ABSTRACT
ABSTRACT Introduction: Immobilization is a treatment technique often used to reduce pain and prevent worsening of the injury. However, it promotes harmful effects on musculoskeletal tissue, resulting in a marked loss of muscle function, which may be aggravated in the elderly. Physical exercise is an important intervention to mitigate these harmful effects. Objective: To analyze possible morphometric changes in the gastrocnemius muscle of rats after immobilization and remobilization with physical exercise. Methods: Fifty-six rats were divided into adult (A) and aged (E) groups and subdivided into adult and aged control (AC and EC), immobilized (AI and EI), free remobilized (AIF and EIF), and remobilized through physical exercise (AIE and EIE). The hind limbs were immobilized with the gastrocnemius muscle in a shortened position for a period of seven days, except for the control group. The exercise protocol consisted of five swimming sessions, once per day (25 minutes/session). The animals were euthanized by administration of an overdose of ketamine hydrochloride plus xylazine hydrochloride, followed by sample collection and preparation of hematoxylin and eosin slides. Measurements of the smallest diameter of 120 muscle fibers of each animal were taken with software NIS-Elements D3.0 - SP7 - Nikon® instruments Inc., NY, USA. Results: There was a significant reduction in the mean fiber diameter in the AI (38.43 µm ± 4.20; p=0.01) and AIF (36.97 µm ± 3.41; p<0.01) groups compared to AC (45.39 µm ± 3.41) and in the EI (42.26 µm ± 4.39; p<0.01), EIF (36.00 µm ± 4.15; p<0.01), and EIE (41.86 µm ± 4.95; p<0.01) groups compared to the EC (51.37 µm ± 3.86) group. The data showed that exercise was able to restore muscle trophism in the adult groups; however, none of the protocols has succeeded in aged rats. Conclusion: Immobilization in the shortened position induced muscle atrophy and physical exercise was effective in restoring muscular trophism only in adult animals. Level of Evidence I; Therapeutic studies - Investigating the Results of Treatment.
RESUMO Introdução: A imobilização é uma técnica de tratamento utilizada frequentemente para redução de dor e prevenção do agravamento da lesão. Entretanto, promove efeitos nocivos no tecido músculo-esquelético, resultando em perda acentuada de função muscular, que pode ser agravada em idosos. O exercício físico constitui intervenção importante para atenuar esses efeitos nocivos. Objetivo: Analisar possíveis alterações morfométricas no músculo gastrocnêmio de ratos após imobilização e remobilização com exercício físico. Métodos: Cinquenta e seis ratos divididos em grupo adulto (A) e grupo idoso (E) e subdivididos em controles adultos e idosos (AC e EC), imobilizado (AI e EI), remobilizado livre (AIF e EIF) e remobilizado por meio de exercício físico (AIE e EIE). Os membros traseiros foram imobilizados com o músculo gastrocnêmio em posição de encurtamento por um período de sete dias, exceto no grupo controle. O protocolo de exercícios foi composto por cinco sessões de natação uma vez por dia (25 minutos/sessão). Os animais foram submetidos à eutanásia por administração de cloridrato de cetamina em dose elevada e cloridrato de xilazina, seguida da coleta da amostra e preparação das lâminas com hematoxilina e eosina. Foram feitas as medidas do menor diâmetro de 120 fibras musculares de cada animal com o software NIS-Elements D3.0 - SP7 - Nikon® instruments Inc.®, NY, EUA. Resultados: Houve redução significante na média do diâmetro das fibras nos grupos AI (38,43 µm ± 4,20; p = 0,01) e AIF (36,97 µm ± 3,41; p < 0,01) com relação ao grupo AC (45,39 µm ± 3,41) e dos grupos EI (42,26 µm ± 4,39; p < 0,01), EIF (36,00 µm ± 4,15; p<0,01) e EIE (41,86 µm ± 4,95; p < 0,01) com relação ao grupo EC (51,37 µm ± 3,86). Os dados mostraram que o exercício foi capaz de restaurar o trofismo muscular nos grupos adultos; entretanto, nenhum dos protocolos teve sucesso nos ratos idosos. Conclusão: A imobilização em posição de encurtamento induziu à atrofia muscular e o exercício físico foi eficaz para restabelecer o trofismo muscular apenas nos animais adultos. Nível de Evidência I; Estudos terapêuticos - Investigação dos resultados do tratamento.
RESUMEN Introducción: La inmovilización es una técnica de tratamiento utilizada frecuentemente para reducir el dolor y prevenir el agravamiento de la lesión. Sin embargo, promueve efectos nocivos en el tejido músculo-esquelético, resultando en una pérdida acentuada de función muscular y puede agravarse en ancianos. El ejercicio físico constituye una intervención importante para atenuar estos efectos nocivos. . Objetivo: Analizar posibles cambios morfométricos en el músculo gastrocnemio de ratas después de la inmovilización y removilización con ejercicio físico. Métodos: Cincuenta y seis ratas divididas en grupo adulto (A) y mayores (E) y subdividas en controles adultos y mayores (AC y EC), inmovilizado (AI y EI), removilizado libre (AIF y EIF) y removilizados con ejercicio físico (AIE y EIE). Las extremidades traseras de los animales fueron inmovilizados con el músculo gastrocnemio en posición de acortamiento por un período de siete días, excepto en el grupo control. El protocolo de ejercicios se compuso de cinco sesiones de natación una vez el día (25 minutos/sesión). Los animales fueron sometidos a la eutanasia por administración de clorhidrato de ketamina en dosis elevada y clorhidrato de xilazina, seguida de la recolección de la muestra y preparación de las láminas con hematoxilina y eosina. Se realizaron las medidas del menor diámetro de 120 fibras musculares en cada animal con el programa NIS-Elements D3.0 - SP7 - Nikon® Instruments Inc. ® , NY, EE.UU. Resultados: Hubo una reducción significativa en la media del diámetro de las fibras en los grupos AI (38,43 µm ± 4,20; p = 0,01) y AIF (36,97 µm ± 3,41; p < 0,01) en comparación con el grupo AC (45,39 µm ± 3,41) y de los grupos EI (42,26 µm ± 4,39; p < 0,01), EIF (36,00 µm ± 4,15; p < 0,01) y EIE (41,86 µm ± 4,95; p < 0,01) con relación al grupo EC (51,37 µm ± 3,86). Los datos mostraron que el ejercicio fue capaz de restaurar el trofismo muscular en los grupos adultos; sin embargo, ninguno de los protocolos tuvo éxito en las ratas mayores. Conclusión: La inmovilización en posición de acortamiento indujo a la atrofia muscular y el ejercicio físico fue eficaz para restablecer el trofismo sólo en los animales adultos. Nivel de Evidencia I; Estudios Terapéuticos - Investigación de los resultados del Tratamento.
ABSTRACT
INTRODUÇÃO: A imobilização articular é uma técnica de tratamento frequentemente utilizada na ortopedia e, associada ao processo de senescência, promove alterações tanto na estrutura quanto na síntese e biomecânica do tecido cartilaginoso. OBJETIVO: Descrever os efeitos da imobilização, da remobilização livre e por meio de exercício físico sobre a cartilagem articular de ratos situados em duas faixas etárias. MÉTODOS: Trinta e nove ratos Wistar divididos em dois grupos etários, um grupo adulto (cinco meses de idade) e um idoso (15 meses de idade), subdivididos em: controle, imobilizado, remobilizado livre e remobilizado por meio de exercício físico. Os membros posteriores dos ratos foram imobilizados por sete dias. O protocolo de exercícios foi composto por cinco sessões diárias de natação, de 25 minutos cada. A cartilagem articular do quadril foi submetida à análise termogravimétrica, tendo sido avaliado seu conteúdo de água. RESULTADOS: Nos animais adultos a imobilização reduziu a quantidade de água presente no tecido cartilaginoso, e os protocolos de remobilização foram eficazes para restabelecer a condição inicial do tecido. Nos animais idosos não houve diferença significativa entre os grupos, porém o grupo idoso controle obteve resultado significantemente menor que o grupo adulto controle (X: 13,10 ± 5,24 vs 10,70 ± 1,95). CONCLUSÕES: A imobilização e o processo de senescência induzem a diminuição do conteúdo de água da cartilagem articular e os protocolos de remobilização foram eficientes para restabelecer esta propriedade apenas nos animais adultos. .
INTRODUCTION: Joint immobilization is a technique often used in orthopedic treatment and, associated with the aging process, promotes changes in both the structure and synthesis and biomechanics of cartilage tissue. OBJECTIVE: To describe the effects of immobilization, free remobilization and remobilization by physical exercise over articular cartilage of rats of two age groups. METHODS: Thirty nine Wistar rats divided into two groups according to age, an adult group (five months old) and an elderly group (15 months old), and subdivided into: control, immobilized, free remobilized and remobilized by physical exercise. The pelvic limb of rats was immobilized for seven days. The exercise protocol consisted of 25 minutes swimming sessions, five sessions per day. The hip articular cartilage was subjected to thermogravimetric analysis, and the water content was evaluated. RESULTS: In adult animals immobilization reduced the water content of the articular cartilage, and the remobilization protocols were effective to restore the initial condition of the tissue. In elderly animals there were not significant differences among the groups, however the elderly control group obtained results significantly lower than the adult control group (X: 13.10 ± 5.24 vs 10.70 ± 1.95). CONCLUSIONS: Immobilization and the senescence process induce the decrease of water content of articular cartilage and remobilization protocols were effective to restoring this property only in adult animals. .
INTRODUCCIÓN: La inmovilización articular es una técnica de tratamiento frecuentemente utilizada en ortopedia y asociada al proceso de senescencia, que promueve alteraciones tanto en la estructura como en la síntesis y la biomecánica del tejido cartilaginoso. OBJETIVO: Describir los efectos de la inmovilización, de la removilización libre y mediante el ejercicio físico sobre el cartílago articular de ratones de dos grupos de edad. MÉTODOS: Treinta y nueve ratones Wistar divididos en dos grupos de edad, un grupo adulto (cinco meses) y un grupo anciano (15 meses), y subdividos en control, inmovilizado, removilizado libre y removilizado a través de ejercicio físico. Los miembros posteriores de los ratones fueron inmovilizados durante un período de siete días. El protocolo de ejercicios fue compuesto por cinco sesiones diarias de natación, de 25 minutos cada una. El cartílago articular de la cadera fue sometido a análisis termogravimétrico, siendo evaluado su contenido de agua. RESULTADOS: En los animales adultos la inmovilización redujo la cantidad de agua presente en el tejido cartilaginoso, y los protocolos de removilización fueron eficaces para restablecer la condición inicial del tejido. En los animales ancianos no hubo diferencia significativa entre los grupos, aunque el grupo anciano control obtuvo resultado significativamente menor que el grupo adulto control (X: 13,10 ± 5,24 vs 10,70 ± 1,95). CONCLUSIONES: La inmovilización y el proceso de senescencia inducen la disminución en el contenido de agua de cartílago articular y los protocolos de removilización fueron eficientes para restablecer esta propiedad sólo en los animales adultos. .