Swimming training and functional assessment of sciatic nociception in rats
http://dx.doi.org/10.1590/S0482-50042011000300006
Treinamento com natação sobre a avaliação funcional da nocicepção ciática em ratos
Gladson Ricardo Flor BertoliniI; Cassiane Merigo do NascimentoII; Elisangela Lourdes ArtifonII; Daniela Martins CunhaII; Anamaria MeirelesIII
IDoutorado em Ciências da Saúde Aplicadas ao Aparelho Locomotor, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP; Professor Adjunto B da Universidade Estadual do Oeste do Paraná
IIFisioterapeuta formada pela UNIOESTE
IIIAcadêmica Graduanda de Fisioterapia UNIOESTE
INTRODUÇÃO: Existe certa controvérsia com relação ao efeito protetor do exercício em indivíduos com neuropatia periférica.
OBJETIVO: Avaliar o treinamento físico, moderado e com intensidade progressiva, como fator infl uenciador da nocicepção em ratos submetidos a um modelo de ciatalgia.
MATERIAIS E MÉTODOS: Foram utilizados 18 ratos, divididos em três grupos: Grupo-Controle (PL); Grupo Natação Baixa Intensidade (GNBI); Grupo Natação Tempo Progressivo (GNTP). Para a realização dos protocolos de treinamento, os animais foram colocados em tanque de água, durante 6 semanas, 3 dias da semana, sendo que para GNBI os animais realizavam 10 minutos de natação por dia, para GNTP os animais iniciaram com 10 minutos e tendo progressão de 10 minutos por semana. PL realizava menos de 1 minuto de natação, apenas para ambientalização. Após o treinamento foi realizado o modelo experimental de ciatalgia, com amarria por fio Catgut cromado. Para avaliação da nocicepção foi utilizado o Teste de Incapacidade Funcional, que mostra os valores de tempo de elevação da pata (TEP) em um minuto. As avaliações ocorreram antes da cirurgia, no 3º, 6º e 10º dias de pós-operatório (PO).
RESULTADOS: Para todos os grupos, foi possível observar que houve aumento significativo dos valores no 3º, 6º e 10º dias de PO ao comparar com os valores do momento pré-cirurgia, mas, para o controle, não houve alteração significativa entre os momentos seguintes, fato que ocorreu para os grupos de natação.
CONCLUSÃO: O exercício produziu maior hiperalgesia do que nos animais controle.
Palavras-chave: exercício, medição da dor, natação.
A dor lombar, devido a seus altos custos, é um problema tanto para indivíduos, quanto para empregadores e sociedade.1 A hérnia de disco lombar é uma causa comum e importante de lombalgia, tendo se tornado uma doença epidêmica internacional. Zhang et al.,2 avaliando a população chinesa, observaram como fatores de risco para hérnia lombar: o histórico familiar, carga sobre a coluna lombar e grandes sobrecargas de trabalho; e concluíram que o exercício físico é um fator protetor. Nos esportes, principalmente entre atletas de 20 a 35 anos, as forças compressivas são importantes fatores de risco, principalmente quando associadas a movimentos rotacionais.3
Uma das complicações da lombalgia é a dor irradiada ou ciática, que, de forma semelhante à lombalgia, é um sintoma e não um diagnóstico específico. É mais persistente e severa do que a lombalgia e apresenta um resultado menos favorável, consumindo mais recursos da saúde. A hérnia discal lombar e a estenose foraminal, ou do canal medular, são doenças típicas que podem causar ciatalgia. Acredita-se que a principal causa dos sintomas seja o processo inflamatório, resultando na irritação ou compressão da raiz nervosa afetada pelos tecidos ao redor.4,5
A literatura indica que a lombalgia é uma causa comum de limitação à pratica esportiva em uma variedade de esportes, sendo encontrada em atletas de todos os níveis. A maioria dos atletas com lombalgia são aqueles que têm dor de uma fonte benigna, estes responderão bem ao tratamento conservador e retornarão a seu esporte rapidamente. Uma minoria, contudo, pode experimentar dor de uma fonte diferente, como fratura por estresse ou compressão nervosa radicular, o que gera dificuldades para o tratamento, com diversidade de terapias indicadas.6 Em esportes como futebol australiano, a dor é mais grave e frequente do que em indivíduos não atletas.7
Em jovens atletas a causa mais comum de dor lombar é a espondilólise, mas em atletas mais experientes encontram-se hérnia de disco, fraturas por compressão, estenose lombar e doenças degenerativas,8 que podem produzir a ciática. Na maioria das vezes, a ciatalgia é causada por hérnia de disco com compressão da raiz nervosa, mas outras causas como estenose lombar ou foraminal, tumores ou cistos, osteófitos, hematomas, pressão externa prolongada, e síndrome do piriforme são possíveis.5,9-12 Podem ser considerados fatores preditivos para a ciatalgia: trabalhos manuais pesados, obesidade, fumo, pouca atividade física de lazer, além de lombalgia e cervicalgia.13
Bigos et al.,14 em trabalho de revisão sistemática, relatam que apenas intervenções em que indivíduos realizaram exercícios foram eficazes para a prevenção de episódios de lombalgia, sendo que outras, como suporte psicológico, palmilhas, órteses, educação ergonômica e redução de peso, não tiveram êxito na prevenção. Relatam que as razões para o sucesso dos exercícios não são claras, mas pode haver benefícios gerais, além daqueles específicos como aumento de força, resistência ou flexibilidade. Kuphal, Fibuch e Taylor15 observaram que o treinamento com natação reduziu a nocicepção neuropática em animais, mas sem efeito preventivo sobre a mesma. Contudo, segundo Claydon,16 não há ensaios clínicos randomizados adequados que evidenciem que o exercício ou a atividade física sejam benéficos para neuropatia periférica
Visto que a literatura apresenta vários efeitos do exercício físico sobre casos de lombalgia, há uma lacuna sobre o quadro de ciatalgia. Desta forma, foi objetivo do presente estudo avaliar o treinamento físico, moderado e com intensidade progressiva, como fator influenciador da nocicepção em ratos submetidos a um modelo de ciatalgia.
Foram utilizados 18 ratos da linhagem Wistar, com peso de 412,60 ± 49,27 g, obtidos do Biotério Central da Universidade Estadual do Oeste do Paraná (Unioeste), e mantidos em gaiolas de polipropileno, com livre acesso a água e ração ad libitum, com ciclo claro/escuro controlado de 12 horas e temperatura ambiente controlada (24 ± 1ºC). O estudo foi conduzido segundo as normas internacionais de ética em experimentação animal,17 sendo aprovado pelo Comitê de Ética em Experimentação Animal e Aulas Práticas da Unioeste.
Os animais foram divididos, aleatoriamente, em três grupos:
• Grupo-Controle (PL, n = 6) - composto por animais submetidos à natação (menos de 1 minuto por sessão) e submetidos ao modelo de ciatalgia;
• Grupo Natação Baixa Intensidade (GNBI, n = 6) - composto por animais que receberam natação (10 minutos por sessão) e foram submetidos ao modelo de ciatalgia;
• Grupo Natação Tempo Progressivo (GNTP, n = 6) - composto por animais que receberam natação (aumento progressivo do tempo) e foram submetidos ao modelo de ciatalgia.
Para a realização dos protocolos de treinamento, os animais foram colocados em tanque de água, com capacidade para 200 L, com profundidade de 60 cm, e temperatura da água entre 30-32ºC. Todos os animais receberam natação durante 6 semanas, 3 dias por semana, intercalados, sendo que para o grupo de natação de baixa intensidade os animais realizavam 10 minutos de natação por dia. Para o grupo de natação progressiva os animais iniciaram com 10 minutos e tendo aumento de 10 minutos por semana, terminando na 6ªsemana com 60 minutos de natação. O grupo-controle realizava menos de 1 minuto de natação por dia, apenas para experimentarem o ambiente, como os outros grupos.
Protocolo de ciatalgia
Um dia após o término do treinamento, para realizar o modelo experimental de ciatalgia, os animais foram anestesiados com xilazina (12 mg/kg) e quetamina (95 mg/kg). Após a tricotomia no local, realizou-se uma incisão no terço médio da coxa direita paralela às fibras do músculo bíceps femoral dos animais, expondo o nervo ciático. Foi utilizado para a compressão fio Catgut 4.0 cromado, baseando-se no modelo originalmente descrito por Bennett e Xie.18 Foi realizada a compressão em quatro pontos distintos, com distância aproximada de 1 mm.
O Teste de Incapacidade Funcional caracteriza-se por um cilindro metálico em movimento e um programa de computador, com conexão a uma bota metálica adaptada à pata do animal, descrito originalmente por Tonussi e Ferreira.19 Os animais deambularam sobre o cilindro, de aproximadamente 30 cm de diâmetro, recoberto por tela de aço inoxidável, que por meio de um motor elétrico realiza três rotações por minuto. Nos membros posteriores dos animais foram adaptadas botas, confeccionadas com metal, que conduzem a informação da pata direita, por meio de um fio, a um computador, o qual possui um programa que mostra os valores de tempo de elevação da pata (TEP) do animal deambulando sobre o cilindro em um minuto. O membro posterior esquerdo também foi mantido conectado a uma bota, porém sem entrada de informações para o computador.
Ao final da fase de natação ocorreu adaptação dos animais sobre o cilindro. No dia seguinte foram anotados os valores de tempo da marcha normal. Em seguida, foi realizado o procedimento cirúrgico de compressão do ciático, ocorrendo reavaliações no 3º, 6º e 10º dias de pós-operatório. Normalmente os animais, sem alterações, exibem em sua marcha a manutenção da pata no ar em torno de 10 segundos, sendo que os animais com diminuição do limiar nociceptivo, devido à compressão do ciático, apresentam maiores TEP.20-22 As avaliações ocorreram para todos os animais, dos três grupos, nos mesmos dias.
Os resultados foram analisados pela análise de variância (ANOVA) com medidas repetidas e unidirecionais, para análise intra e intergrupos, respectivamente. Em ambos os testes o nível de significância aceito foi de 5%.
Para o PL, foi possível observar que houve aumento significativo dos valores do TEP no 3º, 6º e 10º dias de PO ao comparar com os valores do momento pré-cirurgia (Figura 1A), mas, ao comparar os momentos 3º, 6º e 10º PO entre si, não houve alteração significativa.
Para o grupo que realizou natação de baixa intensidade, foi possível observar que, de forma semelhante ao PL, houve aumento significativo do TEP em todos os momentos posteriores ao pré-cirurgia, quando comparados com este. No entanto, ao comparar com o momento após o 3º PO, havia também aumento significativo no 6º e 10º PO. Sendo que ao comparar o 6º com o 10º PO havia diminuição significativa do TEP (Figura 1B).
Para o grupo que realizou natação com tempo progressivo, os resultados foram semelhantes àqueles encontrados para os animais que nadaram apenas 10 minutos por dia (Figura 1C).
Na comparação entre os grupos, foi possível observar diferença significativa apenas no 6º dia de PO, ao comparar os valores do grupo-controle com os do grupo de natação de baixa intensidade, sendo os do último grupo maiores. Em todas as outras avaliações, não havia diferença significativa.
Na população de atletas, a maior parte dos casos de lombalgia é de origem mecânica, e acredita-se estar relacionada a tensões musculares ou lesões de estruturas ligamentares da coluna. No entanto, casos como hérnia de disco, fratura por compressão, estenose lombar e doenças degenerativas podem ocorrer em atletas mais velhos, e em atletas mais jovens é comum a espondilólise.8 Tais lesões são mais graves e podem produzir dor ao longo do trajeto do ciático.23
A síndrome radicular lombossacral, também chamada de ciática, é uma desordem com dor irradiando em um ou mais dermátomos, e pode ser acompanhada por fenômenos associados, como tensão da raiz nervosa ou déficits neurológicos.26 Evidências apontam que a causa da dor é inflamatória, pela presença de fosfolipase, ácido aracdônico e citocinas, principalmente TNF-α,23 ou seja, atividades que aumentem ou diminuam a liberação de mediadores inflamatórios podem influenciar na dor advinda de uma compressão no ciático, como por exemplo, o exercício físico.
De acordo com Bennett e Xie,18 o quadro doloroso no modelo experimental de compressão do nervo ciático com fio Catgut cromado inicia a partir do 2º dia de PO, atingindo seu máximo por volta do 10º a 14º dias de PO, desaparecendo após o 2º mês, permanecendo apenas hipoestesia. O modelo simula a compressão nervosa, como aquela que ocorre na hérnia de disco. Desta forma, no presente estudo avaliou-se a nocicepção de forma funcional no 3º, 6º e 10º PO, que é um período compreendido dentro daquele que o animal apresenta o quadro álgico.
Os animais apresentam um quadro de hiperalgesia, o que pode ser observado pela alteração dos tempos da marcha, pois após a realização da compressão nervosa, os animais apresentam valores de TEP acima de 10 s.20-22 Fato observado no presente estudo, pois prévio à lesão, os valores de TEP eram próximos a 10s, mas houve um significativo aumento em todas as avaliações posteriores.
A dor neuropática, isto é, dor induzida por lesão no sistema nervoso, pode ocorrer pela excitabilidade anormal ectópica sobre ou próximo ao local da lesão nervosa, pelo brotamento nervoso com características de descarga e excitabilidade anormais. São possíveis mecanismos a distribuição não usual de canais de Na2+, tanto quanto respostas anormais a citocinas e outros mediadores inflamatórios, além de atenuação dos mecanismos centrais inibitórios de dor.27
A avaliação do TEP apontou que para os animais que realizaram natação houve um aumento significativo da nocicepção no 6º e 10º PO, fato que não ocorreu no grupo-controle.. O músculo exercitado pode liberar IL-6, a qual apresenta um paradoxo, pois, apesar de estar associada à regulação de glicose, estimular a proliferação de mioblastos e células satélites, e promover angiogenese, também se encontra elevada quando está ocorrendo hipotrofia muscular, o que também é visto para IL-1 e TNFα,28 apesar de controvérsias com relação ao aumento de IL-6 após exercícios.29 Contudo, salienta-se que, no presente estudo, os animais realizaram exercícios físicos antes da indução da lesão, mas não durante o período de avaliações pós-cirurgia, então as influências acima provavelmente não foram sentidas.
Além disso, segundo Pedersen,30 o músculo exercitado produz liberação de citocinas, chamadas de miocinas, as quais têm papel na proteção contra doenças de inatividade. Ainda assim, a IL-6 produzida pela contração muscular não estaria ligada na ativação de caminhos pró-inflamatórios, mas sim ter ação como sensor de energia (conteúdo de glicogênio). O exercício físico seria então um agente anti-inflamatório, visto que não produz aumentos de TNF-α e IL1-β (pró-inflamatórias), mas sim de citocinas anti-inflamatórias e inibidores de outras citocinas pró-inflamatórias.
Kuphal, Fibuch e Taylor,15 avaliando o limiar nociceptivo após lesão nervosa em ciático de roedores, observaram que o treinamento físico com natação produziu diminuição da alodínea e hiperalgesia nos animais, contudo, a realização do exercício 7 dias antes da lesão não preveniu a diminuição do limiar nociceptivo advindo da lesão nervosa. Contudo, no presente estudo, observou-se que após o período de maior nocicepção, para os grupos exercitados no 6º PO, houve redução significativa da nocicepção no 10º PO. No entanto, ainda assim os valores eram significativamente maiores do que no 3º PO, indicando que, para os grupos treinados, o seguimento apresentou-se pior do que para o grupo-controle, mesmo não havendo diferença significativa quando comparados os grupos, com exceção da avaliação no 6º PO entre o grupo-controle e o grupo de natação de baixa intensidade.
Salienta-se como limitações do estudo a ausência de avaliação dos marcadores inflamatórios, o que se indica como sugestão para futuros estudos.
Conclui-se que o exercício físico influenciou no modelo experimental de ciatalgia de forma negativa a nocicepção, ou seja, produziu maior hiperalgesia do que nos animais-controle.
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