Effects of photobiomodulation and a physical exercise program on the expression of inflammatory and cartilage degradation biomarkers and functional capacity in women with knee osteoarthritis: a randomized blinded study

Abstract Background: The knee osteoarthritis (OA) is a joint disease characterized by degradation of articular cartilage that leads to chronic inflammation. Exercise programs and photobiomodulation (PBM) are capable of modulating the inflammatory process of minimizing functional disability related to knee OA. However, their association on the concentration of biomarkers related to OA development has not been studied yet. The aim of the present study is to investigate the effects of PBM (via cluster) with a physical exercise program in functional capacity, serum inflammatory and cartilage degradation biomarkers in patients with knee OA. Methods: Forty-two patients were randomly allocated in 3 groups: ESP: exercise + sham PBM; EAP: exercise + PBM and CG: control group. Six patients were excluded before finished the experimental period. The analyzed outcomes in baseline and 8-week were: the Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis (WOMAC) and the evaluation of serum biomarkers concentration (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10 e TNF-α, and CTX-II). Results: An increase in the functional capacity was observed in the WOMAC total score for both treated groups (p < 0.001) and ESP presents a lower value compared to CG (p < 0.05) the 8-week post-treatment. In addition, there was a significant increase in IL-10 concentration of EAP (p < 0.05) and higher value compared to CG (p < 0.001) the 8-week post-treatment. Moreover, an increase in IL-1β concentration was observed for CG (p < 0.05). No other difference was observed comparing the other groups. Conclusion: Our data suggest that the physical exercise therapy could be a strategy for increasing functional capacity and in association with PBM for increasing IL-10 levels in OA knee individuals. Trial registration: ReBEC (RBR-7t6nzr).

Aplicação do MiniBESTest para avaliar o equilíbrio de pacientes obesos submetidos à cirurgia bariátrica / MiniBESTest application to assess the balance of obese patients undergoing bariatric surgery

Introdução: A obesidade pode ocasionar alterações morfológicas que comprometem o controle postural. A cirurgia bariátrica é considerada uma das opções de tratamento. Objetivo: Analisar, através do MiniBESTest, se a mudança na massa corporal influencia no equilíbrio postural de obesos submetidos à cirurgia bariátrica. Métodos: Neste estudo de coorte transversal com amostra por conveniência, 24 voluntários foram divididos em Grupo Obeso (GO; indivíduos com obesidade grau II e III); Grupo Sobrepeso (GS; indivíduos com sobrepeso) e Grupo Eutrófico (GE; indivíduos eutróficos). Esta pesquisa compreendeu 2 etapas. Na Etapa I, os voluntários foram submetidos à avaliação física seguida da avaliação do equilíbrio postural (MiniBESTest). Na Etapa II, as avaliações da Etapa I foram feitas no GO 30 dias após cirurgia bariátrica. As variáveis peso, idade, altura, relação cintura-quadril, índice de massa corporal (IMC) e pontuação do MiniBESTest foram comparadas entre grupos pela Análise de Variância seguido do teste de comparações múltiplas de Bonferroni. Resultados: O GO apresentou peso e IMC maiores na Etapa I comparado aos demais grupos, assim como relação cintura-quadril maior em comparação ao GE. Conclusão: Os resultados mostram que a perda de massa corporal um mês após a cirurgia bariátrica não influenciou o equilíbrio de obesos avaliado pelo MiniBESTest.

Introduction: Obesity can cause morphological alterations in the body that compromise postural control. Bariatric surgery is considered one treatment for obesity. Objective: To analyze through MiniBESTest the effects that change in the body mass could have on postural balance in obese submitted to bariatric surgery. Methods: In this cross-sectional cohort study with sample for convenience, 24 volunteers were divided into Obese Group (OG, individuals with grade II and III obesity); Overweight group (OG, overweight individuals) and Eutrophic Group (EG, eutrophic individuals). This research comprised two Stages. In Stage I, volunteers were submitted to physical evaluation followed by postural balance evaluation (MiniBESTest). In Step II, same evaluations done in Step I was repeated in OG 30 days after surgery. Mean values and standard deviation of weight, age, height, waist-to-hip ratio, body mass index and score of MiniBESTest were compared between groups by the Analysis of Variance followed by Bonferroni multiple comparisons. Results: Before surgery, OG showed greater values of weight and BMI compared to the other groups, and greater value of waist-to-hip ratio compared to EG. Conclusion: Results showed that the loss of body weight 30 days after surgery not influenced the postural balance of obese evaluated by MiniBESTest.

Balance and postural control in basketball players / Equilíbrio e controle postural em atletas de basquetebol

Abstract Introduction: Basketball is one of the most popular sports involving gestures and movements that require single-leg based support. Dorsiflexion range of motion (DROM), balance and postural control may influence the performance of this sport. Objective: To compare and correlate measures of balance, postural control and ankle DROM between amateur basketball athletes and non-athletes. Methods: Cross-sectional study, composed by 122 subjects allocated into one control group (CG = 61) and one basketball group (BG = 61). These groups were subdivided into two other groups by age: 12-14 years and 15-18 years. The participants were all tested for postural balance with the Star Excursion Balance Test (SEBT), postural control with the Step-down test and DROM with the Weight-bearing lunge test (WBLT). Between-groups differences were compared using repeated-measures multivariate analysis of variance. Normalized reaching distances were analyzed and correlated with the WBLT and Step-down test. Results: There was no difference in the scores of WBLT (P = .488) and Step-down test (P =. 916) between the groups. Scores for the anterior reach (P = .001) and total score of SEBT (P = .030) were higher in BG. The values for the posterolateral (P = .001) and posteromedial reach (P = .001) of SEBT were higher in BG at the age of 15-18. The correlation between the anterior reach of the SEBT and WBLT was significant in BG between 12-14 years (r = 0.578, P = .008), and in the CG between 15-18 years (r = 0.608, P=.001). Conclusion: The balance was better in the BG, although adolescents between 15-18 years have better balance control for the posteromedial and posterolateral reaches of the SEBT.

Resumo Introdução: O basquetebol é um dos esportes mais praticados na atualidade, o qual envolve gestos e movimentos que exigem apoio unipodal. Amplitude de movimento de dorsiflexão (ADMD), equilíbrio e controle postural podem influenciar o desempenho deste esporte. Objetivo: Comparar e correlacionar medidas de equilíbrio, controle postural e ADMD de tornozelo entre atletas de basquetebol amadores e não-atletas. Métodos: Trata-se de um estudo transversal, composto por 122 participantes. Estes foram distribuídos em grupo controle (GC = 61) e grupo basquete (GB = 61). Cada grupo foi subdivido em outros dois, de acordo com a idade: 12-14 e 15-18 anos. Todos foram avaliados para equilíbrio postural com Star Excursion Balance Test (SEBT), controle postural com Step-down teste e ADMD foi testada com Weight-bearing lunge test (WBLT). As diferenças entre os grupos foram comparadas pelo teste de medidas repetidas e análise de variância multivariada. Distâncias normalizadas dos alcances no SEBT foram analisadas e correlacionados com o WBLT e Step-down test. Resultados: Não houve diferença entre os grupos nos escores do WBLT (P = .488) e Step-down test (P = .916). A pontuação para alcance anterior (P = .001) e escore total de SEBT (P = .030) foram maiores no GB. Os valores para alcance posterolateral (P = .001) e posteromedial (P = .001) do SEBT foram maiores no GB de 15-18 anos. A correlação entre distância anterior do SEBT e WBLT foi significativa no GB de 12-14 anos (r = 0.578, P = .008) e no GC de 15-18 anos (r = 0.608, P = .001). Conclusão: O equilíbrio foi melhor no GB, embora adolescentes de 15-18 anos possuam melhor controle de equilíbrio para alcances posteromedial e posterolateral do SEBT.

Reliability of Electromagnetic Tracking of Scapular Orientation and Position in Healthy Sendentary Individuals / Confiabilidade da Avaliação da Orientação e Posição de Repouso da Escápula de Indivíduos Saudáveis e Sedentários com o Sistema Eletromagnético de Aquisição de Dados

Electromagnetic systems for motion analysis are claimed as a precise technique for tracking position and orientation of human body segments. To date, reliability electromagnetic tracking was described only for the dynamic assessment of the scapula motion, and no reliability studies on its resting posture or positioning were found. The aim of this study was to analyze intra- and inter-session reliabilities and absolute errors of the scapular orientation and position at habitual resting posture in healthy individuals. Twenty-two shoulder symptom-free individuals non participants in professional or recreational sports activities involving upper extremities were volunteers in this study. The equipment used was 3SPACE Liberty system (Polhemus Inc.). The same examiner collected the kinematic data from subjects in two different sessions, with an interval from seven to ten days. Intraclass Correlation Coefficient (ICC2,1 and ICC2, k) and Standard Error of Measurement (SEM) were calculated. Inter-session reliability ranged from good to excellent (ICC from 0.66 to 0.96) and intra-session reliability was excellent (ICC ≥ 0.97). SEM values found for linear distances were smaller than 0.02 cm and scapular rotations ranged from 0.72° to 5.48°. Results of this study demonstrated that electromagnetic data acquisition of scapula habitual posture is a reliable tool for defining scapular position and orientation in sedentary shoulder symptom-free individuals.

Sistemas eletromagnéticos para análise de movimento são conhecidos como precisos para registrar a posição e orientação dos segmentos do corpo humano. Até o momento, a confiabilidade do registro eletromagnético foi descrita apenas para a dinâmica da escápula, não sendo encontrados estudos de confiabilidade da posição de repouso ou postura da mesma. O objetivo deste estudo foi a análise da confiabilidade intra- e inter-sessão e erros absolutos do registro eletromagnético da posição e orientação da escápula na postura habitual de repouso de indivíduos saudáveis. Foram voluntários no estudo 22 indivíduos sem sintomas no complexo articular do ombro e não-praticantes amadores ou profissionais de esporte e atividade física envolvendo os membros superiores. O equipamento utilizado foi o sistema 3SPACE Liberty (Polhemus Inc.). Um mesmo avaliador coletou os dados cinemáticos em duas sessões diferentes com um intervalo de sete a dez dias. O Coeficiente de Correlação Intraclasse (ICC2,1 e ICC2,k) e o Erro Padrão de Medida (EPM) foram calculados. A confiabilidade inter-sessão variou entre boa a excelente (ICC de 0,66 a 0,96) e a confiabilidade intra-sessão foi sempre excelente (ICC ≥ 0,97). Os valores de EPM encontrados para as distâncias lineares foram menores que 0,02 cm e para as rotações da escápula relativa ao tórax variaram entre 0,72 º e 5,48 º. Os resultados deste estudo demonstraram que o registro eletromagnético da posição habitual de repouso da escápula é confiável para determinar a posição e a orientação da mesma em um população sedentária e sem sintomas no complexo articular do ombro.

Avaliação eletromiográfica de músculos da cintura escapular e braço durante a realização de exercícios com extremidade fixa e carga axial / Electromyographic assessment of scapular girdle and arm muscles during exercises with fixed boundary and axial load

O objetivo deste estudo foi comparar a atividade eletromiográfica de músculos da cintura escapular e braço entre os exercícios wall-press 90°, wall-press 45°, bench-press e push-up, realizados com a extremidade distal do segmento fixa sobre uma superfície estável e em esforço isométrico máximo. Participaram desta pesquisa 20 voluntários do sexo masculino, sedentários e sem história de trauma ou doenças na extremidade superior. A atividade elétrica da cabeça longa do músculo bíceps braquial, da porção anterior do músculo deltóide, da porção clavicular do músculo peitoral maior e do músculo serrátil anterior foi registrada por eletromiografia de superfície. O teste modelo estatístico ANOVA e o teste post-hoc de Tukey foram utilizados para determinar diferenças entre os valores de RMS de cada músculo e em cada exercício, normalizados pela contração isométrica voluntária máxima. Os resultados do presente estudo demonstram que o músculo bíceps braquial apresentou a menor atividade eletromiográfica em comparação com os demais músculos avaliados em todos os exercícios, enquanto a porção anterior do músculo deltóide e o serrátil anterior mostraram maior atividade eletromiográfica em relação aos demais músculos nos exercícios bench-press e push-up. Esses achados demonstram que não houve semelhança na atividade eletromiográfica dos músculos avaliados durante os exercícios, porém, houve coativação muscular, visto que os exercícios ativaram todos os músculos, mesmo que em diferentes níveis. Os exercícios estudados não são indicados para ativar o músculo bíceps braquial, mas os exercícios bench-press e push-up o são para ativar a porção anterior do músculo deltóide e o serrátil anterior; o wall-press 90° e o wall-press 45° são indicados para ativar a porção anterior do músculo trapézio.

The objective of this study was to compare the electromyography activity of scapular and arm muscles in the wall-press 90°, wall-press 45°, bench-press and push-up exercises, accomplished with the distal extremity of the segment on a stable surface and in maximum isometric effort. Twenty male sedentary (23±7 years), and without trauma history or diseases in the upper extremity volunteers participated in this research. The electric activity of the long head of the muscle biceps brachii, the anterior portion of the deltoid muscle, the clavicular portion of the pectoralis major and the serratus anterior muscle was registered by electromyography surface. The ANOVA and Tukey post hoc were used to determine differences between the RMS values of each muscle and in each exercise, normalized by the maximal voluntary isometric contractions. The results of the present study demonstrated that the biceps brachii muscle presented the smallest electromyographic activity in comparison to the other muscles in all exercises, while the anterior portion of the deltoid and the serratus anterior muscles presented larger electromyography activity in relation to the other muscles in the bench-press and push-up exercises. These findings demonstrate that there was not similarity in the electromyography activity of the evaluated muscles during the exercises; however, there was a muscular coactivation, since the exercises activated all muscles, even if at different levels. The studied exercises are not recommended for activation of the biceps brachii muscle; however, the bench-press and push-up exercises are recommended to activate the anterior portion of deltoid and serratus anterior muscles. Moreover, the wall-press 90° and the wall-press 45° are recommended for activation of the upper trapezius muscle.

Influência da posição do braço na relação EMG: força em músculos do braço / Influence of arm position EMG: force relatioship in arm muscles

A relação entre a amplitude do sinal eletromiográfico e a força muscular (EMC-força) tem sido tomada como medida indireta da força muscular. Este estudo, em 18 voluntárias e destras, visou avaliar a influência da posição do braço na relação EMG-força em músculos do braço em três tarefas...

The relationship between mioelectric signal amplitude and muscle strength (EMC-force) has been used as an indirect measure of muscle strength. The aim of this study, in 18 health, female, right-handed volunteers, was to assess the influence of arm position on the relationship EMG-force of arm position...