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000 REV ASSOC PAUL CIR DENT 2008;62(2):138-142

EFFECT OF LED IRRADIATION ON MICROCIRCULATION OF AURICULAR MOUSE

Efeito da irradiação LED sobre a microcirculação auricular em camundongo

Leonardo Silveira Queiroz Graduando em Fisioterapia, Iniciação Científi ca – Faculdade de

Ciências da Saúde (FCS), Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento (IP&D), Universidade do Vale do Paraíba (Univap)

Diana Evelyn Rocha Wollmann Graduando em Odontologia, Iniciação Científi ca – FCS, IP&D,

Univap

RESUMO: A microcirculação pode ser considerada uma unidade funcional do sistema circulatório, sendo constituída pelos menores vasos distais. A radiação eletromagnética pode infl uenciar essa unidade agindo sobre esfíncteres pré-capilares. Essa infl uência pode gerar alterações na pressão hidrostática capilar, contribuindo na reabsorção de exsudato infl amatório e eliminando acúmulos de catabólitos in-termediários. O efeito da radiação eletromagnética coerente na região do visível (vermelho) tem sido estudado principalmente no processo infl amatório, tendo sido encontrado aumento da permeabilidade capilar e vasodilatação. Contudo, poucos trabalhos foram realizados com o emprego de radiação eletromagnética não-coerente (LED) na região do visível. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi observar o efeito do LED (640 ± 20 nm, 100 mW, 1,77 cm2) sobre a microcirculação auricular em camundongos. Para tal, foram utilizados oito animais divi-didos em dois grupos (grupo placebo e grupo 3 J/cm²). A superfície auricular externa dos animais foi monitorada (durante 15 minutos) sob microscopia óptica (100x) e analisada com o auxílio do programa ImageJ. Observou-se uma diferença signifi cativa no diâmetro dos vasos nos primeiros minutos após a irradiação, comprovando a existência de um efeito vasodilatador da radiação eletromagnética não-coerente, na região do vermelho, com os parâmetros testados. Esse resultado pode ser otimizado empregando-se maior fl uência. DESCRITORES: Fototerapia; Microcirculação; Vasodilatação.

ABSTRACT: Microcirculation, considered a functional unit of the circulatory system, is composed of many smaller distal vessels. The electromagnetic radiation can infl uence this unit acting on the precapillary sphincters. This infl uence might generate alterations on the capillary hydrostatic pressure, contributing to the reabsortion of the infl ammatory exudation and eliminating intermediate catabolite accumulation. The effect of coherent electromagnetic radiation on the visible region (red) has been studied mainly in the infl ammatory process, and an increase in the capillary permeability and vasodilation was found. However few studies have been conducted on the use of noncoherent electromagnetic radiation (LED) in the visible region. Therefore, the aim of this study was to observe the effect of the LED (640 ± 20 nm, 100 mW, 1.77 cm2) on the auricular circulation of mice. To this end 8 animals were separated into 2 groups (place-bo group and 3 J/cm² group). The external auricular surface was monitored (15 minutes) under light microscopy (100X) and analysed with the help of IMAGEJ program. A signifi cant difference was observed in the vessel diameter in the fi rst minutes after the irradiation, proving the existence of a vasodilator effect of non coherent electromagnetic radiation in the red region of the tested parameters. This result can be optimized with the use of greater fl uence.DESCRIPTORS: Phototherapy; Microcirculation; Vasodilatation.

Renata Amadei Nicolau Cirurgiã-Dentista, Professora Doutora do Curso de Odontologia,

Faculdade de Ciências da Saúde, Univap

Marcos Tadeu Tavares Pacheco Engenheiro, Professor Doutor da Pós-Graduação Engenharia

Biomédica - IP&D – Univap

Artigo Original

Ganhador do 3° FUTURA

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INTRODUÇÃO

A microcirculação pode ser considerada como a unidade funcional do sistema circulatório, composta por uma série de estruturas com funções específi cas¹. A microcirculação é constituída por vasos de vários tipos e calibres incluindo os capilares, que são os me-nores vasos distais do sistema circulatório, invisíveis a olho nu. Nos capilares, ocorre entrega de nutrientes e Oxigênio (O2), absorção do Dióxido de Carbono (CO2) e dos resíduos metabólicos. O agrupamento desses capilares é denominado de leito capilar, for-mado por vasos interconectados, com comprimento inferior a 1 mm. Porém, tão distribuídos que nenhu-ma célula se encontra a mais de 0,1 mm de distância de um capilar².

A terapia com radiação eletromagnética coerente, nas regiões do visível e infravermelho próximo, é muito utilizada e estudada para o tratamento de re-dução de dor, edema e reparação tecidual. A radiação eletromagnética pode infl uenciar a microcirculação de forma a aumentar a perfusão em um sítio de lesão ou área isquêmica. Os comprimentos de onda mais usados estão na faixa do vermelho do espectro ele-tromagnético que vai de 632 a 780 nm³. Essa onda eletromagnética pode interagir de quatro formas di-ferentes com os tecidos: refl etindo, transmitindo, es-palhando ou absorvendo. A interação que produz os efeitos terapêuticos é a absorção4.

Atualmente os LEDs (Light Emitting Diodes) es-tão sendo introduzidos comercialmente como uma alternativa para as terapias que utilizam laser de bai-xa intensidade. A utilização do LED representa uma recente e não-invasiva intervenção terapêutica para o tratamento de feridas, infecções e isquemias. Os LEDs são dispositivos emissores de luz monocro-mática e não-coerente. Segundo alguns autores, as respostas biológicas são determinadas pela absorção de fótons pelos tecidos, independente de sua fonte de emissão, ou seja, de luz coerente (laser) ou não-coerente (LED). Os efeitos da luz nos tecidos serão determinados pelos parâmetros de irradiação em-pregados (comprimento de onda, intensidade, área do feixe, tempo etc.)5. Contudo, poucos estudos de base foram realizados até o momento visando ana-lisar, de forma controlada, modifi cações teciduais promovidas pela irradiação emitida por LEDs na re-gião vermelha do espectro eletromagnético. Assim, o objetivo do presente estudo foi mensurar a resposta vascular da microcirculação auricular de camundon-

go, pós-irradiação com LED (640 ± 20 nm) em baixa intensidade.

MATERIAIS E MÉTODOS

A metodologia empregada neste estudo foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade do Vale do Paraíba sob o protocolo nº A029/2006. Foram utilizados oito camundongos albinos adultos (30 ± 2 g), divididos nos grupos: 3 J/cm2 (irradiados com LED Microdont®, n= 4) e placebo (não irradiado, n= 4). Para os procedimen-tos de tricotomia e avaliação da microcirculação periférica, todos os animais foram anestesiados com Ketamina (100 mg/kg) associada à Xilazina 2% (10 mg/kg), (via intraperitonial). A tricotomia da superfície auricular externa direita dos animais foi realizada com 24 horas de antecedência do ex-perimento, para que não houvesse a infl uência da manipulação do tecido na retirada dos pêlos sobre a microcirculação local. Para a análise do vaso cen-tral da região auricular, utilizou-se um artefato de metal circular com 2,5 mm de diâmetro interno e 4,0 mm de diâmetro externo. Esse artefato foi utili-zado como referência para as medidas do diâmetro dos vasos em ambos os grupos.

A superfície auricular de todos os animais foi fo-tomicrografada (100x, microscópio Olympusch30) durante 15 minutos. O grupo placebo recebeu a si-mulação de irradiação com o equipamento desliga-do. O grupo irradiado recebeu os seguintes parâme-tros: comprimento de onda de 640 ± 20 nm, fl uência de 3 J/cm2, irradiância de 0,06 W/cm2, potência de 100 mW, área do feixe de 1,77 cm2, 60 segundos. As imagens foram coletadas utilizando uma câmera di-gital (Cybershot 6, Megapixels – SONY), acoplada a um suporte fi xo, regulável, posicionada na ocular do microscópio. As imagens foram capturadas nos períodos: Pré-irradiação, 1º minuto, 5º minuto, 10º minuto e 15º minuto pós-irradiação, sendo que a medida do vaso pré-irradiação foi considerada como controle (100%) para ambos os grupos. O diâmetro do vaso central de cada animal foi medido em dez pontos eqüidistantes, com o auxílio do programa ImageJ 1.39q. Obteve-se o valor cinético médio do diâmetro dos vasos para ambos os grupos.

Os dados foram avaliados quanto ao coefi ciente de variação e a distribuição amostral para a deter-minação do teste estatístico. Realizou-se a análise estatística do diâmetro dos vasos com o emprego


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do teste ANOVA, considerando-se um nível de sig-nifi cância quando p < 0,05. O programa empregado foi GraphPad Prism®, versão 2.0.

RESULTADOS

Os dados obtidos permitiram observar uma diferen-ça signifi cativa entre os grupos placebo e grupo irradia-do 3 J/cm2 (p < 0,05) no que se refere ao diâmetro dos vasos. Na Figura 1, pode-se observar com evidência o aumento do calibre do vaso central do momento pré-irradiação (A) para o 5º minuto após a irradiação (C). Após 15 minutos da irradiação (D), pôde-se observar redução do diâmetro do vaso central para valores ini-ciais controle. A cinética do diâmetro dos vasos dos grupos pode ser observada na Figura 2.

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QUEIROZ LS, WOLLMANN DER, NICOLAU RA, PACHECO MTT

Figura 1Fotomicrografi as (100 x) de microcirculação auricular

em camundongo em diferentes momentos pós-irradiação (grupo 3 J/cm2). A-) pré-irradiação, B-) 1º minuto,

C-) 5º minuto, D-) 10º minuto, E-) 15º minuto.

Figura 2Percentual de variação (média ± erro padrão) dos grupos placebo e 3 J/cm2 durante 15 minutos. Os valores iniciais

foram considerados como controle (100%).

DISCUSSÃO

Constatou-se um aumento do diâmetro dos vasos do grupo irradiado na ordem de 20 a 40%, princi-palmente nos primeiros 5 minutos após a irradiação. Observa-se que o efeito vasodilatador não foi rela-cionado com a coerência da luz incidida no tecido, o que corrobora com estudos realizados por Karu5, quanto aos efeitos da radiação eletromagnética não-coerente sobre o tecido biológico. Esta expressiva diferença entre os grupos foi suprimida em 10 mi-nutos após a irradiação. Estes dados sugerem mo-difi cações no sistema capilar (diâmetro dos vasos) de forma temporária (10 minutos). Segundo autores, este efeito pode ocorrer devido a um aumento do fl u-xo sanguíneo após a irradiação, não relacionado ao aumento de temperatura ou a padrões de coerência da luz6,7,8,9. Estes resultados podem ser de suma im-portância, principalmente no que se refere ao trata-mento de lesões epiteliais, cuja microcirculação pe-riférica está comprometida (por exemplo: feridas em indivíduos diabéticos). Estudos feitos com radiação eletromagnética, coerente e não-coerente, compro-varam aumento signifi cativo na neovascularização em tecido lesionado, acelerando o processo de re-paro e diminuindo a área de necrose10,11,12,13,14,15 indi-cando um aumento do fl uxo sanguíneo em locais de lesão. Uma das principais vantagens do uso de LEDs está no custo baixo dos equipamentos, comparativa-mente aos equipamentos de laser.

CONCLUSÂO

Conclui-se que a radiação eletromagnética não-coerente na região do visível (640 ± 20 nm), com os parâmetros testados, causa efeito modulador da microcirculação periférica de forma reversível, ge-rando a vasodilatação de aproximadamente 30%.

Endereço para correspondência:

Renata Amadei Nicolau

Av. Shishima Hifumi, 2911 - Urbanova - IP&D

12244-000 - São José dos Campos - SP

[email protected]


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REFERÊNCIAS


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