Efeitos morfológicos do retorno da sobrecarga após imobilização em alongamento de músculo esquelético de ratas / Morphological effects of resumption of loading after immobilization of skeletal muscles in lengthened position in female rats

CONTEXTUALIZAÇÃO: Na reabilitação, a imobilização em alongamento do músculo esquelético é realizada como contramedida para reverter efeitos de encurtamento muscular severo e em eventos pós-cirúrgicos. Acredita-se que o retorno às atividades funcionais normais estimule mecanotransdutores capazes de reorganizar a citoarquitetura normal muscular, porém a descrição das alterações histopatológicas relacionadas a esses procedimentos são escassas na literatura. OBJETIVOS: Avaliar e quantificar anomalias histológicas induzidas pela imobilização em alongamento do músculo EDL (Extensor Digitorum Longus) e confrontá-las com a livre movimentação do animal após esse procedimento. MÉTODOS: Foram utilizadas 18 ratas Wistar, distribuídas nos grupos: controle (GC); imobilizadas em flexão plantar (EDL em posição alongada) por 14 dias (GI); imobilizadas por 14 dias e liberadas por dez dias (GIL). Fragmentos do EDL foram congelados, seccionados e processados com reações imuno-histoquímica para colágenos I e III e histoquímica para Adenosina Trifosfatase Miofibrilar e Hematoxilina-Eosina. RESULTADOS: Os animais do GI apresentaram discreto aumento da expressão de colágeno I e de fibras em processo degenerativo/necrótico, redução da proporção de fibras tipo (FT) 2A e do diâmetro menor de todos os tipos de fibras, quando comparados com os animais do GC. Para o GIL, observou-se retorno da quantidade de colágeno I às condições controle, além de redução na proporção de FT2D, aumento do número de núcleos centralizados e do diâmetro menor das fibras quando comparadas com o GI, porém a expressão de FT2B e FT2D não atingiu os valores de referência. CONCLUSÕES: Os dados apresentados mostram que a retomada da função durante dez dias foi parcialmente eficiente na recuperação das características do músculo EDL após o período de imobilização e que, se extrapolados os dados à clínica fisioterapêutica, a adoção de procedimentos orientados às disfunções primárias do músculo pode favorecer a resposta morfofuncional do segmento e o seu íntegro restabelecimento.

BACKGROUND: In rehabilitation, immobilization of skeletal muscles in the elongated position is performed as a countermeasure in order to reverse the effects of severe muscle shortening and postoperative events. The return to normal functional activities is believed to stimulate mechanotransducers capable of reorganizing the normal muscle cytoarchitecture, but few data describing the histopathological changes relating to these procedures are available in the literature. OBJECTIVES: To assess and quantify histological abnormalities induced by immobilization of the extensor digitorum longus (EDL) muscle in elongation and to compare them with free movement of the animal after this procedure. METHODS: Eighteen female Wistar rats were used, divided into the following groups: Control; Immobilized in plantar flexion (EDL in an elongated position) for 14 days (GI); Immobilized for 14 days and released for 10 days (GIL). EDL fragments were frozen, sectioned and processed through immunohistochemical reactions for collagens I and III and histochemical methods for myofibrillar adenosine triphosphatase using hematoxylin-eosin. RESULTS: GI animals presented slight increases in collagen I and fiber expression in a degenerative/necrotic process, and reductions in the proportion of FT2A fibers and in the diameters of all fiber types, compared with the controls. In GIL, the quantity of collagen I returned to control conditions; the proportion of FT2D decreased; the number of centralized nuclei increased; and the fiber diameter was smaller than in GI. However, FT2B and FT2D expression did not reach the reference values. CONCLUSIONS: The data presented show that the recovery of function over a 10-day period was partially efficient with regard to recuperation of the characteristics of the EDL muscle after the period of immobilization. If the data are extrapolated to physiotherapeutic clinical practice, use of procedures directed towards primary dysfunctions of the muscle may favor a morphofunctional response in the segment and its full recovery.

Propriedades mecânicas do músculo gastrocnêmio de ratas, imobilizado e posteriormente submetido a diferentes protocolos de alongamento / Mechanical properties of gastrocnemius muscle of female rats immobilized and posteriorly submitted to different stretching protocols

O alongamento é amplamente utilizado na prática clínica da fisioterapia e no desporto, porém, as alterações mecânicas que essa técnica gera no músculo esquelético são pouco exploradas cientificamente. Este estudo avaliou as alterações mecânicas que acometem o músculo gastrocnêmio de ratas Wistar, adultas jovens, após 14 dias de imobilização e, secundariamente, submetido a alongamento manual passivo por 10 dias consecutivos, aplicado uma ou duas vezes ao dia. Foram utilizados 50 animais, sendo 10 para cada grupo: Controle (GC); Imobilizado (GI); Imobilizado e Liberado (GIL); Imobilizado e alongado uma vez ao dia (GIA1); e Imobilizado e alongado duas vezes ao dia (GIA2). O músculo gastrocnêmio foi submetido ao ensaio mecânico de tração, onde foram avaliadas as propriedades de carga e alongamento nos limites máximo e proporcional, além de rigidez e resiliência. A imobilização reduziu os valores das propriedades mecânicas de carga no limite máximo (CLM), carga no limite proporcional (CLP), alongamento no limite máximo (ALM), rigidez e resiliência, em 44,4 por cento, 34,4 por cento, 27,6 por cento, 64,4 por cento e 54 por cento, respectivamente, quando comparados com os valores do GC. A remobilização livre e o alongamento restauraram as propriedades de CLM, CLP, ALM, rigidez e resiliência do músculo, exceto para o GIA2, que foi incapaz de restabelecer a propriedade de ALM (31,3 por cento menor que GC). Concluí-se, portanto que, após 14 dias de imobilização segmentar, cargas individuais de alongamento e a livre movimentação permitem restituir as propriedades mecânicas do tecido muscular.

Stretching is widely employed in physiotherapeutic clinical practice and in sportive activities; however, the mechanical alterations of the skeletal muscle generated by this technique are poorly scientifically investigated. This study evaluated the mechanical alterations suffered by the gastrocnemius muscle of young adult female Wistar rats, submitted to14 days of immobilization followed by passive manual stretching during 10 consecutive days once or twice a day. Fifty animals were equally distributed in five groups, Control (CG); Immobilized (IG); Immobilized and liberated (ILG); Immobilized and submitted to stretching once a day (IEG1); Immobilized and submitted to stretching twice a day (IEG2). The gastrocnemius muscle was analyzed by mechanical traction assay and the properties related to load and maximal and proportional stretching evaluated in addition to stiffness and resilience. Immobilization decreased load at maximal thresholds (MTL), load at proportional thresholds (LPT), stretch at maximal thresholds (SMT), stiffness and resilience were reduced in 44.4 percent, 34.4 percent, 27.6 percent, 64.4 percent and 54 percent respectively, compared to CG values. With subsequent free remobilization and stretching, all parameters were restored except for IEG2 in which SMT remained reduced in 31.3 percent, when compared to CG. It is concluded that after 14 days of segmental immobilization, individual stretching loads and free movements contribute to regain muscle mechanical properties.

Propriedades mecânicas do gastrocnêmio eletroestimulado pós-imobilização / Mechanical properties of gastrocnemius eletrostimulated after immobilization

INTRODUÇÃO: As propriedades mecânicas (PM) consistem num instrumento de aplicabilidade clínica para profissionais de saúde que atuam no sistema músculo-esquelético. OBJETIVOS: Avaliar dois protocolos de estimulação elétrica neuromuscular (NMES) na potencialização do restabelecimento das PM no complexo músculo-tendíneo após imobilização segmentar de ratas. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram utilizados 50 animais distribuídos em: Controle (GC, n=10); Imobilizado (GI, n=10); Imobilizado e remobilizado livre (GIL, n=10), Imobilizado e NMES uma vez ao dia (GIE1, n=10) e Imobilizado e NMES duas vezes ao dia (GIE2, n=10). A imobilização foi realizada por 14 dias. O GIL foi liberado posteriormente por 10 dias. A NMES foi aplicada pós-imobilização por 10 dias, GIE1 aplicado pela manhã (10 minutos) e, GIE2 aplicado pela manhã e à tarde (totalizando 20 minutos). Posteriormente, o músculo gastrocnêmio foi submetido ao ensaio mecânico de tração sendo as PM de rigidez, resiliência, carga e o alongamento no limite máximo avaliadas. RESULTADOS: A imobilização reduziu os valores das propriedades de carga e rigidez (p<0,05). A NMES utilizada duas vezes ao dia determinou resultados menos satisfatórios das PM avaliadas que àqueles obtidos uma vez ao dia e no grupo remobilizado (p>0,05). CONCLUSÃO: O músculo gastrocnênio tornou-se estruturalmente mais organizado frente à aplicação unitária da NMES e na remobilização.

INTRODUCTION: Mechanical properties (MP) are clinically applicable tools for healthcare professionals working on the musculoskeletal system. OBJECTIVES: The aim of this study was to evaluate two protocols of neuromuscular electric stimulation (NMES) to improve MP regeneration of the myotendinous complex after segment immobilization in female rats. MATERIALS AND METHODS: Fifty animals were equally distributed into five groups: Control (CG, n=10); Immobilized (IG, n=10); Immobilized and freely remobilized (IFG, n=10); Immobilized and NMES once /day (IEG1, n=10); Immobilized and MNES twice/day (IEG2, n=10). Immobilization was kept for 14 days, and remobilization was subsequently released for 10 days. NMES was applied for 10 days, post-immobilization, every morning for 10 minutes to IEG1 animals and every morning and afternoon (total 20 minutes) to the IEG2 group. After these procedures, the gastrocnemius muscle was submitted to the mechanical traction assay to evaluate stiffness, resilience, load and stretching at maximum limit MPs. RESULTS: Immobilization reduced the MP values concerning load and stiffness (p<0.05). Results for NMES applied twice a day were less satisfactory than the ones obtained with one application or in the remobilized group (p> 0.05). CONCLUSION: It is concluded that the gastrocnemius muscle became structurally better organized through a single NMES application and by remobilization.