Efeito da associação da laserterapia com a natação no reparo morfológico do nervo isquiático e na recuperação funcional de ratos submetidos à axonotmese

Efeito da associação da laserterapia com a natação no reparo morfológico do nervo isquiático e na recuperação funcional de ratos submetidos à axonotmese

Autores:

Geraldo Marco Rosa Junior,
Raiza Maiara Gutierrez Magalhães,
Vívian Cristina Rosa,
Cleuber Rodrigo de Souza Bueno,
Luis Henrique Simionato,
Carlos Henrique Fachin Bortoluci

ARTIGO ORIGINAL

Fisioterapia e Pesquisa

versão impressa ISSN 1809-2950versão On-line ISSN 2316-9117

Fisioter. Pesqui. vol.23 no.1 São Paulo jan./mar. 2016

http://dx.doi.org/10.1590/1809-2950/13929623012016

RESUMEN

Las lesiones de los nervios periféricos frecuentemente ocurren, y generalmente ocasionan pérdida funcional, lo que les causa daño a la vida de los pacientes. En este artículo se propone a verificar la eficacia de la asociación de la laserterapia y de la natación en ratas sometidas a axonotmesis. El muestro se compuso de 50 ratas Wistar. Se las dividieron en 5 grupos: grupo control (GC); grupo control quirúrgico (GCQ); grupo experimental láser (GEL); grupo experimental natación (GEN) y grupo experimental láser asociado con la natación (GELAN). Se aplastó con una pinza durante 60 segundos el nervio en un segmento de 5 mm de extensión cerca de la trifurcación del nervio isquiático. Se empleó el láser infrarrojo AsGa (904 nm) con energía irradiada de 0,4 J en la primera semana, 0,8 J en la segunda y 1,2 J en la tercera y cuarta semanas. Para la evaluación funcional (IFC), se los inmovilizaron los animales y se los pintó con tinta estampilla la región plantar de las patas. Se repitió dicho procedimiento dos veces en cada animal. Se realizó la morfometría (áreas, diámetros y espesuras de las fibras, axónios y vaina de mielina) de los nervios con mensuración de 220 fibras por cada animal de cada grupo. Se notó que los grupos GEL y GEN, en todas las variables morfométricas estudiadas, presentaron los mejores resultados, en comparación con los otros grupos (GC, GCQ y GELAN), sin embargo no presentó diferencia estadísticamente significativa entre ellos. En el análisis funcional se observó que el grupo GELAN tuvo el mejor resultado en comparación con otros grupos (GCQ, GEL y GEN), y al comparar los grupos GEL y GEN no presentaron diferencia estadísticamente significativa. Se concluyó que los grupos GEL y GEN tuvieron mejores resultados morfométricos, mientras que el GELAN presentó el mejor resultado funcional. Por lo que se concluye que la asociación de dichos recursos les favoreció la recuperación funcional de dichos animales.

Palabras clave: Natación; Terapia por Láser; Ratas Wistar; Regeneración; Fisioterapia

INTRODUÇÃO

As lesões de nervos periféricos ocorrem frequentemente e, de modo geral, causam perda funcional para o paciente1 impactando de forma negativa na vida do paciente2. As causas mais comuns das lesões de nervos periféricos são por projéteis de armas de fogo, quedas, traumas contusos ou penetrantes e principalmente por acidentes automobilísticos3.

A incidência de lesões em nervos periféricos é maior em indivíduos na faixa etária de 25 a 40 anos. Dessa forma, podendo causar importantes consequências econômicas e sociais devido à incapacidade funcional precoce, pois estão, na maioria das vezes, no ápice de sua capacidade produtiva profissional. Assim, qualquer tratamento que leva a uma recuperação funcional mais acelerada dos nervos periféricos, após um trauma, é de grande valor a toda sociedade4. É sabido que o processo degenerativo no músculo é iniciado logo após a lesão nervosa, dessa forma, a intervenção rápida para reestabelecer a interação mioneural deve ser realizada5.

Várias técnicas cirúrgicas e tratamentos que auxiliam na regeneração de nervos periféricos têm sido desenvolvidos6 objetivando a melhora morfológica e funcional em um tempo menor7), (8.

Atualmente, o exercício físico tem ganhado espaço diante de estratégias de reabilitação utilizadas, principalmente, por caracterizar-se como um recurso terapêutico não invasivo9 e que representa um importante mecanismo para a liberação de fatores neurotróficos, sobretudo o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) considerado de suma importância na mediação da plasticidade neuronal10), (11.

Vários autores apresentam resultados benéficos com a prática do exercício, como o maior brotamento e prolongamento dos axônios12, o aumento no número de fibras nervosas mielinizadas13), (14 e a melhora na recuperação funcional do membro lesionado15), (16), (17. As indicações quanto ao tipo de atividade, bem como a duração e a intensidade do exercício têm causado grandes discussões na comunidade científica18.

Outro recurso utilizado com a finalidade de promover melhora funcional ao indíviduo lesionado é a fototerapia. Os estudos para investigar a fundo os protocolos utilizados como recurso terapêutico para a regeneração de nervos periféricos foram iniciados no final dos anos 1980, utilizando-se como modelo experimental a lesão por esmagamento19, e firmando-se até hoje como grande recurso terapêutico na regeneração de nervos periféricos20.

Como recurso terapêutico efetivo no tratamento complementar das lesões, a laserterapia tem ganhado destaque nos protocolos de intervenção fisioterapêuticos principalmente por ser um tratamento não invasivo e possuir resultados positivos na regeneração e recuperação funcional. Entre esses benefícios podem ser citados o efeito anti-inflamatório e antiedematoso, o potencial para cicatrização de feridas, alívio da dor, aumento da respiração mitocondrial, da síntese de ATP e da proliferação de fibroblastos, estimulação à proliferação das células de Schwann que secretam fatores neurotróficos para regeneração do nervo, entre outros fatores21), (22), (23), (24.

Acreditando nos efeitos benéticos da laserterapia e do exercício físico, e considerando a importância da recuperação funcional e retorno às atividades de vida diária, o objetivo desta pesquisa foi verificar a eficiência da associação da laserterapia e natação nas características morfofuncionais de ratos acometidos por axonotmeses. Acreditamos que a associação dos protocolos, bem como o aumento gradativo da energia do laser ao longo do tempo da lesão, poderá desencadear um processo regenerativo mais eficiente, propiciando ao indivíduo uma melhora funcional mais efetiva.

METODOLOGIA

Este trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa sob o número de protocolo 034/2012.

Foram utilizados 50 ratos (Rattus norvegicus albinus) da linhagem Wistar, jovens, machos, com 80 dias de vida, provenientes do biotério central. Os animais foram mantidos em gaiola com água e ração oferecidas ad libitum, com ambiente controlado (temperatura entre 21 a 25ºC e foto período de 12 horas claro e 12 horas escuro) sem restrições na movimentação.

Para realização da axonotmese, os 50 animais foram distribuídos aleatoriamente em cinco grupos (n=10, para cada grupo), sendo:

Grupo controle (GC) - os animais foram isentos de qualquer intervenção, sendo observados por 30 dias.

Grupo controle cirúrgico (GCC), no qual os animais passaram por intervenção cirúrgica, com indução de lesão nervosa por esmagamento, entretanto não foram submetidos a nenhum protocolo de tratamento no pós-cirúrgico.

Grupo experimental laser (GEL), no qual os animais passaram por intervenção cirúrgica, com indução de lesão nervosa por esmagamento, sendo tratados no pós-cirúrgico por protocolo de laserterapia.

Grupo experimental natação (GEN), no qual os animais passaram por intervenção cirúrgica, com indução de lesão nervosa por esmagamento, sendo tratados no pós-cirúrgico por protocolo de exercício de natação.

Grupo experimental laser associado à natação (GELAN), no qual os animais passaram por intervenção cirúrgica, com indução de lesão nervosa por esmagamento, sendo tratados no pós-cirúrgico por protocolo de laserterapia e exercício de natação.

Os animais foram anestesiados com uma combinação das drogas cloridrato de ketamina (80mg/kg) e cloridrato de xilazina (15mg/kg), para que se realizasse o procedimento cirúrgico no nervo. Para o procedimento cirúrgico, foi efetuado uma incisão de 5 cm na região dorso lateral do membro pélvico direito, depois da incisão a musculatura adjacente foi divulcionada com a finalidade de realizar a exposição do nervo isquiático direito.

O esmagamento foi realizado em um segmento de 5 mm de comprimento do nervo isquiático, próximo a trifurcação que orgina o nervo fibular, nervo tibial e nervo sural. O procedimento foi realizado utilizando uma pinça hemostática, durante 60 segundos, divididos em três etapas de 20 segundos cada. Depois do procedimento a musculatura e a pele foram suturadas com fio 4-0.

O aparelho de laser utilizado nos grupos de laserterapia foi AsGa 904 nm (Arseneto de gálio, ENDOPHOTON - KLD). A irradiação foi feita sobre a pele do membro pélvico direito do animal, na região do segmento lesado do nervo, seguindo trabalhos publicados anteriormente com o mesmo padrão25), (26. O aparelho foi devidamente calibrado antes das aplicações.

A aplicação do laser foi pontual durante 8 segundos na primeira semana, 16 segundos na segunda semana e 24 segundos na terceira e quarta, três vezes por semana, totalizando 4 semanas de tratamento. Para a aplicação do laser os animais foram contidos manualmente.

Os parâmetros utilizados foram: comprimento de onda de 904nm; potência de 50 mw; fluência ou densidade de energia de 40J/cm2 na primeira semana, 8J/cm2 na segunda semana e 120J/cm2 na terceira e quarta semana; a energia irradiada foi de 0,4J na primeira semana, 0,8J na segunda semana e 1,2J na terceira e quarta semana. O objetivo do aumento da dose foram as etapas da lesão nervosa periférica, passando da fase aguda para a subaguda e posteriormente para a fase crônica.

Nos grupos os quais foram submetidos ao exercício de natação, os animais foram colocados em um tanque de vidro, com água aquecida (32±2º), preenchida com 40 cm de altura. O exercício de natação foi realizado cinco vezes por semana, com descanso nos sábados e domingos. Na primeira semana, exclusivamente, os animais nadaram por 20 minutos no primeiro dia, com acréscimo de 10 minutos a cada dia, sendo que ao chegar aos 40 minutos esse tempo foi mantido constante até o fim do experimento.

Para avaliação funcional os animais foram imobilizados, e colocados em uma canaleta de acrílico para que caminhassem sobre ela. Ao caminhar, os animais eram filmados para que fossem registradas as impressões de sua marcha. Esse procedimento foi repetido duas vezes com cada animal. A distância entre as impressões dos membros posteriores foram avaliadas segundo a equação descrita por Bain, Mackinnon e Hunter27, com base nos estudos de De Medinaceli, Freed e Wyatt28. Os vídeos foram convertidos em fotos sequenciais, obedecendo a um padrão de calibração para cada imagem. Para avaliação da função foi utilizado o índice funcional do isquiático. As medições foram feitas com auxilio do programa Image Pro-plus 4.6.2, e os dados obtidos foram submetidos ao tratamento estatístico obedecendo ao índice de p<0,05 para todas as amostras.

No momento da coleta das amostras, os animais foram anestesiados com uma combinação das drogas cloridrato de ketamina (80mg/kg) e cloridrato de xilazina (15mg/kg), aplicada via intramuscular na região dorso-lateral do membro pélvico esquerdo do animal, para coletar as amostras. Após a realização das coletas cirúrgicas, os animais receberam dose letal de pentobarbital sódico (150mg/kg) e lidocaína a 2% (10mg/mL), administrados intraperitonealmente.

Durante o tratamento histológico, as amostras do nervo isquiático foram fixadas em solução de Karnovsky, incluídas em historresina e coradas com tetróxido de ósmio. Para obtenção dos cortes histológicos de 5 µm de espessura, as amostras foram processadas em micrótomo.

A morfometria dos nervos foi realizada com a mensuração de 220 fibras por animal de cada grupo, utilizando um microcomputador com o software de captura e análise de imagem acoplado ao microscópio óptico. As variáveis morfométricas que foram estudadas nos nervos são: área das fibras, área dos axônios, diâmetro mínimo das fibras, diâmetro mínimo dos axônios, área da bainha de mielina e espessura da bainha de mielina.

Quando comparados os grupos, foi utilizado o teste de análise de variância (ANOVA), seguido pelo teste de Tukey, quando detectada diferença significativa. Para comparação entre o nervo isquiático experimental e normal foi utilizado Teste T pareado. Em todas as análises, foi utilizado o nível de significância p<0,05.

RESULTADOS

Compararando a área e o diâmetro da fibra nervosa, pode-se observar que os grupos GEL e GEN apresentaram sempre os melhores resultados (área = 38,42µm2 e 37,56µm2 respectivamente e diâmetro = 4,02µm e 3,96µm, respectivamente) quando comparados com os grupos GCC e GELAN, que obtiveram 21,47µm2 e 28,76µm2 para área e 2,87m e 3,35µm para o diâmetro respectivamente. O GC apresentou a maior média da área com 50,12µm2 e diâmetro 8,95µm.

Os dados da área e diâmetro das fibras nervosas podem ser vistos na Tabela 1.

Tabela 1 Média e desvio-padrão da área das fibras nervosas (μm2) e média e desvio-padrão do diâmetro menor das fibras nervosas (μm) 

Área da fibra nervosa Diâmetro da fibra nervosa
Média DP Média DP
GC 52,12a 4,77 8,95a 0,22
GCC 21,47b 3,18 2,87b 0,14
GEL 38,42c 5,82 4,02c 0,20
GEN 37,56c 4,52 3,96c 0,21
GELAN 28,76d 3,27 3,35d 0,45

Nota: Letras diferentes indicam diferença estatística (p<0,05)

Com base nos resultados da Tabela 2, pode-se observar que a área e o diâmetro do axônio dos grupos GEL e GEN, obtiveram os melhores resultados nas duas variáveis analisadas (área = 11,17 µm2 e 12,46 µm2, e diâmetro = 2,98 µm e 3,06 µm, respectivamente) quando comparados com os grupos GCC e GELAN, que obtiveram 4,75 µm2 e 9,06 µm2 para área do axônio e 2,05 µm e 2,57 µm para o diâmetro do axônio. O GC apresentou os maiores valores com 15,05 µm2 de área e 5,13 µm de diâmetro.

Tabela 2 Média e desvio-padrão da área dos axônios (μm2) e média e desvio-padrão do diâmetro menor dos axônios (μm) 

Área do axônio Diâmetro do axônio
Média DP Média DP
GC 15,05a 0,80 5,13a 0,18
GCC 4,75b 1,28 2,05b 0,22
GEL 11,17c 0,95 2,98c 0,31
GEN 12,46c 0,87 3,06c 0,32
GELAN 9,06d 0,94 2,57d 0,56

Nota: Letras diferentes indicam diferença estatística (p<0,05)

De acordo com os resultados obtidos na Tabela 3, pode-se observar que a área e a espessura da bainha dos grupos GEL e GEN apresentaram os melhores resultados (área = 25,25 µm2 e 25,10 µm2, respectivamente; espessura = 2,86 µm e 2,72 µm, respectivamente) quando comparados com os grupos GCC e GELAN, que obtiveram na área da bainha 7,72 µm2 e 21,70 µm2 e na espessura da bainha 1,82 µm e 2,28 µm, respectivamente. O GC apresentou os maiores valores com 43,07 µm2 de área da bainha e 3,82 µm de espessura da bainha.

Tabela 3 Média e desvio-padrão das áreas das bainhas de mielina (μm2) e média e desvio-padrão das espessuras das bainhas de mielina (μm) 

Área da bainha de mielina Espessura da bainha de mielina
Média DP Média DP
GC 43,07a 1,80 3,82a 0,33
GCC 7,72b 4,56 1,82b 0,25
GEL 25,25c 1,74 2,86c 0,37
GEN 25,10c 2,46 2,72c 0,45
GELAN 21,70d 2,93 2,28d 0,82

Nota: Letras diferentes indicam diferença estatística (p<0,05)

Na Figura 1, pode-se observar as fotomicrografias dos grupos estudados e as diferenças morfológicas apresentadas pelos grupos.

Figura 1 Plate das micrografias dos grupos estudados apresentando a morfologia do nervo (1000x) (A) GEL; (B) GEN; (C) GELAN; (D) GCC e (E) GC 

No Gráfico 1, pode-se observar que os resultados da análise funcional do grupo GELAN foi melhor que dos grupos GCC, GEL e GEN, apresentando diferença estatisticamente significante entre eles. O melhor resultado da análise funcional é aquele que se aproxima mais do grupo controle. As letras diferentes indicam diferença estatística (p<0,05).

Gráfico 1 Resultado funcional dos grupos estudados. Grupo GELAN apresenta resultado mais próximo ao GC 

O GELAN obteve o resultado de -44,90, sendo o melhor resultado, pois se aproximou ao GC com o valor de -12,11. Os grupos GEN e GEL não aprsentaram diferença estatística atingindo os valores de -69,32 e -67,51 respectivamente. O GCC, por ser o desnervado, apresentou o pior resultado com o valor de -82,81.

DISCUSSÃO

Para o estudo das lesões de nervos periféricos vários autores têm escolhido trabalhar experimentalmente com a lesão por esmagamento29) classificada por Seddon30 como uma axonotmese, por preservar em parte estruturas de sustentação importantes como: o endoneuro, perineuro e os túbulos das células de Schwann, que têm a função de guiar o novo axônio em regeneração até o órgão-alvo.

Os benefícios da prática do exercício, tais como o maior brotamento e prolongamento dos axônios12, o aumento no número de fibras mielinizadas13), (14 e a melhora na recuperação funcional do membro lesionado15, têm sido descritos em diversos experimentos envolvendo animais desnervados18. Neste trabalho, obteve-se resultados semelhantes aos econtrados na literatura quando avaliamos a recuperação funcional, pois os grupos que realizaram a prática de exercício apresentaram resultados superiores quando comparados aos grupos que não realizaram o protocolo de natação. Outros autores indicam para os efeitos inócuos do exercício físico no processo de regeneração nervosa periférica31), (32.

Apesar de um tanto quanto controverso, autores têm sugerido o exercício físico, como recurso terapêutico complementar33) e que este, quando associado a outras práticas terapêuticas como a eletroterapia34 ou a fototerapia6), (19, pode proporcionar avanços no prognóstico das lesões nervosas periféricas. Nesta pesquisa pode-se verificar que o grupo GELAN que associou a laserterapia com o exercício de natação obteve resultado funcional melhor quando comparado ao grupo GEL e GEN, respectivamente.

Há evidências, em pesquisas clínicas e experimentais, que um dos efeitos do laser é aumentar a função do nervo, elevar o metabolismo dos neurônios e aumentar a capacidade de produção da mielina. Pelo fato da laserterapia não ser invasiva, a habilidade de irradiar nervos lesionados sem intervenções é proveitosa35.

Em geral, as publicações cujos tratamentos utilizaram o laser de emissão contínua apresentaram resultados positivos na regeneração nervosa periférica, entretanto, a densidade de energia utilizada apresenta grande variação, apresentando dados de 1,2 a 140 J/cm2. Por isso, optou-se pela utilização do laser com densidade de energia gradativamente maiores no decorrer do tempo da lesão variando entre 40, 80 e 120 J/cm2 as semanas com a finalidade de verificar a aplicação de doses25), (26), (36), (41.

Sabe-se muito pouco sobre o papel da irradiação com o laser no tratamento de reabilitação dos tecidos do aparelho locomotor. Entretanto, a irradiação com o laser é muito empregada para tratar uma variedade de condições patológicas do sistema musculoesquelético, inclusive os nervos periféricos25.

A absorção da energia luminosa pelo tecido nervoso aumenta a síntese de ATP e proliferação celular, que aumenta metabolismo axonal, melhorando a cicatrização no processo regenerativo, provocando, dessa forma, a expressão de fatores neurotróficos, tais como: a proteína GAP-43, TGF-1, expressão do gene GCRP, aumentando a taxa de regeneração, direcionando o axônio ao órgão-alvo. O aumento do brotamento axonal também é descrito como resultado da ação da irradiação a laser42), (43.

Na pesquisa feita por Reis et al.35, a média do IFC no grupo controle foi de -96.3 apresentando um valor próximo ao encontrado neste trabalho cuja média obtida foi de -82,81. O GEL apresentou diferença nos valores, com média de -88,20 contra -67,51 neste trabalho.

Segundo Camargo, Costa e André26, que também utilizaram o laser AsGa na regeneração nervosa periférica, a média do IFC foi de -47,71, o que representa um resultado ainda melhor quando comparado com os dados deste trabalho.

No trabalho realizado por Endo, Barbieri e Fasan25, que utilizaram a laserterapia de baixa intensidade para acelerar a regeneração de nervos periféricos observou-se melhora progressiva do IFC tanto nos nervos irradiados como nos controles (69 e 45%, respectivamente). De acordo com esses autores, foi observado que a densidade de fibras aumentou para os nervos irradiados e diminuiu para os nervos controle, sendo significante a diferença entre ambos (p=0,001). Os autores concluíram que a terapia com o laser de baixa intensidade efetivamente acelera a regeneração do nervo isquiático do rato. Neste trabalho também foi observado um aumento da área das fibras, o GEL e o GCC obtiveram os valores de 38,42µm2 e 21,47µm2, respectivamente.

De acordo com o estudo realizado por Oliveira et al.31, no qual utilizaram a estimulação elétrica e a natação na regeneração nervosa e recuperação funcional na fase aguda de uma axonotmese em ratos, observaram que o diâmetro do axônio foi menor nos grupos desnervados, e que quando comparados entre eles o grupo que obteve melhor resultado foi o grupo natação com os seguintes valores: 6,32±0,36 no grupo controle; 3,45±0,64 no grupo desnervado; 3,67±0,41 no grupo desnervado + eletroestimulação; 4,34±0,69 no grupo desnervado + natação; 4,04±0,38 no grupo desnervado + natação + eletroestimulação. O mesmo ocorreu neste trabalho, o melhor resultado em relação ao diâmetro do axônio foi do GEN.

Neste trabalho, o grupo em que houve associação da terapia e exercício, embora não tenha apresentando bons resultados morfológicos, demonstrou melhora na análise funcional. Associamos a melhora funcional em decorrência do exercício físico, que exige do animal a liberação de fatores neurotróficos e também ao efeito do laser que proporciona um efeito anti-inflamatório, antiedematoso e analgésico.

Acreditamos que novas investigações devem ser realizadas com a finalidade de identificar a expressão de proteínas envolvidas no processo regenerativo de nervos periféricos, bem como a resposta muscular diante da nova inervação recebida, estabelecendo uma correlação da interação mioneural com possível readaptação das placas motoras.

CONCLUSÃO

Com base nos resultados apresentados, foi observado que a atuação do laser e da natação isoladamente promoveram melhora morfológica na avaliação do processo regenerativo do nervo, mas não apresentaram diferença estatisticamente significante entre eles. Já a associação da laserterapia com o exercício de natação favoreceu a recuperação funcional após lesão nervosa periférica.

Portanto, pode-se concluir que o recurso da laserterapia e da natação apresentam eficiência na recuperação morfológica de ratos com lesão nervosa periférica, e a associação dos recursos demonstraram uma tendência para a recuperação funcional. Dessa forma, novos protocolos de natação devem ser investigados para que estabeleça uma relação direta com a intensidade dos exercícios e a recuperação funcional.

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