um grupo placebo em
estudos em que o tratamento tem como objetivo a reduo da dor percebida pelos
indivduos.
Em resumo, as unidades neuronais, os canais sensoriais e os
neurotransmissores envolvidos no mecanismo de supresso e ativao das vias
nociceptivas atuam em conjunto. A ativao dos receptores opiides ou de
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glutamato no tronco enceflico, a estimulao eltrica do tlamo, do hipotlamo
lateral, da substncia cinzenta periaquedutal mesenceflica e das estruturas da
formao reticular ventromedial do bulbo podem bloquear as unidades nociceptivas
espinais por meio da excitao das vias bulboespinais inibitrias. As vias
rostrocaudais podem inibir os circuitos nociceptivos diretamente ou ativar vias
segmentares que liberam neurotransmissores inibitrios. A substncia P e o
glutamato parecem liberar encefalinas nas terminaes nervosas do corno dorsal da
medula espinal. A supresso do mecanismo de modulao resulta em aumento
aparente da intensidade do estmulo, tal como ocorre em situaes em que h
bloqueio da ao do GABA ou da glicina. Isso sugere que exista atividade inibitria
intensa que ativada por estmulos aferentes de vrios limiares. A atuao desse
sistema resulta na interpretao de o estmulo ser ou no nociceptivo (Loeser e
Bonica, 2001, Alves Neto et al., 2009).
Uma condio dolorosa que afeta tanto indivduos atletas quanto no-atletas
a dor muscular oriunda da prtica de exerccios fsicos. Essa condio est
fortemente associada realizao de exerccios excntricos e pode resultar em dor
muscular de incio tardio, aspectos que sero discutidos a seguir.
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23
1.2 EXERCCIOS EXCNTRICOS
As contraes excntricas ocorrem a partir da produo de fora muscular
juntamente com o alongamento da unidade msculo-tendnea, ou seja, existe
produo de fora acompanhada de um aumento no comprimento do msculo
(Guilhem et al., 2010) (Figura 5). Isso confere algumas caractersticas especficas
a esse tipo de contrao, como exemplo pode-se citar a maior capacidade de
produo de fora muscular nas contraes excntricas quando comparadas s
contraes concntricas e isomtricas. Esse fato decorre principalmente da
grande produo de fora passiva durante as contraes excntricas, que est
relacionada com os elementos elsticos do msculo, como, por exemplo, os
tendes (Santos et al., 2010; Guilhem et al., 2011; Rocha et al., 2011).
Figura 5. Representao da contrao excntrica. Durante as contraes excntricas ocorre produo de fora juntamente com um alongamento do msculo e de suas unidades contrteis, os sarcmeros (adaptado de Huard et al., 2002).
Os exerccios excntricos so amplamente utilizados na rea da reabilitao,
principalmente no tratamento de leses msculo-tendneas (Fahlstrm et al., 2003;
Laurin et al., 2011). O uso crnico do exerccio excntrico, ou seja, sob forma de
treinamento, promove efeitos protetores contra leses musculares (Paddon-Jones e
Abernethy, 2001; Paschalis et al., 2011). A utilizao desse tipo de exerccio, tanto
sarcmero
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24
no tratamento quanto na preveno de leses, tem sido relacionada com o efeito
desses exerccios no fortalecimento dos elementos elsticos musculares (Albert,
2002) e com alteraes na regio contrtil do msculo, mais especificamente
relacionadas com um possvel aumento do nmero de sarcmeros em srie na fibra
muscular (Morgan e Proske, 2004; Butterfield et al., 2005; Butterfield e Herzog,
2006). Os sarcmeros so delimitados pelas linhas Z e representam as unidades
funcionais do aparelho contrtil onde esto presentes protenas relacionadas com a
contrao muscular, como a miosina, actina, troponina, tropomiosina e titina (Barton,
2012; McNally, 2012) (Figura 6).
Figura 6. Representao esquemtica do sarcmero. O sarcmero representa a unidade funcional do aparelho contrtil, constitudo pelo filamento grosso (composto pela protena miosina) e filamento fino (composto pelas protenas actina, troponina e tropomiosina), que formam as bandas A e I. Protenas de sinalizao (miozenina, teletonina e protena muscular LIM) esto associadas com a protena titina, prximas linha Z. A linha Z delimita o sarcmero e a regio onde se encontra a protena -actinina. A linha M est localizada na regio central do sarcmero onde a protena miomesina mantm o alinhamento dos filamentos grossos (adaptado de Barton, 2012).
filamento grosso (miosina)
filamento fino (actina, miosina, tropomiosina)
-actinina
banda I banda I banda A
linha Z linha Z
titina
miomesina
miozenina
telotonina
protena muscular LIM (MLP)
sarcmero
linha M
-
25
Contraditoriamente, antes que os efeitos benficos crnicos do treinamento
excntrico sejam instalados, primeiramente necessrio que o sistema msculo-
esqueltico do indivduo seja submetido aos efeitos agudos desse tipo de
exerccio, os quais ocasionam microleso muscular. Esse tipo de microleso
normalmente acontece aps a prtica de exerccios fsicos e necessria para
que processos adaptativos sejam instalados na unidade msculo-tendnea como,
por exemplo, o aumento da capacidade de produo de fora desse msculo
(Farthing e Chilibeck, 2003, Guilhem et al., 2010).
A grande capacidade de produo de fora associada ao aumento do
comprimento muscular durante as contraes excntricas remetem a um maior
grau de microleso muscular quando comparada aos outros tipos de contrao
(Stupka et al., 2000; Guilhem et al., 2010). Alm das modificaes na estrutura do
msculo aps uma srie de contraes excntricas, foi demonstrado tambm que
a microleso causa a chamada dor muscular de incio tardio (DMIT) (Cheung et
al., 2003; Crameri et al., 2007; Rawson et al., 2007; Miles et al., 2008). A DMIT
decorrente do exerccio excntrico foi definida na dcada de 80 por Armstrong
como a sensao de desconforto ou dor no msculo esqueltico que ocorre
devido a um esforo muscular exagerado. O termo em ingls conhecido como
delayed onset muscle soreness (DOMS) e representa a leso por esforo
muscular que produz aumento da sensibilidade palpao e/ou ao movimento. A
DMIT aparece aproximadamente de 12 a 24 horas aps o esforo, apresentando
um pico de 24 at 72 horas, e os sintomas desaparecem em torno de 5 a 7 dias
aps a realizao do exerccio (Marginson et al., 2005; Guilhem et al., 2010).
A microleso associada ao exerccio excntrico tem sido amplamente
estudada na literatura. Alm da DMIT, outros efeitos agudos desse tipo de
-
26
exerccio podem ser citados, como aumento do nvel de protenas musculares no
sangue (Chapman et al., 2006; Rawson et al., 2007; Jimnez-Jimnez et al., 2008;
Sewright et al., 2008; Chen et al., 2009; 2011), diminuio da amplitude de
movimento articular (Chapman et al., 2006; Rawson et al., 2007; Chen et al., 2009;
2011) e reduo na fora muscular (Minder et al., 2002; Cheung et al., 2003;
Farthing e Chilibeck, 2003; Chapman et al., 2006; Crameri et al., 2007; Sewright et
al., 2008; Chen et al., 2009; 2011).
Segundo Lee et al. (2002), os possveis fatores que contribuem para a leso
muscular relacionada com os exerccios excntricos incluem fatores inflamatrios e
reaes mediadas por radicais livres. Muitos fatores tm sido propostos para explicar
o aumento da sensibilidade dolorosa em funo da DMIT, incluindo espasmo
muscular, leso no tecido muscular (normalmente relacionado ruptura de protenas
e da linha Z do sarcmero) (Cheung et al., 2003; Yu et al., 2004; Crameri et al.,
2007) e/ou leso no tecido conjuntivo (Cheing e Hui-Chan, 2003). Os nociceptores
localizados principalmente no tecido conjuntivo, na regio das arterolas e capilares,
e na juno miotendnea, quando estimulados levam sensao de dor provocada
pelo exerccio (Cheing e Hui-Chan, 2003).
A ruptura da linha Z do sarcmero produz uma desestruturao do material
miofibrilar incluindo alteraes nas protenas actina, titina, alfa-actinina, nebulina e
desmina, o que leva a uma diminuio da capacidade de produo de fora pelo
msculo. Alm da alterao estrutural no sinccio muscular, a diminuio da fora
tambm pode estar associada dor muscular decorrente do exerccio excntrico (Yu
et al., 2004; Guilhem et al., 2010; Chen et al., 2011).
Em estudos com humanos, a avaliao da diminuio da fora muscular pode
ser realizada pela medida do torque concntrico, excntrico e isomtrico de um ou
-
27
mais grupos musculares. O torque representado pela fora multiplicada pela
distncia perpendicular entre o eixo da articulao e o ponto de avaliao dessa
fora (Santos et al., 2010). A microleso no tecido muscular faz com que protenas
presentes no sinccio muscular sejam liberadas, como, por exemplo, a protena CK.
A avaliao da concentrao dessa protena tem sido utilizada como um marcador
de leso muscular aps a realizao de exerccios (Albert, 2002; Rawson et al.,
2007).
Na rea esportiva, o tratamento dos sinais e sintomas da DMIT desempenha
um importante papel, considerando que os exerccios excntricos so muito comuns
em diversas modalidades esportivas e que a rpida reverso dos sintomas
essencial para a reestruturao da funo do atleta (Cheung et al., 2003).
Diversas modalidades teraputicas so adotadas no tratamento da dor
muscular decorrente dos exerccios excntricos, incluindo alguns tipos de correntes
eltricas, como, por exemplo, a estimulao eltrica transcutnea (TENS) (Craig, et
al., 1996; Leeder et al., 2011), a microcorrente (Lambert, et al., 2002; Curtis et al.,
2010), a corrente de alta voltagem (Tourville, et al., 2006) e a corrente interferencial
(Minder et al., 2002). Em relao corrente interferencial, os estudos encontrados
avaliaram os efeitos da corrente nos msculos flexores do cotovelo, em que Schmitz
e colaboradores (1997) verificaram resultados significativos na reduo da dor aps
o tratamento. Entretanto, Minder e colaboradores (2002) no evidenciaram
diferenas entre os grupos tratamento, placebo e controle aps a aplicao da
corrente. Os efeitos, formas de aplicao e mecanismos de ao da corrente
interferencial sero abordados a seguir com nfase na sua aplicao para o
tratamento da dor relacionada com a realizao de exerccios excntricos.
-
28
1.3 CORRENTE INTERFERENCIAL
A corrente interferencial difere-se das demais correntes eltricas analgsicas
como o TENS, por exemplo, por ser uma corrente de mdia frequncia modulada e,
portanto, pode atingir maior profundidade de ao (Minder et al., 2002; Johnson e
Tabasam, 2003a). Ela pode ser definida como a aplicao transcutnea de duas
correntes eltricas alternadas de mdia frequncia moduladas pela amplitude para
criar uma corrente teraputica de frequncia baixa (Minder et al, 2002; Ward, 2009).
O princpio da modulao foi desenvolvido por Nemec, em 1959, e ocorre
quando duas correntes de mdia frequncia fora de fase sofrem interferncia. A
frequncia de modulao corresponde diferena entre as duas ondas originais e
geralmente varia de 1 a 150 Hz. As faixas ideais de modulao para o tratamento de
diferentes tipos de desordens fisiopatolgicas ainda no so claras na literatura
(Minder et al., 2002; Ward et al., 2009).
Existem duas formas de aplicao da corrente interferencial. Uma por meio da
tcnica bipolar (ou pr-modulada), e a outra pela tcnica tetrapolar (ou verdadeira).
Na tcnica tetrapolar, duas correntes de mdia frequncia so aplicadas atravs de
dois pares de eletrodos cruzados entre si para produzir a interferncia na regio
central da interseco (Figura 7A) (Ward, 2009). Na tcnica bipolar, duas correntes
individuais sofrem interferncia dentro do equipamento e por isso so chamadas de
pr-moduladas (Figura 7B). Nessa tcnica, cada par de eletrodos funciona
independentemente, permitindo que eles sejam aplicados em regies diferentes do
corpo (Minder et al. 2002). Alguns autores sugerem que os efeitos analgsicos da
corrente interferencial verdadeira podem ser superiores aos da corrente pr-
modulada (Ward, 2009). Entretanto, as evidncias cientficas no mostram
-
29
superioridade de nenhum dos dois tipos de aplicao da corrente interferencial
(Ozcan et al., 2004).
Figura 7. Tcnicas de aplicao da corrente interferencial. A: tcnica verdadeira (tetrapolar); B: tcnica pr-modulada (bipolar) (adaptado de Ozcan et al., 2004).
Estudos mostram a utilizao da corrente interferencial no tratamento da dor
decorrente de diversas condies patolgicas, como lombalgia (Gracey et al., 2002; ,
Poitras, et al., 2005; Harman et al., 2009), cervicalgia (Helmers e Irwin, 2009), dor
miofascial (Hou et al., 2002), osteoartrite de joelho (Burch et al., 2008), dor no ps-
operatrio de cirurgia de joelho (Jarit et al., 2003), artrite psoritica (Walker et al.,
2006), constipao intestinal (Clarke et al., 2009), dismenorria (Tugay et al., 2007)
e tambm na condio de leso induzida, como a dor muscular decorrente dos
exerccios excntricos (Minder et al., 2002).
Os resultados experimentais obtidos aps o uso da corrente interferencial so
contraditrios. Burch e colaboradores (2008) encontraram diminuio significativa da
dor aps o uso da corrente interferencial no tratamento de osteoartrite de joelho. No
A B
-
30
tratamento de artrite psoritica, Walker e colaboradores (2006) mostraram efeitos
analgsicos satisfatrios aps o uso da corrente. Jarit e colaboradores (2003)
observaram reduo da dor, do uso de medicao analgsica e do edema,
ocorrendo ainda aumento da amplitude de movimento aps o uso da corrente
interferencial no tratamento da dor decorrente de cirurgias no joelho. Nesse estudo,
os resultados positivos foram encontrados logo aps a primeira sesso de
eletroterapia. Entretanto, Alves-Guerreiro (2001) no encontrou alterao no limiar
mecnico de dor em indivduos saudveis submetidos aplicao de corrente
interferencial na regio do antebrao. Alm disso, a reviso sistemtica de Fuentes
et al. (2010) conclui que os estudos realizados at o momento no esclarecem se o
uso da corrente interferencial suficiente para promover os resultados analgsicos
esperados, j que reduzido o nmero de trabalhos que estudaram os efeitos da
corrente como forma isolada de tratamento.
Segundo Johnson e Tabasam (2002; 2003a), o uso da corrente interferencial
na prtica clnica tem sido baseada em mecanismos de ao hipotticos. Os autores
afirmam que o uso da corrente tem se disseminado entre os fisioterapeutas apesar
da falta de estudos clnicos controlados que comprovem sua eficincia.
1.3.1 Possveis mecanismos analgsicos da corrente interferencial
Normalmente se especula que as correntes analgsicas utilizadas na terapia
modulam a sensao de dor por meio de mecanismos baseados na Teoria das
comportas da dor (Chen e Johnson, 2010; Sluka e Walsh, 2003), ou mediante
ativao das vias descendentes do SNC a partir da ao de receptores opiides
(DeSantana et al., 2008a; Lonard et al., 2011). Maeda e colaboradores (2007)
sugerem ainda que a liberao de GABA e ativao de seus receptores na medula
-
31
espinal um dos mecanismos pelos quais as correntes eltricas reduzem a
hiperalgesia. A ao analgsica dessas correntes baseia-se nos mecanismos de
modulao da dor, j que a transmisso da informao sensitiva na medula espinal
pode ser ativada ou suprimida por mecanismos facilitatrios ou inibitrios discutidos
anteriormente (Alves Neto et al., 2009).
Alguns autores sugerem que a utilizao de correntes com frequncias mais
altas (80 a 150Hz) est relacionada com efeitos analgsicos provenientes do
recrutamento de fibras sensitivas A-beta que, de acordo com a teoria das comportas
da dor, modula a informao nociceptiva no corno dorsal da medula espinal (Sluka e
Walsh, 2003). Entretanto, os efeitos analgsicos das correntes eltricas relacionados
com a ao de substncias opiides via tratos descendentes de modulao da dor
normalmente so atribudos ao uso de baixas frequncias de estimulao (at 4 Hz)
(Sluka e Walsh, 2003; Leonard et al., 2011). Porm, no existe consenso na
literatura em relao aos mecanismos envolvidos na modulao da dor utilizando
diferentes frequncias de estimulao. Leonard e colaboradores (2010), por
exemplo, sugerem que o uso de estimulao eltrica com frequncia alta tambm
pode envolver a ao de receptores opiides.
Estudos utilizando outros tipos de correntes eltricas (como o TENS) sugerem
que, dependendo da frequncia utilizada, a corrente pode ter benefcios melhores no
tratamento de dor aguda ou crnica (DeSantana et al., 2008b). Entretanto, alguns
estudos utilizando TENS mostraram no haver diferena entre o uso de frequncias
maiores (100-110 Hz) e menores (4 Hz) no tratamento de dor crnica (Warke et al.,
2006) e aguda (DeSantana, 2008a). Em relao corrente interferencial tambm
no existem resultados na literatura que sustentem o uso de frequncias de
modulao maiores ou menores. Johsan e Tabasam (2003b) testaram seis
-
32
frequncias de modulao variando de 20 Hz a 220 Hz e verificaram que todas as
frequncias utilizadas foram efetivas no tratamento da dor induzida pelo frio,
entretanto, no foi encontrada diferena entre elas. Da mesma forma, Schmitz e
colaboradores (1997) encontraram diminuio significativa da dor aps uso de
corrente interferencial tanto com frequncia de modulao de 10 Hz quanto de 100
Hz no tratamento da dor muscular.
Apenas dois estudos foram encontrados na literatura sobre o uso da corrente
interferencial no alvio dos sinais e sintomas relacionados com a microleso
muscular decorrente dos exerccios excntricos, e seus resultados foram
contraditrios. Alm disso, ambos trabalhos abordam os msculos flexores do
cotovelo e mostram diferenas metodolgicas e divergncia nos resultados. No
estudo mais antigo encontrado, Schmitz e colaboradores (1997) demonstraram
diminuio significativa na percepo da dor, tanto no grupo em que foi utilizada
frequncia baixa (10 Hz) quanto no grupo tratado com frequncia alta (100 Hz),
durante 30 min. A avaliao da dor foi realizada imediatamente, 15 e 30 minutos
aps a aplicao da corrente, utilizando a escala de percepo de dor. Foi
demonstrado que a reduo da sensibilidade dolorosa se manteve at o ltimo
momento avaliado em ambos os grupos. No outro estudo encontrado, Minder e
colaboradores (2002) no observaram diminuio da dor ao longo do tratamento, e
no houve diferena significativa entre os quatro grupos experimentais: grupo
tratado com frequncia de 10-20 Hz, grupo tratado com frequncia de 80-100 Hz,
grupo placebo e grupo controle. O tratamento foi realizado durante cinco dias
consecutivos, tendo cada sesso durao de 30 min. A dor foi avaliada utilizando-se
a escala visual analgica de dor e o limiar de dor mecnica, aplicados diariamente.
-
33
Dentro desse contexto, nota-se que existe uma lacuna na literatura relativa ao
uso da corrente interferencial no tratamento da microleso muscular em membros
inferiores. Alm disso, a correta aplicao da corrente interferencial na prtica clnica
exige uma maior definio sobre os efeitos da corrente, sobre os parmetros
utilizados e se o uso de correntes eltricas analgsicas age apenas na modulao
da dor ou tambm pode interferir nos demais aspectos da leso.
-
34
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo geral
O objetivo geral do presente trabalho foi avaliar os efeitos do uso da corrente
interferencial no tratamento da dor decorrente de microleso induzida por
exerccio excntrico nos msculos flexores e extensores do joelho.
1.4.2 Objetivos especficos
O trabalho teve como objetivos especficos:
- determinar os efeitos do exerccio excntrico no torque muscular voluntrio,
no limiar de dor mecnica e na concentrao sangunea da protena CK para
avaliar a efetividade do protocolo de exerccios em produzir os sinais e sintomas
esperados;
- avaliar os efeitos da aplicao da corrente interferencial nas mesmas
variveis citadas anteriormente para determinar a efetividade da corrente no
tratamento da dor decorrente da microleso muscular.
1.5 HIPTESES
Com a realizao do estudo se esperava encontrar:
- em relao ao protocolo de induo de dano muscular (aps a realizao do
exerccio): uma diminuio nos valores de torque muscular e limiar de dor mecnica,
juntamente com um aumento na concentrao da protena CK.
- em relao aos possveis efeitos de modulao da dor (aps o tratamento
com corrente interferencial): um aumento no limar de dor mecnica (diminuio da
sensibilidade dolorosa) sem alterao dos valores de torque e da concentrao da
protena CK.
-
35
________________________
2. MATERIAL E MTODOS
________________________
-
36
2.1 ARTIGO 1
Este artigo mostra os efeitos da corrente interferencial aplicada nos
msculos flexores de joelho aps a realizao de um protocolo de exerccios
excntricos. O artigo foi submetido para publicao no peridico Journal of
Sports Sciences em junho de 2011 e foi aceito para publicao em fevereiro de
2012.
Citao do artigo: Clarice S. Rocha, Fbio J. Lanferdini, Carolina Kolberg,
Marcelo F. Silva, Marco A. Vaz, Wania A. Partata & Milton A. Zaro (2012):
Interferential therapy effect on mechanical pain threshold and isometric torque
after delayed onset muscle soreness induction in human hamstrings, Journal of
Sports Sciences, 30:8, 733-742.
Link: http://dx.doi.org/10.1080/02640414.2012.672025
-
Interferential therapy effect on mechanical pain threshold and isometrictorque after delayed onset muscle soreness induction in humanhamstrings
CLARICE S. ROCHA1,2, FABIO J. LANFERDINI3, CAROLINA KOLBERG1,
MARCELO F. SILVA4,2, MARCO A. VAZ3, WANIA A. PARTATA1, & MILTON A. ZARO5,1
1Institute of Basic Health Sciences, Federal University of Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil, 2Physical Therapy
Department, IPA Methodist University Center, Porto Alegre, Brazil, 3School of Physical Education, Federal University of Rio
Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil, 4Physical Therapy Department, Federal University of Health Sciences of Porto Alegre,
Porto Alegre, Brazil, and 5Biomechanics Laboratory, Brazilian Institute of Leather, Shoes and Craftsmen Technology, Novo
Hamburgo, Brazil
(Accepted 28 February 2012)
AbstractThis study was undertaken to examine the acute effect of interferential current on mechanical pain threshold and isometricpeak torque after delayed onset muscle soreness induction in human hamstrings. Forty-one physically active healthy malevolunteers aged 18733 years were randomly assigned to one of two experimental groups: interferential current group(n 21) or placebo group (n 20). Both groups performed a bout of 100 isokinetic eccentric maximal voluntarycontractions (10 sets of 10 repetitions) at an angular velocity of 1.05 rad s71 (608 s71) to induce muscle soreness. On thenext day, volunteers received either an interferential current or a placebo application. Treatment was applied for 30 minutes(4 kHz frequency; 125 ms pulse duration; 807150 Hz bursts). Mechanical pain threshold and isometric peak torque weremeasured at four different time intervals: prior to induction of muscle soreness, immediately following muscle sorenessinduction, on the next day after muscle soreness induction, and immediately after the interferential current and placeboapplication. Both groups showed a reduction in isometric torque (P5 0.001) and pain threshold (P5 0.001) after theeccentric exercise. After treatment, only the interferential current group showed a signicant increase in pain threshold(P 0.002) with no changes in isometric torque. The results indicate that interferential current was effective in increasinghamstrings mechanical pain threshold after eccentric exercise, with no effect on isometric peak torque after treatment.
Keywords: eccentric exercise, delayed onset muscle soreness, interferential current, mechanical pain threshold, isometric peaktorque
Introduction
Different types of electrical stimulation are used in
therapy for various purposes, including pain relief,
muscle strengthening, edema control and circulation
promotion (Ward, Lucas-Toumbourou, &
McCarthy, 2009). In sports, electrical stimulation
has been used to accomplish several goals such as:
muscle stimulation (Vanderthommen & Crielaard,
2001), pain reduction (Bolin, 2003), urinary incon-
tinence treatment in female athletes (Rivalta et al.,
2010) and as a recovery method on subsequent
maximal climbing performance (Heyman, De Geus,
Mertens, & Meeusen, 2009).
Electrical stimulation can be used as an analgesic
therapy to treat muscular pain that occurs after
performing eccentric exercise (Minder et al., 2002;
Tourville, Connolly, & Reed, 2006). Eccentric
exercise usually produces delayed onset muscle
soreness, dened as muscle strain injury that
generates an increased tenderness or stiffness to
palpation and/or movement (Cheung, Hume, &
Maxwell, 2003). Considering that eccentric ex-
ercises are very common in sports, the rapid
reversion of symptoms resulting from exercises in
athletes is essential for both function restoration
and regain of sports performance (Cheung et al.,
2003).
Although necessary to produce the so-called
benecial chronic effects, the acute effects of
eccentric exercise may interfere with movement
and performance due to its discomfort and other
Correspondence: Clarice S Rocha, Federal University of Rio Grande do Sul, Institute of Basic Health Sciences, Porto Alegre, Brazil.
E-mail: [email protected]
Journal of Sports Sciences, April 2012; 30(8): 733742
ISSN 0264-0414 print/ISSN 1466-447X online 2012 Taylor & Francishttp://dx.doi.org/10.1080/02640414.2012.672025
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unpleasant related symptoms (Farthing & Chilibeck,
2003). Therefore, studying treatment of symptoms
after eccentric micro-lesion is relevant for both
clinical and performance scenarios (Cheung et al.,
2003).
According to Gracey, McDonough, and Baxter
(2002), physiotherapists often choose to use inter-
ferential therapy to treat subacute and chronic pain.
Interferential current is derived from the interference
of two medium frequency currents. When only one
pair of electrodes is used, the current is called
premodulated interferential and two individual cur-
rents interfere with each other in the unit (Minder
et al., 2002; Ward, 2009). It is the amplitude-
modulated interference wave that differentiates
interferential current from other electric devices such
as TENS and other types of low-frequency alternat-
ing current (Fuentes, Armijo-Olivo, Magee, &
Gross, 2010a; Johnson & Tabasam, 2003; Ward &
Oliver, 2007).
Acceptance of interferential current into the
physiotherapy practice has been based on a hypothe-
tical mechanism of action and objective evidence in
support is lacking (Johnson & Tabasam, 2002).
Despite the widespread use of interferential current
in clinical practice, the ndings of controlled clinical
trials question its effectiveness. In addition, the exact
mechanism by which the pain control occurs is still
obscure (Johnson & Tabasam, 2002). According to
Fuentes et al. (2010b), available information regard-
ing interferential current clinical efcacy is
debatable.
Although eccentric exercise is commonly used in
sport practice and also performed to induce muscle
soreness to study different kinds of treatment, only a
few studies evaluated the effect of interferential
current in exercise symptoms (Minder et al., 2002;
Schmitz, Martin, Perrin, Iranmanesh, & Rogol,
1997) and all of them studied the elbow exor
muscles. Therefore, there is a gap in the literature in
relation to the study of the interferential current
effects in the treatment of the effects from lower
limbs eccentric exercise. The aim of this study was to
examine the acute effects of interferential therapy on
mechanical pain threshold and isometric torque after
delayed onset muscle soreness induction in human
hamstrings.
Methods
General overview
Participants were submitted to a hamstrings ec-
centric exercise protocol. Twenty-four hours post-
exercise their muscles were treated with either
interferential current or a placebo interferential
current. The study was a single-blinded investiga-
tion, whereby participants were unaware of the
treatment group to which they were allocated. A
control group was not used (group without a
treatment) due to the general consensus in the
literature of the time of appearance and the reduction
of symptoms after eccentric exercises. Studies show
that the symptoms peak occurs between 24 and 48
hours after eccentric exercise (Plezbert & Burke,
2005; Vinck, Cagnie, Coorevits, Vanderstraeten, &
Cambier, 2006). Therefore, symptoms should not
decrease before the end of this period if no treatment
is applied. The option for only two experimental
groups also took into account the methodology of
previous studies that assessed the effects of articial
electrical stimulation for pain treatment without the
use of a control group (Chen & Johnson, 2009, 2010;
Leonard, Cloutier, & Marchand, 2011; Tourville
et al., 2006). Therefore, only a placebo group was
included where participants thought they were
receiving interferential current but actually the
equipment was turned off. Despite the limitations
of this choice (in view of the probable knowledge of
the participants of the placebo group that no
stimulation was applied due to the lack of sensory
input at the skin), as the stimulation parameters were
not known by the participants and they were
unfamiliar with electrical stimulation procedures
and sensation due to different types of electrical
stimulation, we thought that this would be clinically
more appropriate than simply using a control group.
All procedures were in accordance with the ethical
standards of the human experimentation committee.
Ethical approval was obtained from the Universitys
Research Ethical Committee (15658/2010). All
volunteers gave informed written consent prior to
participation in the study.
Setting and participants
Forty-one healthy male volunteers aged 18733 years(mean 24.0; s 3.7) were recruited through adver-tisements in the University. Participants were physi-
cally active for at least three months prior to their
participation and did not show any of the following
exclusion criteria: lower limb pathology or neurolo-
gical decit, cardiovascular problems, undiagnosed
pain, epilepsy or diabetes mellitus. Participants were
also instructed to not ingest any medication for at
least 48 hours prior to data collection.
This study was performed using only men as
research participants because womens sex hor-
mones vary throughout the menstrual cycle and it
has been demonstrated that sex hormones inu-
ence nociceptive threshold (Fillingim, King, Ri-
beiro-Dasilva, Rahim-Williams, & Riley, 2009) and
muscle strength (Bambaeichi, Reilly, Cable, &
Giacomoni, 2004).
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Randomisation
All participants were randomly assigned by block
drawing to one of two experimental groups: inter-
ferential current group (n 21) or placebo group(n 20). Both groups underwent an eccentricexercise protocol aimed at inducing muscle soreness.
On the next day, volunteers returned to the
laboratory for the interferential current or placebo
treatment. All measures were collected by the same
researcher.
Outcome measurements
All variables were measured at four instances: prior
to muscle soreness induction, immediately following
muscle soreness induction, on the day after the
induction and immediately after the interferential
current and placebo application. The following
variables were analysed: pain sensitivity through the
mechanical pain threshold and hamstring isometric
peak torque. These outcome measures were chosen
to allow comparisons with the other studies that
evaluated interferential current effects on delayed
onset muscle soreness (Schmitz et al., 1997; Minder
et al., 2002). Before the beginning of the rst test,
weight, height and body mass index were obtained.