UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE CINCIAS BSICAS DA SADE

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM NEUROCINCIAS

EFEITOS DO USO DA CORRENTE INTERFERENCIAL NO TRATAMENTO DA DOR DECORRENTE DE MICROLESO INDUZIDA POR EXERCCIO

EXCNTRICO NOS MSCULOS FLEXORES E EXTENSORES DO JOELHO EM HUMANOS

TESE DE DOUTORADO

Clarice Sperotto dos Santos Rocha

Porto Alegre, RS, Brasil 2012

EFEITOS DO USO DA CORRENTE INTERFERENCIAL NO TRATAMENTO DA DOR DECORRENTE DE MICROLESO INDUZIDA POR EXERCCIO

EXCNTRICO NOS MSCULOS FLEXORES E EXTENSORES DO JOELHO EM HUMANOS

Clarice Sperotto dos Santos Rocha

Tese apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Cincias Biolgicas, rea de

Concentrao em Neurocincias, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul

(UFRGS) como requisito parcial para obteno de grau de Doutora em

Neurocincias.

Orientadora: Profa. Dra. Wania Aparecida Partata Co-orientador: Prof. Dr. Milton Antnio Zaro

Colaborador: Prof. Dr. Marco Aurlio Vaz

Porto Alegre, RS, Brasil

2012

II

AGRADECIMENTOS

- Ao Prof. Dr. Milton Zaro, orientador e exemplo de professor, pelo apoio e incentivo

desde o incio da minha vida acadmica;

- Profa. Dra. Wania Partata, orientadora e incentivadora, pela confiana, apoio e

oportunidade de realizar esse trabalho;

- Ao Prof. Dr. Marco Vaz, orientador e incentivador da minha vida acadmica, pelas

inmeras contribuies em diversas fases do trabalho;

- Profa. Dra. Matilde Achaval pelo incentivo linha de pesquisa Bases Neurais e

Biomecnicas do Controle Motor, pelas contribuies ao longo do percurso e pela

participao como membro da banca examinadora;

- Profa. Dra. Stella Peccin e ao Prof. Dr. Ronei Pinto pela disponibilidade em

participar da banca examinadora;

- Ao meu marido, Paulo Cabral, pelo carinho, pacincia e constante incentivo na

minha vida pessoal e profissional;

- Aos meus pais, familiares e amigos pelo apoio e pacincia durante os quatro anos

de trabalho;

- s colegas Carolina Kolberg, Andra Horst, Tana Scheid e Maira Moares pelo

incansvel apoio e por todos os ensinamentos, vocs so um exemplo de trabalho

em equipe;

- A todos os colegas do departamento de fisiologia, especialmente Felipe Coutinho e

Rafaela Franceschi pelo apoio durante as anlises;

- Aos colegas do ICBS: Luciane Balbinot, Gustavo Balbinot, Viviane Elsner, Gisele

Lovatel e Felipe Stigger pelo apoio em diferentes momentos e pelo auxlio no

recrutamento da amostra;

- Aos professores do PPG Neurocincias pela contribuio na minha formao;

- Ao professor Fbio Lanferdini pelo assessoramento na coleta de dados e apoio em

vrios momentos do trabalho;

- Aos professores Andr Lopes e Juliane Rossato pela coleta de sangue e auxlio na

preparao das amostras;

- Ao Prof. Dr. lvaro Reischak de Oliveira por disponibilizar o Laboratrio de

Bioqumica do LAPEX (ESEF/UFRGS) para a coleta e preparao das amostras;

- Ao professor e amigo Prof. Dr. Marcelo Faria pelo assessoramento estatstico e

pelo apoio durante todo o processo;

III

- Ao professor Tiago Kiefer pelas substituies nos momentos crticos e pelo auxlio

durante a coleta de dados;

- Ao fisioterapeuta Rodrigo Py pelo apoio na busca cientfica;

- Ao fisioterapeuta Lucas Job e aos alunos do IPA e da PUCRS: Thiago

Albuquerque, Letcia Maier e Luiz Fernando Biazus pelo precioso auxlio na coleta

de dados e no recrutamento da amostra;

- Aos colegas e alunos do LAPEX: Jlio Cezar Silva, Rafaela Cavalheiro, Juliana

Bertani, Carlo Cancelli e Paulo Henrique de Moura pela ajuda nas coletas de

dados;

- Aos colegas Caroline Robinson e Alexandre do Pinho pelo apoio e auxlio na rea

de Biomecnica;

- Ao professor Fernando Favaretto pelo apoio em diversas fases do trabalho e

auxlio no recrutamento da amostra;

- Aos professores e ex-professores do IPA pela compreenso, apoio e substituies

durante todo o processo, especialmente os professores Mauro Matos, Luciana

Paiva, Vera Striebel, Fernando Prati, Andreia Calegari, Arnaldo Valentin, Cntia

Stocchero e Marcelo SantAnna;

- Aos fisioterapeutas Giovani Michielon e Ed Niger Nabarro pelo apoio em deferentes

fases do processo e auxlio no recrutamento da amostra;

- Ao IBTec pela disponibilizao e calibrao dos equipamentos;

- Aos professores coordenadores do LAPEX (ESEF/UFRGS): Prof. Dr. Flvio Castro

e Profa. Dra. Flvia Martinez pela liberao do laboratrio para a coleta de dados e

pelo emprstimo dos equipamentos;

- Aos funcionrios do LAPEX (ESEF/UFRGS), especialmente Dani, Luciano e Luis

pelo apoio indispensvel durante a coleta de dados;

- Andreia, Sara, Linhares e estagirios do PPG Neurocincias;

- Aos rgos de fomento CNPq, CAPES, FINEP e FAPERGS pelo auxlio financeiro;

- A todos os voluntrios que participaram da pesquisa.

Obrigada!

IV

APRESENTAO

Esta tese o resultado da investigao sobre os efeitos da corrente

interferencial no tratamento da dor relacionada com microleso muscular induzida

por exerccio excntrico nos msculos flexores e extensores do joelho. A tese est

estruturada em cinco captulos, onde inicialmente apresenta-se a introduo ao

tema, seguida de trs subcaptulos de referencial terico que abordam os achados

relativos ao tema, provenientes da literatura cientfica atual: Neurocincias e Dor;

Exerccios Excntricos; Corrente Interferencial. No captulo sobre Material e Mtodos

so apresentados dois artigos cientficos contendo os resultados obtidos nos

estudos. O primeiro artigo mostra os efeitos da corrente interferencial aplicada nos

msculos flexores de joelho aps a realizao de um protocolo de exerccios

excntricos, sendo recentemente publicado no peridico Journal of Sports Sciences.

Os resultados dos msculos extensores do joelho e de protenas marcadoras de

leso encontram-se no segundo artigo, que est neste momento sendo analisado

pelo corpo editorial de um peridico da rea. No captulo de Discusso, os principais

resultados dos dois artigos cientficos so discutidos em conjunto, amparados por

achados da literatura. No quarto captulo so mostradas as principais concluses

dos dois artigos cientficos resultantes deste trabalho de doutorado, juntamente com

perspectivas de futuros estudos sobre o tema da tese. No ltimo captulo

encontram-se as referncias bibliogrficas dos textos cientficos consultados para a

redao dos captulos de Introduo e Discusso. As referncias bibliogrficas dos

artigos cientficos esto apresentadas ao final de cada trabalho. O modelo do Termo

de consentimento livre e esclarecido assinado pelos participantes do estudo

juntamente com os dados referentes calibrao do equipamento utilizado para

avaliao do limiar de dor mecnica encontram-se em anexo no final do trabalho.

V

RESUMO

O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos da corrente interferencial

na sensibilidade dolorosa e no torque muscular dos msculos flexores e extensores

do joelho aps a realizao de um protocolo de exerccios excntricos. A amostra foi

constituda de 41 indivduos saudveis do sexo masculino com idade entre 18 e 33

anos, que foram divididos aleatoriamente em dois grupos experimentais: grupo

corrente interferencial (n=21) e grupo placebo (n=20). Para induo da microleso

muscular, ambos os grupos realizaram 100 contraes musculares isocinticas

excntricas mximas (10 sries de 10 repeties) dos msculos flexores e

extensores do joelho na velocidade angular de 60.s-1. No dia seguinte, os

voluntrios receberam tratamento com corrente interferencial ou tratamento placebo

em ambos os grupos musculares. O tratamento foi realizado durante 30 minutos

utilizando-se 4 kHz de frequncia portadora (modulao de 80-150 Hz) e 125 s de

durao do pulso. O limiar de dor mecnica, o pico de torque e a concentrao da

protena creatina cinase foram avaliados em quatro momentos diferentes: antes da

induo da microleso, imediatamente aps o exerccio, 24 horas aps a induo e

aps o tratamento com corrente interferencial ou tratamento placebo. Tanto para os

msculos flexores quanto extensores do joelho, ambos os grupos experimentais

apresentaram uma reduo significativa no pico de torque e no limiar de dor

mecnica aps a realizao dos exerccios excntricos, assim como uma elevao

na concentrao de protenas marcadoras de leso, mostrando que o protocolo de

exerccios foi efetivo na induo da microleso. Aps o tratamento, apenas o grupo

experimental, que recebeu a corrente interferencial, apresentou um aumento

significativo no limiar de dor mecnica para ambos os grupos musculares avaliados,

mostrando que a corrente foi efetiva na diminuio da sensibilidade dolorosa. Os

valores de torque e a concentrao das protenas no sofreram alterao aps o

tratamento. Os resultados indicam que a corrente interferencial foi efetiva no

tratamento da dor relacionada com microleso muscular induzida por exerccio

excntrico a partir de um aumento do limiar de dor mecnica nos msculos flexores

e extensores do joelho.

Palavras-chave: eletroterapia, corrente interferencial, exerccio excntrico, dor, fora

muscular, microleso muscular, creatina cinase.

VI

ABSTRACT

The goal of the work presented here was to evaluate the effects of the

interferential current in the pain sensibility and muscular torque of the flexor and

extensor knee muscles after the performance of an eccentric exercise protocol. The

sample was comprised of 41 healthy male individuals aged 18 to 33 years old,

randomly divided into two experimental groups: interferential current group (n=21)

and placebo group (n=20). To induce muscle soreness, both groups performed a

hundred maximal isokinetic eccentric muscular contractions (10 series of 10

repetitions) in the flexor and extensor knee muscles, with an angular velocity of 60.s-

1. On the following day volunteers were treated with interferential current or with the

placebo treatment in both muscular groups. Treatment was carried out for 30 minutes

using a 4 kHz carrier frequency (80-150 Hz) and a pulse duration of 125 s.

Mechanical pain threshold, peak torque and creatine kinase protein concentration

were evaluated at four different times: before muscle soreness induction,

immediately after exercise, 24 hours after induction and after the interferential current

treatment or the placebo treatment. For both flexor and extensor knee muscles, both

experimental groups presented a significant reduction in peak torque and mechanical

pain threshold after performing the eccentric exercises, as well as a rise in injury-

signaling protein concentration, demonstrating the efficiency of the exercise protocol

in inducing muscle soreness. After treatment, only the experimental group that

received the interferential current presented significant increases in mechanical pain

threshold for both evaluated muscular groups, thus showing that the current was

effective in diminishing pain sensitivity. Torque values and protein concentration

underwent no changes after the treatment. The results pointed out that the

interferential current was effective in the treatment of pain related to muscle soreness

induced by eccentric exercise through an increase in mechanical pain threshold in

the flexor and extensor knee muscles.

Keywords: electric stimulation therapy, interferential current, eccentric exercise, pain,

muscle strength, muscle soreness, creatine kinase

VII

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AMIG amgdala

AMPc adenosina monofosfatocclica

AMS rea motora suplementar

ATP adenosina trifosfato

Ach acetilcolina

BVMR bulbo ventral medial rostral

CCA crtex cingulado anterior

CCP crtex cingulado posterior

CGRP peptdeo relacionado ao gene da calcitonina

COX ciclooxigenase

CK creatina cinase

CPF crtex pr-frontal

DMIT dor muscular de incio tardio

GABA cido gama-aminobutrico

GDNF fator neurotrfico derivado da glia

GRD gnglio da raiz dorsal

HT hipotlamo

IL interleucina

MLP protena muscular LIM

M1 crtex motor primrio

NB ncleos da base

PB ncleo parabraquial

PG prostaglandinas

S1 crtex somatossensorial primrio

S2 crtex somatossensorial secundrio

SCP substncia cinzenta periaquedutal

SNC sistema nervoso central

TENS estimulao nervosa eltrica transcutnea

TNF fator de necrose tumoral

TPDL tegmento pontino dorsolateral

VIII

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Vias nociceptivas da periferia ao sistema nervoso central .............. 08

Figura 2 - Regies enceflicas envolvidas no processamento da dor ............ 09

Figura 3 - Teoria das comportas da dor ........................................................... 17

Figura 4 - Vias descendentes de modulao da dor ........................................ 18

Figura 5 - Representao da contrao excntrica ......................................... 23

Figura 6 - Representao esquemtica do sarcmero .................................... 24

Figura 7 - Tcnicas de aplicao da corrente interferencial ............................ 29

LISTA DE FIGURAS DO ARTIGO 1

Figura 1 - Posicionamento dos eletrodos para aplicao da corrente

interferencial. Ponto de avaliao do limiar de dor mecnica na regio posterior da coxa ...................................................................

39

Figura 2 - Diagrama sobre o recrutamento e randomizao dos indivduos participantes ......................................................................................

41

Figura 3 - Valores referentes ao limiar de dor mecnica para os grupos interferencial e placebo em todos os testes ......................................

42

Figura 4 - Valores referentes ao pico de torque isomtrico para os grupos interferencial e placebo em todos os testes ......................................

43

LISTA DE FIGURAS DO ARTIGO 2

Figura 1 - Ponto de avaliao do limiar de dor mecnica na regio anterior

da coxa. Posicionamento dos eletrodos para aplicao da corrente interferencial .......................................................................

54

Figura 2 - Diagrama sobre o recrutamento e randomizao dos indivduos participantes ......................................................................................

57

Figura 3 - Valores referentes ao limiar de dor mecnica para os grupos interferencial e placebo em todos os testes ......................................

60

Figura 4 - Valores referentes ao pico de torque excntrico para os grupos interferencial e placebo em todos os testes ......................................

61

Figura 5 - Valores referentes concentrao de creatina cinase para os grupos interferencial e placebo em todos os testes .........................

62

IX

LISTA DE TABELAS DO ARTIGO 1

Tabela 1 - Caracterizao dos indivduos participantes do grupo interferencial e do grupo placebo ......................................................

41

LISTA DE TABELAS DO ARTIGO 2

Tabela 1 - Caracterizao dos indivduos participantes do grupo interferencial e do grupo placebo ......................................................

57

Tabela 2 - Resultados para os grupos interferencial e placebo nas quatro avaliaes ............................................................................

59

X

SUMRIO

1. INTRODUO .......................................................................................... 01 1.1 NEUROCINCIAS E DOR ................................................................. 05 1.1.1 Mediadores qumicos envolvidos na nocicepo ....................... 10 1.1.2 Modulao da dor ...................................................................... 15 1.2 EXERCCIOS EXCNTRICOS ........................................................... 23 1.3 CORRENTE INTERFERENCIAL ....................................................... 28 1.3.1 Possveis mecanismos analgsicos da corrente interferencial .. 30 1.4 OBJETIVOS ....................................................................................... 34 1.4.1 Objetivo geral ............................................................................. 34 1.4.1 Objetivos especficos ................................................................. 34 1.5 HIPTESES ....................................................................................... 34 2. MATERIAIS E MTODOS ........................................................................ 35 2.1 ARTIGO 1 ........................................................................................... 36 Interferential therapy effect on mechanical pain threshold and isometric

torque after delayed onset muscle soreness induction in human hamstrings

2.2 ARTIGO 2 ........................................................................................... 47 Efficacy of interferential therapy on mechanical pain threshold, maximal

torque and creatine kinase activity after eccentric exercise in human quadriceps

3. DISCUSSO ............................................................................................. 73 4. CONCLUSES e PERSPECTIVAS .......................................................... 85 5. REFERNCIAS ......................................................................................... 87 ANEXO I - Termo de consentimento livre e esclarecido .................................. 100

ANEXO II - Curva de calibrao do algmetro ................................................. 103

1

________________

1. INTRODUO

________________

2

corrente interferencial representa uma das tcnicas da

Fisioterapia que tem sido amplamente utilizada como mtodo

analgsico (Johnson e Tabasam, 2002; Gracey et al., 2002). Ela

produzida a partir de duas correntes eltricas alternadas de mdia frequncia

moduladas pela amplitude para criar uma corrente teraputica de frequncia baixa

(Minder et al., 2002; Ward, 2009).

A corrente interferencial, assim como outros tipos de correntes eltricas

analgsicas, pode ser empregada em crises de dor aguda ou crnica, principalmente

quando outras tcnicas teraputicas como os exerccios ativos e os alongamentos

no so indicados em funo do quadro lgico do paciente (Harman et al., 2009;

Ward et al., 2009;). Estudos descrevem a utilizao da corrente interferencial no

tratamento da dor decorrente de diversas condies patolgicas, como, por

exemplo, lombalgia (Gracey et al., 2002; , Poitras, et al., 2005; Harman et al., 2009),

cervicalgia (Helmers e Irwin, 2009), dor miofascial (Hou et al., 2002), osteoartrite de

joelho (Burch et al., 2008), dor no ps-operatrio de cirurgia de joelho (Jarit et al.,

2003), artrite psoritica (Walker et al., 2006), constipao intestinal (Clarke et al.,

2009), dismenorria (Tugay et al., 2007) e dor muscular decorrente de exerccios

excntricos (Minder et al., 2002).

O estudo da dor e de suas formas de tratamento constitui uma rea de estudo

nas Neurocincias (Farah, 2012), j que a dor se relaciona com vrios fatores

neurais, entre eles emocionais e comportamentais (Villemure e Schweinhardt, 2010).

As correntes eltricas como forma de terapia tm sido utilizadas na prtica clnica

A

3

para o alvio da dor, e seus efeitos analgsicos so baseados principalmente nos

princpios de modulao da sensao dolorosa (Ward et al., 2009).

O tratamento da dor originada a partir da microleso muscular decorrente dos

exerccios excntricos tem sido alvo de estudos que utilizam diversas formas de

tratamento (Sellwood et al., 2007; Best et al., 2008; Howatson et al., 2009; Tartibian

et al., 2009), entre eles, a aplicao da corrente interferencial (Minder et al., 2002). A

realizao de uma srie de exerccios excntricos promove efeitos agudos

representados por sinais e sintomas como dor, diminuio de fora muscular e

aumento da concentrao de protenas no sangue, como a creatina cinase (CK)

(Farthing e Chilibeck, 2003; Rawson et al., 2007; Chen et al., 2011). Esse tipo de

exerccio muito comum na prtica esportiva, principalmente em condies

submximas nas modalidades que exigem produo de fora muscular para

desacelerar movimentos, como corrida e saltos. Portanto, a rpida reverso dos

sinais e sintomas dos exerccios excntricos essencial para reestruturao da

funo do atleta e seu retorno ao esporte (Cheung et al., 2003).

Apenas dois estudos foram encontrados na literatura sobre o uso da corrente

interferencial no alvio dos sinais e sintomas relacionados com a microleso

muscular decorrente dos exerccios excntricos, sendo seus resultados

contraditrios (Schmitz et al., 1997; Minder et al., 2002). Schmitz e colaboradores

(1997) encontraram uma diminuio significativa na sensibilidade dolorosa dos

indivduos aps um dia de tratamento utilizando a escala de percepo de dor,

enquanto Minder e colaboradores (2002) no observaram diminuio da dor ao

longo do tratamento de cinco dias utilizando a escala visual analgica e o limiar de

presso dolorosa, e no houve diferena significativa entre os grupos tratado e

controle. Ambos os estudos utilizaram a aplicao da corrente interferencial para

4

tratamento da dor dos msculos flexores do cotovelo de indivduos saudveis

submetidos a um protocolo de exerccios excntricos.

Os estudos realizados at o presente momento avaliaram apenas grupos

musculares dos membros superiores. No foi encontrado nenhum trabalho que

tenha estudado grupos musculares dos membros inferiores, como os msculos

flexores do joelho (isquiotibiais: bceps femoral, semitendneo e semimembranceo)

e extensores do joelho (quadrceps: reto femoral, vasto lateral, vasto medial e vasto

intermdio), o que demonstra uma lacuna na literatura, j que so msculos

frequentemente submetidos a contraes excntricas submximas durante a prtica

de atividade fsica e durante as atividades de vida diria como descer uma escada,

por exemplo.

A microleso muscular desencadeia a curto prazo processos fisiolgicos que

levam ao aumento da sensibilidade dolorosa e da concentrao de protenas

plasmticas como a CK, alm de diminuio na fora muscular. Como a fisiologia da

dor e as respostas neuromusculares abrangem um dos ramos das Neurocincias, o

estudo de recursos que possam reverter esses sinais e sintomas apresentam

importante relevncia clnica para a rea da Fisioterapia aplicada s Neurocincias.

Considerando os resultados contraditrios obtidos sobre as condies de uso

da corrente interferencial nos membros superiores e a inexistncia de estudos em

membros inferiores, os estudos cientficos ainda especulam sobre as condies

ideais a serem utilizadas nesse tipo de tratamento.

5

1.1 NEUROCINCIAS E DOR

Considerando que a dor est relacionada com diversos fatores, entre eles,

fatores emocionais que influenciam o comportamento de indivduos (Villemure e

Schweinhardt, 2010), o estudo da dor representa uma rea de aplicao importante

para as Neurocincias (Farah, 2012). Diversos artigos publicados em peridicos da

rea das Neurocincias estudaram a dor relacionada a diferentes causas, como

fibromialgia (Petersel et al., 2011), dor neuroptica (Mittal et al., 2011), fratura

vertebral (Qian et al., 2011) e traumatismo medular (Revell, 2011), entre outras.

Diversas definies de dor foram descritas ao longo do tempo. A evoluo dos

estudos relacionados com a compreenso dos mecanismos da dor fez com que sua

definio fosse aprimorada at considerar o carter multifatorial que compe a

sensao dolorosa. Dentro dessa concepo, a Associao Internacional para o

Estudo da Dor (IASP, 2008) definiu dor como experincia sensorial e emocional

desagradvel associada a dano tecidual real ou potencial, ou descrita em termos

que sugerem tal dano. Entretanto, apesar de estar presente em diversas condies

patolgicas e ser um assunto amplamente estudado, os mecanismos relacionados

com a dor ainda no esto suficientemente esclarecidos (Chen, 2011).

As primeiras descries dos sinais e sintomas de dor foram realizadas pelos

estudiosos da medicina tradicional chinesa h mais de 3.000 anos. No ocidente, o

termo dor aparece no sculo V a.C., entretanto, naquela poca o crebro ainda

no era descrito como parte integrante da sensao de dor. Mais adiante no sculo

XVII, Descartes desenvolveu um modelo hipottico sobre a dor em que ele

descreveu que a transmisso do estmulo doloroso partia dos neurnios perifricos e

seguia at regies cerebrais, onde o estmulo era percebido como dor (Chen, 2011).

6

Nos estudos relacionados com dor em humanos, alm do tratamento da

sintomatologia presente em vrias disfunes patolgicas, diversos modelos tm

sido adotados na tentativa de garantir uma amostra mais homognea em relao

aos sinais e sintomas da leso. Entre eles pode-se citar a induo da dor por frio

(Johnson e Tabasam, 2003a; 2003b), calor (Cheing e Hui-Chan, 2003) e realizao

de exerccios excntricos (Tourville et al., 2006).

A dor constitui um sistema de proteo corporal a partir da deteco de

estmulos nocivos, desencadeando diversos mecanismos. Esses estmulos ativam

receptores que recebem o nome de nociceptores. Os nociceptores so terminaes

livres de neurnios nociceptivos perifricos localizados nos gnglios raquidianos

ativados por estmulos capazes de causar leso tecidual (Sneddon, 2004; Dubin e

Patapoutian, 2010). Os nociceptores possuem especificidade ao tipo de estmulo

nocivo, os quais podem ser de diferentes modalidades: trmicos, mecnicos e/ou

qumicos. Esses estmulos alteram as propriedades da membrana dos nociceptores

e deflagram potenciais de ao (Loeser e Bonica, 2001; Garry et al. 2004).

Os aferentes sensitivos primrios responsveis pela nocicepo so fibras

nervosas do tipo A-delta (A) e C. As fibras A so pouco mielinizadas, sendo

responsveis pela transmisso da dor primria ou dor rpida. Devido presena da

mielina elas transmitem estmulos mais rapidamente, cerca de 5 a 30 m/s. As fibras

do tipo C, amielnicas, so as responsveis pela transmisso da dor secundria ou

dor lenta com velocidade entre 0,3 e 1,2 m/s (Sneddon, 2004; Chen, 2011).

As fibras nociceptivas se dirigem para o sistema nervoso central (SNC) de

forma organizada, e o centro metablico de cada clula est localizado em seu

corpo celular, localizado no gnglio da raiz dorsal quando se considera a

sensibilidade dolorosa da pele, dos msculos e das articulaes do tronco e dos

7

membros. As fibras nervosas entram na regio dorsal da medula espinal e fazem

sinapses com neurnios secundrios (ou de segunda ordem) situados em algumas

das lminas de Rexed, diviso histolgica da substncia cinzenta da medula espinal.

As fibras A e C finalizam em diferentes lminas, ocorrendo uma grande densidade

de projees de aferentes nociceptivos nas lminas I, II e V (Figura 1).

Interneurnios inibitrios e excitatrios do corno dorsal da medula espinal, assim

como vias descendentes originadas em centros superiores do neuroeixo, modulam a

transmisso dos estmulos nociceptivos neste local de entrada (Dubin e Patapoutian,

2010; Perl, 2011). Os mecanismos de modulao da dor sero discutidos no captulo

2.1.1.

A partir da medula espinal, o estmulo nociceptivo ascende para o encfalo por

meio de diferentes tratos: espinotalmicos lateral e medial, espinorreticular,

espinomesenceflico, cervicotalmico e espinohipotalmico (DMello e Dickenson,

2008). Portanto, os neurnios de segunda ordem projetam-se da medula espinal

principalmente para o tronco enceflico e o tlamo, onde so enviadas projees

para diferentes regies, como crtex somatossensorial e crtex cingulado anterior,

responsveis respectivamente pelos aspectos sensrio-descriminativos e afetivo-

motivacionais da dor (Dubin e Patapoutian, 2010). As principais regies de projees

talmicas so os ncleos talmicos ventral posterior lateral, ventral posterior medial

e ventral posterior, e ncleos posteriores. (Alves Neto et al., 2009). Os estmulos

nociceptivos sofrem novas modulaes em diferentes estruturas do tronco enceflico

e, secundariamente, em centros talmicos e estruturas corticolmbicas.

8

Figura 1. Vias nociceptivas da periferia ao sistema nervoso central. Fibras aferentes primrias (tipos A, A e C), cujos corpos celulares encontram-se no gnglio da raiz dorsal (GRD), transmitem impulsos nervosos da periferia ao corno dorsal da medula espinal nas lminas I, II e V de Rexed. Neurnios de projeo da lmina I inervam regies como o ncleo parabraquial (PB) e a substncia cinzenta periaquedutal (SCP), as quais se comunicam com o sistema lmbico. Deste sistema e da SCP emergem projees descendentes que se dirigem a ncleos do tronco enceflico, como o bulbo ventral medial rostral (BVMR), que modulam o processamento nociceptivo espinal. Neurnios da lmina V dirigem-se principalmente ao tlamo (trato espinotalmico), de onde se projetam a vrias regies corticais que compem a matriz da dor (adaptado de DMello e Dickenson, 2010).

Dentre os ncleos do tronco enceflico envolvidos na transmisso da dor

destacam-se a formao reticular mesenceflica, o colculo superior, os ncleos

cuneiforme e parabraquial, o ncleo magno da rafe e a substncia cinzenta

9

periaquedutal mesenceflica. Do sistema lmbico e da substncia cinzenta

periaquedutal emergem projees descendentes que se dirigem a ncleos do tronco

enceflico, como o bulbo ventral medial rostral, que modulam o processamento

nociceptivo espinal (Figura 1) (Millan, 1999; DMello e Dickenson, 2008).

Segundo Schweinhardt e Bushnell (2010), os estudos da dor mostram a

participao de uma rede cortical e subcortical que envolve reas sensoriais,

lmbicas, associativas e motoras (Figura 2). Os autores encontraram uma maior

ativao no crtex somatossensorial primrio e secundrio (S1 e S2), crtex

cingulado anterior, crtex insular e crtex pr-frontal em decorrncia de estmulos

nocivos na periferia.

Figura 2. Regies enceflicas envolvidas no processamento da dor. A: vias ascendentes e as regies enceflicas envolvidas no processamento da dor. B: corte coronal do encfalo mostrando diversas regies envolvidas com o processamento da dor. M1: crtex motor primrio; S1: crtex sensorial primrio; S2: crtex sensorial secundrio; AMS: rea motora suplementar; CCA: crtex cingulado anterior; CCP: crtex cingulado posterior; CPF: crtex pr-frontal; AMIG: amgdala; NB: ncleos da base; HT: hipotlamo; PB: ncleo parabraquial (adaptado de Schweinhardt e Bushnell, 2010).

10

A dor pode ser classificada em diferentes tipos, por exemplo: dor inflamatria,

dor neuroptica, dor referida, etc. (Costigan et al., 2009, Woolf, 2010; Perl, 2011). A

dor relacionada com a microleso muscular pode ser entendida como uma dor

inflamatria, j que os sintomas decorrem de um processo de leso na estrutura

celular que desencadeia um processo inflamatrio (Loeser e Bonica, 2001; Garry et

al., 2004). A dor de origem inflamatria ocorre em resposta a uma leso e resulta

basicamente da interao de mediadores inflamatrios e nociceptores perifricos

(Costigan et al., 2009).

1.1.1 Mediadores qumicos envolvidos na nocicepo

Os nociceptores so receptores diferenciados porque no apenas transmitem

informaes como tambm liberam substncias qumicas para o meio extracelular.

Quando h leso tecidual, ocorre a ativao dos nociceptores devido produo e

liberao de vrias substncias por clulas no-neuronais (mastcitos, neutrfilos,

plaquetas, fibroblastos) presentes no local da leso ou que infiltram a rea lesada.

Os nociceptores expressam grande variedade de receptores para mediadores

inflamatrios, sendo trs suas classes mais importantes: (1) canais inicos

dependentes dos ligantes, (2) acoplados protena G (protena localizada no meio

intracelular que ativa enzimas ou canais inicos) e (3) receptores de tirosina cinase

(Alves Neto et al., 2009).

Em leses traumticas, inflamatrias ou isqumicas diversas substncias

algognicas so liberadas por diferentes tipos celulares, como os mastcitos,

leuccitos e outras clulas, inclusive a prpria clula lesada, podendo sensibilizar e

ativar os nociceptores. So exemplos de substncias algognicas: ons (como K+ e

H+), acetilcolina (ACh), bradicinina, histamina, serotonina (5-HT), susbtncia P,

11

peptdeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP), prostaglandinas (PG),

citocinas, leucotrienos, fator de ativao plaquetrio, fatores de crescimento,

purinas, metablitos do cido araquidnico, entre outras (Loeser e Bonica, 2001;

Vanderah, 2007; Alves Neto et al., 2009).

Alguns mediadores inflamatrios, como os prtons, o ATP e a serotonina,

ligam-se aos canais inicos das terminaes nervosas sensitivas, enquanto outros,

como a bradicinina, a histamina, as prostaglandinas e o fator de crescimento neural,

medeiam os seus efeitos por meio de receptores ligados protena G ou receptores

de tirosina cinase, que modulam a atividade dos segundos-mensageiros nos

aferentes sensitivos primrios (Loeser e Bonica., 2001; Alves Neto et al., 2009).

Quando h leso tecidual, a serotonina liberada pelas plaquetas e pelos

mastcitos pode ativar os nociceptores tambm por se ligar a receptores acoplados

protena G. A histamina tambm liberada pelos mastcitos e atua nos

nociceptores e, dependendo da sua concentrao, evoca a dor. A bradicinina um

dos mediadores inflamatrios envolvidos na dor espontnea e hiperalgesia (aumento

da sensao dolorosa sem alterao na intensidade do estmulo nocivo) por meio da

ativao de receptores de membrana acoplados protena G localizados nas

terminaes livres dos neurnios sensitivos. Indiretamente, a bradicinina pode

induzir a liberao de outros mediadores inflamatrios de clulas no-neuronais.

Sua formao no local da leso tecidual pode ocorrer por liberao de citocinas,

como as interleucinas, e sua regulao requer nova sntese de protena e

neurotrofinas, como o fator neurotrfico derivado da glia (GDNF) (Loeser e Bonica,

2001; Alves Neto et al., 2009).

A ativao dos macrfagos resulta na liberao de vrias citocinas que

sensibilizam as terminaes nervosas. As citocinas so polipeptdeos sinalizadores

12

da comunicao intracelular e influenciam uma grande variedade de funes

celulares, incluindo a proliferao, a diferenciao, a reparao tecidual, os

mecanismos de degenerao e regenerao do tecido nervoso e a ao de outras

citocinas. Elas afetam a funo de outras clulas, pois se ligam a receptores

especficos na superfcie das membranas celulares e agem por meio de

mecanismos que envolvem segundos-mensageiros, como a adenosina

monofosfatocclica (AMPc), por exemplo. Dentre as citocinas destacam-se o fator de

necrose tumoral (TNF), as interleucinas (ILs) (IL-1 - IL-17) e o fator de ativao

plaquetria. O TNF- desencadeia a cascata de liberao de citocinas e o responsvel pela hiperalgesia mediada pelas PGs. Entre as interleucinas, a IL-1 induz a produo de substncia P. Quando em concentraes elevadas a IL atua na

formao do cido araquidnico, alm de aumentar a potencializao prolongada e

causar hiperalgesia (Loeser e Bonica, 2001; Alves Neto et al., 2009; Garrido-Suarz

et al., 2009).

A substncia P e o CGRP facilitam a transmisso da informao dos aferentes

primrios para os neurnios do corno dorsal da medula espinal, sendo a substncia

P pertencente famlia das taquicininas ou neurocininas. Nos tecidos, a substncia

P causa vasodilatao, calor, hiperemia e edema. A vasodilatao induzida pela

substncia P relaciona-se desgranulao de mastcitos que causa a liberao

secundria de histamina. Existem trs fontes de substncia P na medula espinal: as

terminaes de aferentes primrios, os neurnios intrnsecos da medula espinal e as

fibras oriundas do tronco enceflico. A concentrao da substncia P aumenta em

condies inflamatrias e exerce atividade excitatria em grande variedade de

neurnios do corno dorsal da medula espinal. A estimulao mecnica dos gnglios

e das razes sensitivas aumenta a concentrao de substncia P nos corpos

13

celulares das razes sensitivas e na lmina II do corno dorsal da medula espinal. O

CGRP encontrado nas lminas I e II do corno dorsal da medula espinal e ativa a

enzima que sintetiza a substncia P, sendo metabolizado pela mesma enzima

envolvida no metabolismo dessa substncia. Quando ocorre dor, a substncia P e o

CGRP, dentre outros neurotransmissores, so liberados nos tecidos pelas

terminaes nervosas dos aferentes nociceptivos e ativam os elementos celulares

envolvidos no processo inflamatrio (neutrfilos, linfcitos, macrfagos) ou

regenerativo (fibroblastos, clulas de Schwann), que so agentes envolvidos na

vasodilatao e no processo inflamatrio (Loeser e Bonica, 2001; Alves Neto et al.,

2009).

Algumas substncias qumicas que ativam os nociceptores o fazem por sua

ligao a receptores ionotrpicos e acoplados protena G que so canais inicos

permeveis tanto para Na+ como para outros ons. Entre essas substncias pode-se

citar o ATP e os prtons. O fluxo inico despolariza os neurnios sensitivos e induz a

descarga neuronal. Durante o processo inflamatrio ocorre uma diminuio do pH no

local da leso, o que ativa canais inicos sensveis a cidos e prolonga a ativao

dos nociceptores. Esses canais so encontrados tanto no sistema nervoso central

como no perifrico (Loeser e Bonica, 2001; Alves Neto et al., 2009; Gautam et al.,

2010).

Os aferentes primrios no corno dorsal da medula espinal utilizam o glutamato

como principal neurotransmissor excitatrio. O glutamato despolariza neurnios

sensitivos e isso determina a transmisso da informao pelas vias ascendentes e

tambm contribui para a hiperalgesia (Alves Neto et al., 2009; Dubin e Patapoutian,

2010). Existem trs tipos de receptores ionotrpicos de glutamato no corno dorsal da

medula espinal: o NMDA, o AMPA e o cainato (Garry et al., 2004).

14

Os estmulos dos aferentes nociceptivos e a liberao de neurotransmissores

que ativam receptores metabotrpicos e ionotrpicos dos neurnios do corno dorsal

da medula espinal causam sensibilizao neuronal. Essa sensibilizao depende de

aminocidos e da substncia P, entre outros. Os receptores AMPA e cainato so

ativados aps a liberao do glutamato e permitem o influxo de Na+ e K+ para o

interior do neurnio e a despolarizao rpida da membrana neuronal. Aps alguns

segundos, ocorre a ativao dos receptores NMDA que propicia o influxo

citoplasmtico do Ca++ acoplado ao influxo de Na+ e ao efluxo de K+. Os receptores

metabotrpicos ativados promovem a formao de segundos-mensageiros que

levam a liberao de Ca++ de reservas citoplasmticas e tambm a formao do

cido araquidnico. Esse cido o substrato da ciclooxigenase (COX) na produo

das PGs e gerado como reao ativao dos receptores de glutamato. A

substncia P estimula a sntese de ATP e ativa os canais de Ca++, resultando em um

aumento da concentrao intraneural de Ca++ alguns minutos aps a estimulao

nociceptiva (Loeser e Bonica, 2001; Alves Neto et al., 2009).

Alm da ativao, a transmisso da informao sensitiva na medula espinal

tambm pode ser alterada por mecanismos inibitrios. Os principais

neurotransmissores inibitrios utilizados pelos interneurnios do corno dorsal da

medula espinal so o cido gama-aminobutrico (GABA) e a glicinina. A inibio

gabargica e glicinrgica reduz a capacidade de os aferentes dos

mecanorreceptores de baixo limiar ativarem as vias que veiculam a informao

nociceptiva para o encfalo. A inibio pr-sinptica diminui a liberao dos

neurotransmissores dos aferentes primrios, enquanto a ps-sinptica hiperpolariza

ou bloqueia a membrana ps-sinptica (Loeser e Bonica, 2001; Maeda et al., 2007;

Alves Neto et al., 2009).

15

Portanto, a transferncia das informaes dos tecidos para o corno dorsal da

medula espinal depende da quantidade e tipo de neurotransmissores liberados pelos

aferentes primrios, da densidade e da natureza dos receptores ps-sinpticos, da

cintica da ativao dos receptores, da abertura e do fechamento dos canais inicos

e da captao ou sntese por metabolizao ou difuso dos neurotransmissores.

Alm de sua atividade como neurotransmissores, os peptdeos podem exercer ao

neuromodulatria, modificando a sensibilidade dos receptores da medula espinal

aos neurotransmissores de ao rpida ou alterando sua liberao pr-sinptica

(Alves Neto et al., 2009).

1.1.2 Modulao da dor

O corno dorsal da medula espinal, alm de uma estao de coleta de

informaes transmitidas pelos aferentes primrios, tambm contm interneurnios

que interferem no processamento das informaes sensitivas, inibindo ou facilitando

a transmisso dos potenciais veiculados pelos aferentes primrios para as reas

superiores do neuroeixo (Alves Neto et al., 2009; Chen, 2011). O processo de

modulao da dor representa alteraes que ocorrem no sistema nervoso em

resposta a um estmulo nocivo e permite que esses estmulos recebidos no corno

dorsal da medula espinal sejam seletivamente modulados de forma que a

transmisso do sinal para centros superiores do SNC seja modificada (Vanderah,

2007). A modulao da dor pode ocorrer baseada nos princpios da Teoria das

comportas da dor ou por meio das vias descendentes do encfalo (Alves Neto et al.,

2009; Chen, 2011).

Segundo Chen (2011), ao longo dos sculos as principais teorias que surgiram

para tentar explicar os mecanismos da dor foram a Teoria da especificidade (1849),

16

a Teoria da intensidade (1874), a Teoria padro (1929) e a Teoria das comportas da

dor (1965). As duas primeiras teorias no abrangiam todos os mecanismos

envolvidos na sensibilidade dolorosa, mas a partir delas se desenvolveu a Teoria

das comportas da dor, elaborada por Melzack e Wall, que direcionou todas as

pesquisas nos anos seguintes. Entretanto, atualmente essa teoria tem sido apontada

como simplista para explicar os mecanismos envolvidos na codificao e

transmisso da dor (Chen, 2011).

A Teoria das comportas da dor prope a existncia de uma modulao na

sinapse entre aferentes primrios e neurnios de transmisso na lmina II do corno

dorsal da medula espinal (Figura 3). Segundo a teoria, trs situaes podem

contribuir para a modulao da dor: 1) quando a atividade mediada pelos aferentes

nociceptivos prevalece, eles desativam a ao inibitria dos interneurnios da lmina

II e prevalece a sensao dolorosa; 2) quando a atividade neural mediada pelas

fibras aferentes no-nociceptivas de grosso calibre prevalece, ela inibe a atividade

das fibras nociceptivas de pequeno dimetro (A e C) por meio da ativao de

interneurnios inibitrios na lmina II, resultando em diminuio (hipoalgesia) ou

ausncia (analgesia) da sensao de dor; 3) a modulao decorrente das vias

descendentes do encfalo tambm interferem nas comportas da dor. Contudo,

recentemente a Teoria das comportas da dor foi apontada como muito simplista para

explicar os mecanismos da transmisso de estmulos perifricos nocivos que

chegam medula espinal. A organizao das sinapses das fibras A e C no corno

dorsal da medula espinal parece muito mais complexa, uma vez que foram

identificados neurnios relacionados com a transmisso do estmulo doloroso

tambm nas lminas I e V. De qualquer forma, mesmo os autores que hoje criticam

17

aspectos da Teoria das comportas da dor assumem que essa Teoria teve papel

essencial e efeito positivo nas pesquisas sobre dor (Chen, 2011).

Figura 3. Teoria das comportas da dor. O sistema de comportas presente na lmina II do corno dorsal da medula espinal composto pelos aferentes primrios (fibras A e fibras C) e pelos neurnios de projeo. Quando a atividade das fibras nociceptivas C prevalece, as comportas abrem-se permitindo a ao dos neurnios de projeo e prevalece a sensao dolorosa. Caso a atividade das fibras aferentes de grosso calibre prevalea (fibras A-beta), ocorre uma modulao da dor podendo resultar em diminuio ou ausncia da sensao dolorosa. Vias descendentes do sistema nervoso central tambm podem modular as comportas da dor. T: neurnios de transmisso (adaptado de Chen, 2011).

Alm das aferncias oriundas dos nervos perifricos, o corno dorsal da medula

espinal tambm recebe projees oriundas do crtex cerebral, das estruturas

subcorticais e do tronco enceflico que participam do mecanismo de modulao da

atividade sensitiva a partir de vias descendentes do encfalo (Figura 4). As

evidncias experimentais da importncia dos sistemas neuronais rostrocaudais de

modulao da dor so descritas desde a dcada de 1950 e foram confirmadas em

estudos em que a estimulao eltrica da substncia cinzenta periaquedutal

mesenceflica de animais promoveu a depresso da atividade de neurnios das

lminas I e V do corno dorsal da medula espinal, resultando em analgesia sem

18

comprometer outras formas de sensibilidade (McMahon e Koltzenburg, 2006; Waters

e Lumb, 2008; Alves Neto et al., 2009).

As fibras descendentes relacionadas com a modulao da dor projetam-se para

o corno dorsal da medula espinal chegando no funculo dorsolateral e fazendo

sinapse com os aferentes primrios e com os neurnios de segunda ordem

(McMahon e Koltzenburg, 2006; Vanderah, 2007).

Figura 4. Vias descendentes de modulao da dor. Vias de modulao da dor com conexes na substncia cinzenta periaquedutal (SCP) e no bulbo ventral medial rostral (BVMR). Neurnios do lobo frontal e da amgdala projetam-se diretamente e via hipotlamo (H) para a SCP. A SCP controla os neurnios nociceptivos por meio do tegmento pontino dorsolateral (TPDL) e do BVMR, que contm neurnios de projeo. O BVMR exerce controle na transmisso nociceptiva no corno dorsal da medula espinal (adaptado de McMahon e Koltzenburg, 2006).

A modulao da dor a partir de vias descendentes se relaciona tambm com a

ao de peptdeos opiides, presentes em vrias regies do SNC, incluindo

estriado, mesencfalo, ponte, bulbo e medula espinal. Existem trs tipos de

opiides: as encefalinas, as dinorfinas e as endorfinas. Alguns dos locais de ao

dos peptdeos opiides so a substncia cinzenta periaquedutal mesenceflica, o

19

ncleo magno da rafe, a formao reticular e o locus ceruleus (Loeser e Bonica,

2001; Vanderah, 2007; Alves Neto et al., 2009).

Os receptores opiides , , e ocorrem principalmente nas terminaes dos aferentes primrios e ps-sinapticamente nos neurnios do corno dorsal da medula

espinal. Alguns peptdeos opiides so encontrados nos gnglios das razes

sensitivas e atuam centralmente inibindo os neurnios da medula espinal, pois

interferem na liberao de neurotransmissores excitatrios pelos aferentes primrios.

H grande concentrao de receptores opiides nas lminas I, II, III e V do corno

dorsal da medula espinal. Eles agem pr-sinapticamente nas terminaes nervosas

sensitivas do corno dorsal da medula espinal, inibem as correntes de Ca++ e

suprimem a liberao de neurotransmissores, incluindo o glutamato e a substncia

P. Atuam tambm em stios ps-sinpticos e hiperpolarizam neurnios do corno

dorsal da medula espinal. A ativao dos receptores opiides resulta em

hiperpolarizao das terminaes das fibras nociceptivas em decorrncia da

abertura de canais de K+ e da reduo da sua excitabilidade com conseqente

reduo da liberao de neurotransmissores excitatrios (Loeser e Bonica, 2001;

Alves Neto et al., 2009).

Alm dos opiides endgenos, podem ser administradas substncias opiides

exgenas para o controle da dor, como a morfina. No sistema nervoso h vrios

subtipos de receptores de morfina envolvidos no mecanismo de supresso da dor

presentes na amgdala, no hipotlamo, no ncleo caudado, na substncia cinzenta

periaquedutal mesenceflica, no tlamo e na lmina II do corno dorsal da medula

espinal. A injeo de morfina na substncia cinzenta periaquedutal resulta em

aumento da atividade neuronal no ncleo magno da rafe, sendo que o efeito

analgsico da administrao de morfina e da estimulao eltrica relaciona-se com a

20

ativao de tratos inibitrios rostrocaudais. A morfina liga-se a seu receptor acoplado

protena G que bloqueia canais de Ca++ e, consequentemente, reduz a liberao

de neurotransmissores. Alm disso, a morfina pode atuar na substncia cinzenta

periaquedutal via mecanismos de desinibio onde atuam sistemas gabargicos

(Loeser e Bonica, 2001, Alves Neto et al., 2009).

Na medula espinal os opiides exercem efeito inibitrio nas terminaes

nervosas assim como nos neurnios excitatrios vizinhos, alm disso, eles inibem

diretamente neurnios da lmina II, que so a fonte mais importante de estmulos

excitatrios veiculados pelas fibras C em neurnios de projeo rostral originados na

lmina I. A lmina II exerce efeito excitatrio nas lminas mais profundas do corno

dorsal da medula espinal. Os receptores assim como os receptores inibem pr-

sinapticamente esses neurnios. Portanto, as vias supressoras de dor originadas na

poro rostral e medial do bulbo e do tegumento dorsolateral pontomesenceflico

inibem os neurnios de projeo, a liberao de neurotransmissores dos aferentes

primrios e os interneurnios excitatrios e excitam os interneurnios inibitrios. As

projees rostrais das estruturas do tronco enceflico parecem tambm ser

relevantes para o processamento da dor. provvel que os ncleos

serotoninrgicos dorsais da rafe, sob influncia de vias encefalinrgicas, apresentem

funo moduladora no ncleo acumbens, na amgdala e na habnula (Loeser et al.,

2001; Waters e Lumb, 2008; Alves Neto et al., 2009).

No processo de modulao da dor existe a ao do neurotransmissor inibitrio

GABA com atividade supressora em neurnios e em terminaes nervosas da

substncia periaquedutal, no ncleo magno da rafe e no ncleo reticular

gigantocelular. Na medula espinal o GABA atua em receptores ps-sinpticos e

induz a hiperpolarizao da membrana neuronal em decorrncia da ativao de

21

receptores pr-sinpticos, inibindo a liberao de neurotransmissores e limitando a

propagao da atividade excitatria glutamatrgica (Loeser e Bonica, 2001, Maeda

et al., 2007; Alves Neto et al., 2009).

A ao das correntes eltricas analgsicas utilizadas na terapia baseia-se nos

mecanismos de modulao da dor, j que a transmisso da informao sensitiva na

medula espinal pode ser ativada ou suprimida por mecanismos facilitatrios ou

inibitrios. Os mecanismos inibitrios podem ser ativados por vrios estmulos

perifricos e por influncias rostrocaudais, justificando a analgesia induzida pela

estimulao eltrica transcutnea, pela acupuntura, pela hipnose e pelo efeito

placebo (Maeda et al., 2007; Alves Neto et al., 2009).

A analgesia relacionada ao efeito placebo refere-se ao alvio da dor de um

indivduo aps a administrao de uma substncia quimicamente inerte ou aplicao

de um equipamento teraputico desligado. Sugere-se que a analgesia ocorra devido

crena de uma pessoa que uma potente medicao ou tcnica teraputica para

dor foi administrada. Estudos de imagens cerebrais mostram que a analgesia

placebo pode estimular a liberao de opiides endgenos associados com a

modulao da dor. Estes resultados mostram que a sinalizao dos opiides

endgenos durante a analgesia induzida pelo efeito placebo atua modulando as

reas e as projees que atuam no controle descendente da dor (Eippert et al.,

2009). Dessa forma, torna-se importante a incluso de um grupo placebo em

estudos em que o tratamento tem como objetivo a reduo da dor percebida pelos

indivduos.

Em resumo, as unidades neuronais, os canais sensoriais e os

neurotransmissores envolvidos no mecanismo de supresso e ativao das vias

nociceptivas atuam em conjunto. A ativao dos receptores opiides ou de

22

glutamato no tronco enceflico, a estimulao eltrica do tlamo, do hipotlamo

lateral, da substncia cinzenta periaquedutal mesenceflica e das estruturas da

formao reticular ventromedial do bulbo podem bloquear as unidades nociceptivas

espinais por meio da excitao das vias bulboespinais inibitrias. As vias

rostrocaudais podem inibir os circuitos nociceptivos diretamente ou ativar vias

segmentares que liberam neurotransmissores inibitrios. A substncia P e o

glutamato parecem liberar encefalinas nas terminaes nervosas do corno dorsal da

medula espinal. A supresso do mecanismo de modulao resulta em aumento

aparente da intensidade do estmulo, tal como ocorre em situaes em que h

bloqueio da ao do GABA ou da glicina. Isso sugere que exista atividade inibitria

intensa que ativada por estmulos aferentes de vrios limiares. A atuao desse

sistema resulta na interpretao de o estmulo ser ou no nociceptivo (Loeser e

Bonica, 2001, Alves Neto et al., 2009).

Uma condio dolorosa que afeta tanto indivduos atletas quanto no-atletas

a dor muscular oriunda da prtica de exerccios fsicos. Essa condio est

fortemente associada realizao de exerccios excntricos e pode resultar em dor

muscular de incio tardio, aspectos que sero discutidos a seguir.

23

1.2 EXERCCIOS EXCNTRICOS

As contraes excntricas ocorrem a partir da produo de fora muscular

juntamente com o alongamento da unidade msculo-tendnea, ou seja, existe

produo de fora acompanhada de um aumento no comprimento do msculo

(Guilhem et al., 2010) (Figura 5). Isso confere algumas caractersticas especficas

a esse tipo de contrao, como exemplo pode-se citar a maior capacidade de

produo de fora muscular nas contraes excntricas quando comparadas s

contraes concntricas e isomtricas. Esse fato decorre principalmente da

grande produo de fora passiva durante as contraes excntricas, que est

relacionada com os elementos elsticos do msculo, como, por exemplo, os

tendes (Santos et al., 2010; Guilhem et al., 2011; Rocha et al., 2011).

Figura 5. Representao da contrao excntrica. Durante as contraes excntricas ocorre produo de fora juntamente com um alongamento do msculo e de suas unidades contrteis, os sarcmeros (adaptado de Huard et al., 2002).

Os exerccios excntricos so amplamente utilizados na rea da reabilitao,

principalmente no tratamento de leses msculo-tendneas (Fahlstrm et al., 2003;

Laurin et al., 2011). O uso crnico do exerccio excntrico, ou seja, sob forma de

treinamento, promove efeitos protetores contra leses musculares (Paddon-Jones e

Abernethy, 2001; Paschalis et al., 2011). A utilizao desse tipo de exerccio, tanto

sarcmero

24

no tratamento quanto na preveno de leses, tem sido relacionada com o efeito

desses exerccios no fortalecimento dos elementos elsticos musculares (Albert,

2002) e com alteraes na regio contrtil do msculo, mais especificamente

relacionadas com um possvel aumento do nmero de sarcmeros em srie na fibra

muscular (Morgan e Proske, 2004; Butterfield et al., 2005; Butterfield e Herzog,

2006). Os sarcmeros so delimitados pelas linhas Z e representam as unidades

funcionais do aparelho contrtil onde esto presentes protenas relacionadas com a

contrao muscular, como a miosina, actina, troponina, tropomiosina e titina (Barton,

2012; McNally, 2012) (Figura 6).

Figura 6. Representao esquemtica do sarcmero. O sarcmero representa a unidade funcional do aparelho contrtil, constitudo pelo filamento grosso (composto pela protena miosina) e filamento fino (composto pelas protenas actina, troponina e tropomiosina), que formam as bandas A e I. Protenas de sinalizao (miozenina, teletonina e protena muscular LIM) esto associadas com a protena titina, prximas linha Z. A linha Z delimita o sarcmero e a regio onde se encontra a protena -actinina. A linha M est localizada na regio central do sarcmero onde a protena miomesina mantm o alinhamento dos filamentos grossos (adaptado de Barton, 2012).

filamento grosso (miosina)

filamento fino (actina, miosina, tropomiosina)

-actinina

banda I banda I banda A

linha Z linha Z

titina

miomesina

miozenina

telotonina

protena muscular LIM (MLP)

sarcmero

linha M

25

Contraditoriamente, antes que os efeitos benficos crnicos do treinamento

excntrico sejam instalados, primeiramente necessrio que o sistema msculo-

esqueltico do indivduo seja submetido aos efeitos agudos desse tipo de

exerccio, os quais ocasionam microleso muscular. Esse tipo de microleso

normalmente acontece aps a prtica de exerccios fsicos e necessria para

que processos adaptativos sejam instalados na unidade msculo-tendnea como,

por exemplo, o aumento da capacidade de produo de fora desse msculo

(Farthing e Chilibeck, 2003, Guilhem et al., 2010).

A grande capacidade de produo de fora associada ao aumento do

comprimento muscular durante as contraes excntricas remetem a um maior

grau de microleso muscular quando comparada aos outros tipos de contrao

(Stupka et al., 2000; Guilhem et al., 2010). Alm das modificaes na estrutura do

msculo aps uma srie de contraes excntricas, foi demonstrado tambm que

a microleso causa a chamada dor muscular de incio tardio (DMIT) (Cheung et

al., 2003; Crameri et al., 2007; Rawson et al., 2007; Miles et al., 2008). A DMIT

decorrente do exerccio excntrico foi definida na dcada de 80 por Armstrong

como a sensao de desconforto ou dor no msculo esqueltico que ocorre

devido a um esforo muscular exagerado. O termo em ingls conhecido como

delayed onset muscle soreness (DOMS) e representa a leso por esforo

muscular que produz aumento da sensibilidade palpao e/ou ao movimento. A

DMIT aparece aproximadamente de 12 a 24 horas aps o esforo, apresentando

um pico de 24 at 72 horas, e os sintomas desaparecem em torno de 5 a 7 dias

aps a realizao do exerccio (Marginson et al., 2005; Guilhem et al., 2010).

A microleso associada ao exerccio excntrico tem sido amplamente

estudada na literatura. Alm da DMIT, outros efeitos agudos desse tipo de

26

exerccio podem ser citados, como aumento do nvel de protenas musculares no

sangue (Chapman et al., 2006; Rawson et al., 2007; Jimnez-Jimnez et al., 2008;

Sewright et al., 2008; Chen et al., 2009; 2011), diminuio da amplitude de

movimento articular (Chapman et al., 2006; Rawson et al., 2007; Chen et al., 2009;

2011) e reduo na fora muscular (Minder et al., 2002; Cheung et al., 2003;

Farthing e Chilibeck, 2003; Chapman et al., 2006; Crameri et al., 2007; Sewright et

al., 2008; Chen et al., 2009; 2011).

Segundo Lee et al. (2002), os possveis fatores que contribuem para a leso

muscular relacionada com os exerccios excntricos incluem fatores inflamatrios e

reaes mediadas por radicais livres. Muitos fatores tm sido propostos para explicar

o aumento da sensibilidade dolorosa em funo da DMIT, incluindo espasmo

muscular, leso no tecido muscular (normalmente relacionado ruptura de protenas

e da linha Z do sarcmero) (Cheung et al., 2003; Yu et al., 2004; Crameri et al.,

2007) e/ou leso no tecido conjuntivo (Cheing e Hui-Chan, 2003). Os nociceptores

localizados principalmente no tecido conjuntivo, na regio das arterolas e capilares,

e na juno miotendnea, quando estimulados levam sensao de dor provocada

pelo exerccio (Cheing e Hui-Chan, 2003).

A ruptura da linha Z do sarcmero produz uma desestruturao do material

miofibrilar incluindo alteraes nas protenas actina, titina, alfa-actinina, nebulina e

desmina, o que leva a uma diminuio da capacidade de produo de fora pelo

msculo. Alm da alterao estrutural no sinccio muscular, a diminuio da fora

tambm pode estar associada dor muscular decorrente do exerccio excntrico (Yu

et al., 2004; Guilhem et al., 2010; Chen et al., 2011).

Em estudos com humanos, a avaliao da diminuio da fora muscular pode

ser realizada pela medida do torque concntrico, excntrico e isomtrico de um ou

27

mais grupos musculares. O torque representado pela fora multiplicada pela

distncia perpendicular entre o eixo da articulao e o ponto de avaliao dessa

fora (Santos et al., 2010). A microleso no tecido muscular faz com que protenas

presentes no sinccio muscular sejam liberadas, como, por exemplo, a protena CK.

A avaliao da concentrao dessa protena tem sido utilizada como um marcador

de leso muscular aps a realizao de exerccios (Albert, 2002; Rawson et al.,

2007).

Na rea esportiva, o tratamento dos sinais e sintomas da DMIT desempenha

um importante papel, considerando que os exerccios excntricos so muito comuns

em diversas modalidades esportivas e que a rpida reverso dos sintomas

essencial para a reestruturao da funo do atleta (Cheung et al., 2003).

Diversas modalidades teraputicas so adotadas no tratamento da dor

muscular decorrente dos exerccios excntricos, incluindo alguns tipos de correntes

eltricas, como, por exemplo, a estimulao eltrica transcutnea (TENS) (Craig, et

al., 1996; Leeder et al., 2011), a microcorrente (Lambert, et al., 2002; Curtis et al.,

2010), a corrente de alta voltagem (Tourville, et al., 2006) e a corrente interferencial

(Minder et al., 2002). Em relao corrente interferencial, os estudos encontrados

avaliaram os efeitos da corrente nos msculos flexores do cotovelo, em que Schmitz

e colaboradores (1997) verificaram resultados significativos na reduo da dor aps

o tratamento. Entretanto, Minder e colaboradores (2002) no evidenciaram

diferenas entre os grupos tratamento, placebo e controle aps a aplicao da

corrente. Os efeitos, formas de aplicao e mecanismos de ao da corrente

interferencial sero abordados a seguir com nfase na sua aplicao para o

tratamento da dor relacionada com a realizao de exerccios excntricos.

28

1.3 CORRENTE INTERFERENCIAL

A corrente interferencial difere-se das demais correntes eltricas analgsicas

como o TENS, por exemplo, por ser uma corrente de mdia frequncia modulada e,

portanto, pode atingir maior profundidade de ao (Minder et al., 2002; Johnson e

Tabasam, 2003a). Ela pode ser definida como a aplicao transcutnea de duas

correntes eltricas alternadas de mdia frequncia moduladas pela amplitude para

criar uma corrente teraputica de frequncia baixa (Minder et al, 2002; Ward, 2009).

O princpio da modulao foi desenvolvido por Nemec, em 1959, e ocorre

quando duas correntes de mdia frequncia fora de fase sofrem interferncia. A

frequncia de modulao corresponde diferena entre as duas ondas originais e

geralmente varia de 1 a 150 Hz. As faixas ideais de modulao para o tratamento de

diferentes tipos de desordens fisiopatolgicas ainda no so claras na literatura

(Minder et al., 2002; Ward et al., 2009).

Existem duas formas de aplicao da corrente interferencial. Uma por meio da

tcnica bipolar (ou pr-modulada), e a outra pela tcnica tetrapolar (ou verdadeira).

Na tcnica tetrapolar, duas correntes de mdia frequncia so aplicadas atravs de

dois pares de eletrodos cruzados entre si para produzir a interferncia na regio

central da interseco (Figura 7A) (Ward, 2009). Na tcnica bipolar, duas correntes

individuais sofrem interferncia dentro do equipamento e por isso so chamadas de

pr-moduladas (Figura 7B). Nessa tcnica, cada par de eletrodos funciona

independentemente, permitindo que eles sejam aplicados em regies diferentes do

corpo (Minder et al. 2002). Alguns autores sugerem que os efeitos analgsicos da

corrente interferencial verdadeira podem ser superiores aos da corrente pr-

modulada (Ward, 2009). Entretanto, as evidncias cientficas no mostram

29

superioridade de nenhum dos dois tipos de aplicao da corrente interferencial

(Ozcan et al., 2004).

Figura 7. Tcnicas de aplicao da corrente interferencial. A: tcnica verdadeira (tetrapolar); B: tcnica pr-modulada (bipolar) (adaptado de Ozcan et al., 2004).

Estudos mostram a utilizao da corrente interferencial no tratamento da dor

decorrente de diversas condies patolgicas, como lombalgia (Gracey et al., 2002; ,

Poitras, et al., 2005; Harman et al., 2009), cervicalgia (Helmers e Irwin, 2009), dor

miofascial (Hou et al., 2002), osteoartrite de joelho (Burch et al., 2008), dor no ps-

operatrio de cirurgia de joelho (Jarit et al., 2003), artrite psoritica (Walker et al.,

2006), constipao intestinal (Clarke et al., 2009), dismenorria (Tugay et al., 2007)

e tambm na condio de leso induzida, como a dor muscular decorrente dos

exerccios excntricos (Minder et al., 2002).

Os resultados experimentais obtidos aps o uso da corrente interferencial so

contraditrios. Burch e colaboradores (2008) encontraram diminuio significativa da

dor aps o uso da corrente interferencial no tratamento de osteoartrite de joelho. No

A B

30

tratamento de artrite psoritica, Walker e colaboradores (2006) mostraram efeitos

analgsicos satisfatrios aps o uso da corrente. Jarit e colaboradores (2003)

observaram reduo da dor, do uso de medicao analgsica e do edema,

ocorrendo ainda aumento da amplitude de movimento aps o uso da corrente

interferencial no tratamento da dor decorrente de cirurgias no joelho. Nesse estudo,

os resultados positivos foram encontrados logo aps a primeira sesso de

eletroterapia. Entretanto, Alves-Guerreiro (2001) no encontrou alterao no limiar

mecnico de dor em indivduos saudveis submetidos aplicao de corrente

interferencial na regio do antebrao. Alm disso, a reviso sistemtica de Fuentes

et al. (2010) conclui que os estudos realizados at o momento no esclarecem se o

uso da corrente interferencial suficiente para promover os resultados analgsicos

esperados, j que reduzido o nmero de trabalhos que estudaram os efeitos da

corrente como forma isolada de tratamento.

Segundo Johnson e Tabasam (2002; 2003a), o uso da corrente interferencial

na prtica clnica tem sido baseada em mecanismos de ao hipotticos. Os autores

afirmam que o uso da corrente tem se disseminado entre os fisioterapeutas apesar

da falta de estudos clnicos controlados que comprovem sua eficincia.

1.3.1 Possveis mecanismos analgsicos da corrente interferencial

Normalmente se especula que as correntes analgsicas utilizadas na terapia

modulam a sensao de dor por meio de mecanismos baseados na Teoria das

comportas da dor (Chen e Johnson, 2010; Sluka e Walsh, 2003), ou mediante

ativao das vias descendentes do SNC a partir da ao de receptores opiides

(DeSantana et al., 2008a; Lonard et al., 2011). Maeda e colaboradores (2007)

sugerem ainda que a liberao de GABA e ativao de seus receptores na medula

31

espinal um dos mecanismos pelos quais as correntes eltricas reduzem a

hiperalgesia. A ao analgsica dessas correntes baseia-se nos mecanismos de

modulao da dor, j que a transmisso da informao sensitiva na medula espinal

pode ser ativada ou suprimida por mecanismos facilitatrios ou inibitrios discutidos

anteriormente (Alves Neto et al., 2009).

Alguns autores sugerem que a utilizao de correntes com frequncias mais

altas (80 a 150Hz) est relacionada com efeitos analgsicos provenientes do

recrutamento de fibras sensitivas A-beta que, de acordo com a teoria das comportas

da dor, modula a informao nociceptiva no corno dorsal da medula espinal (Sluka e

Walsh, 2003). Entretanto, os efeitos analgsicos das correntes eltricas relacionados

com a ao de substncias opiides via tratos descendentes de modulao da dor

normalmente so atribudos ao uso de baixas frequncias de estimulao (at 4 Hz)

(Sluka e Walsh, 2003; Leonard et al., 2011). Porm, no existe consenso na

literatura em relao aos mecanismos envolvidos na modulao da dor utilizando

diferentes frequncias de estimulao. Leonard e colaboradores (2010), por

exemplo, sugerem que o uso de estimulao eltrica com frequncia alta tambm

pode envolver a ao de receptores opiides.

Estudos utilizando outros tipos de correntes eltricas (como o TENS) sugerem

que, dependendo da frequncia utilizada, a corrente pode ter benefcios melhores no

tratamento de dor aguda ou crnica (DeSantana et al., 2008b). Entretanto, alguns

estudos utilizando TENS mostraram no haver diferena entre o uso de frequncias

maiores (100-110 Hz) e menores (4 Hz) no tratamento de dor crnica (Warke et al.,

2006) e aguda (DeSantana, 2008a). Em relao corrente interferencial tambm

no existem resultados na literatura que sustentem o uso de frequncias de

modulao maiores ou menores. Johsan e Tabasam (2003b) testaram seis

32

frequncias de modulao variando de 20 Hz a 220 Hz e verificaram que todas as

frequncias utilizadas foram efetivas no tratamento da dor induzida pelo frio,

entretanto, no foi encontrada diferena entre elas. Da mesma forma, Schmitz e

colaboradores (1997) encontraram diminuio significativa da dor aps uso de

corrente interferencial tanto com frequncia de modulao de 10 Hz quanto de 100

Hz no tratamento da dor muscular.

Apenas dois estudos foram encontrados na literatura sobre o uso da corrente

interferencial no alvio dos sinais e sintomas relacionados com a microleso

muscular decorrente dos exerccios excntricos, e seus resultados foram

contraditrios. Alm disso, ambos trabalhos abordam os msculos flexores do

cotovelo e mostram diferenas metodolgicas e divergncia nos resultados. No

estudo mais antigo encontrado, Schmitz e colaboradores (1997) demonstraram

diminuio significativa na percepo da dor, tanto no grupo em que foi utilizada

frequncia baixa (10 Hz) quanto no grupo tratado com frequncia alta (100 Hz),

durante 30 min. A avaliao da dor foi realizada imediatamente, 15 e 30 minutos

aps a aplicao da corrente, utilizando a escala de percepo de dor. Foi

demonstrado que a reduo da sensibilidade dolorosa se manteve at o ltimo

momento avaliado em ambos os grupos. No outro estudo encontrado, Minder e

colaboradores (2002) no observaram diminuio da dor ao longo do tratamento, e

no houve diferena significativa entre os quatro grupos experimentais: grupo

tratado com frequncia de 10-20 Hz, grupo tratado com frequncia de 80-100 Hz,

grupo placebo e grupo controle. O tratamento foi realizado durante cinco dias

consecutivos, tendo cada sesso durao de 30 min. A dor foi avaliada utilizando-se

a escala visual analgica de dor e o limiar de dor mecnica, aplicados diariamente.

33

Dentro desse contexto, nota-se que existe uma lacuna na literatura relativa ao

uso da corrente interferencial no tratamento da microleso muscular em membros

inferiores. Alm disso, a correta aplicao da corrente interferencial na prtica clnica

exige uma maior definio sobre os efeitos da corrente, sobre os parmetros

utilizados e se o uso de correntes eltricas analgsicas age apenas na modulao

da dor ou tambm pode interferir nos demais aspectos da leso.

34

1.4 OBJETIVOS

1.4.1 Objetivo geral

O objetivo geral do presente trabalho foi avaliar os efeitos do uso da corrente

interferencial no tratamento da dor decorrente de microleso induzida por

exerccio excntrico nos msculos flexores e extensores do joelho.

1.4.2 Objetivos especficos

O trabalho teve como objetivos especficos:

- determinar os efeitos do exerccio excntrico no torque muscular voluntrio,

no limiar de dor mecnica e na concentrao sangunea da protena CK para

avaliar a efetividade do protocolo de exerccios em produzir os sinais e sintomas

esperados;

- avaliar os efeitos da aplicao da corrente interferencial nas mesmas

variveis citadas anteriormente para determinar a efetividade da corrente no

tratamento da dor decorrente da microleso muscular.

1.5 HIPTESES

Com a realizao do estudo se esperava encontrar:

- em relao ao protocolo de induo de dano muscular (aps a realizao do

exerccio): uma diminuio nos valores de torque muscular e limiar de dor mecnica,

juntamente com um aumento na concentrao da protena CK.

- em relao aos possveis efeitos de modulao da dor (aps o tratamento

com corrente interferencial): um aumento no limar de dor mecnica (diminuio da

sensibilidade dolorosa) sem alterao dos valores de torque e da concentrao da

protena CK.

35

________________________

2. MATERIAL E MTODOS

________________________

36

2.1 ARTIGO 1

Este artigo mostra os efeitos da corrente interferencial aplicada nos

msculos flexores de joelho aps a realizao de um protocolo de exerccios

excntricos. O artigo foi submetido para publicao no peridico Journal of

Sports Sciences em junho de 2011 e foi aceito para publicao em fevereiro de

2012.

Citao do artigo: Clarice S. Rocha, Fbio J. Lanferdini, Carolina Kolberg,

Marcelo F. Silva, Marco A. Vaz, Wania A. Partata & Milton A. Zaro (2012):

Interferential therapy effect on mechanical pain threshold and isometric torque

after delayed onset muscle soreness induction in human hamstrings, Journal of

Sports Sciences, 30:8, 733-742.

Link: http://dx.doi.org/10.1080/02640414.2012.672025

Interferential therapy effect on mechanical pain threshold and isometrictorque after delayed onset muscle soreness induction in humanhamstrings

CLARICE S. ROCHA1,2, FABIO J. LANFERDINI3, CAROLINA KOLBERG1,

MARCELO F. SILVA4,2, MARCO A. VAZ3, WANIA A. PARTATA1, & MILTON A. ZARO5,1

1Institute of Basic Health Sciences, Federal University of Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil, 2Physical Therapy

Department, IPA Methodist University Center, Porto Alegre, Brazil, 3School of Physical Education, Federal University of Rio

Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil, 4Physical Therapy Department, Federal University of Health Sciences of Porto Alegre,

Porto Alegre, Brazil, and 5Biomechanics Laboratory, Brazilian Institute of Leather, Shoes and Craftsmen Technology, Novo

Hamburgo, Brazil

(Accepted 28 February 2012)

AbstractThis study was undertaken to examine the acute effect of interferential current on mechanical pain threshold and isometricpeak torque after delayed onset muscle soreness induction in human hamstrings. Forty-one physically active healthy malevolunteers aged 18733 years were randomly assigned to one of two experimental groups: interferential current group(n 21) or placebo group (n 20). Both groups performed a bout of 100 isokinetic eccentric maximal voluntarycontractions (10 sets of 10 repetitions) at an angular velocity of 1.05 rad s71 (608 s71) to induce muscle soreness. On thenext day, volunteers received either an interferential current or a placebo application. Treatment was applied for 30 minutes(4 kHz frequency; 125 ms pulse duration; 807150 Hz bursts). Mechanical pain threshold and isometric peak torque weremeasured at four different time intervals: prior to induction of muscle soreness, immediately following muscle sorenessinduction, on the next day after muscle soreness induction, and immediately after the interferential current and placeboapplication. Both groups showed a reduction in isometric torque (P5 0.001) and pain threshold (P5 0.001) after theeccentric exercise. After treatment, only the interferential current group showed a signicant increase in pain threshold(P 0.002) with no changes in isometric torque. The results indicate that interferential current was effective in increasinghamstrings mechanical pain threshold after eccentric exercise, with no effect on isometric peak torque after treatment.

Keywords: eccentric exercise, delayed onset muscle soreness, interferential current, mechanical pain threshold, isometric peaktorque

Introduction

Different types of electrical stimulation are used in

therapy for various purposes, including pain relief,

muscle strengthening, edema control and circulation

promotion (Ward, Lucas-Toumbourou, &

McCarthy, 2009). In sports, electrical stimulation

has been used to accomplish several goals such as:

muscle stimulation (Vanderthommen & Crielaard,

2001), pain reduction (Bolin, 2003), urinary incon-

tinence treatment in female athletes (Rivalta et al.,

2010) and as a recovery method on subsequent

maximal climbing performance (Heyman, De Geus,

Mertens, & Meeusen, 2009).

Electrical stimulation can be used as an analgesic

therapy to treat muscular pain that occurs after

performing eccentric exercise (Minder et al., 2002;

Tourville, Connolly, & Reed, 2006). Eccentric

exercise usually produces delayed onset muscle

soreness, dened as muscle strain injury that

generates an increased tenderness or stiffness to

palpation and/or movement (Cheung, Hume, &

Maxwell, 2003). Considering that eccentric ex-

ercises are very common in sports, the rapid

reversion of symptoms resulting from exercises in

athletes is essential for both function restoration

and regain of sports performance (Cheung et al.,

2003).

Although necessary to produce the so-called

benecial chronic effects, the acute effects of

eccentric exercise may interfere with movement

and performance due to its discomfort and other

Correspondence: Clarice S Rocha, Federal University of Rio Grande do Sul, Institute of Basic Health Sciences, Porto Alegre, Brazil.

E-mail: clasrocha@terra.com.br

Journal of Sports Sciences, April 2012; 30(8): 733742

ISSN 0264-0414 print/ISSN 1466-447X online 2012 Taylor & Francishttp://dx.doi.org/10.1080/02640414.2012.672025

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unpleasant related symptoms (Farthing & Chilibeck,

2003). Therefore, studying treatment of symptoms

after eccentric micro-lesion is relevant for both

clinical and performance scenarios (Cheung et al.,

2003).

According to Gracey, McDonough, and Baxter

(2002), physiotherapists often choose to use inter-

ferential therapy to treat subacute and chronic pain.

Interferential current is derived from the interference

of two medium frequency currents. When only one

pair of electrodes is used, the current is called

premodulated interferential and two individual cur-

rents interfere with each other in the unit (Minder

et al., 2002; Ward, 2009). It is the amplitude-

modulated interference wave that differentiates

interferential current from other electric devices such

as TENS and other types of low-frequency alternat-

ing current (Fuentes, Armijo-Olivo, Magee, &

Gross, 2010a; Johnson & Tabasam, 2003; Ward &

Oliver, 2007).

Acceptance of interferential current into the

physiotherapy practice has been based on a hypothe-

tical mechanism of action and objective evidence in

support is lacking (Johnson & Tabasam, 2002).

Despite the widespread use of interferential current

in clinical practice, the ndings of controlled clinical

trials question its effectiveness. In addition, the exact

mechanism by which the pain control occurs is still

obscure (Johnson & Tabasam, 2002). According to

Fuentes et al. (2010b), available information regard-

ing interferential current clinical efcacy is

debatable.

Although eccentric exercise is commonly used in

sport practice and also performed to induce muscle

soreness to study different kinds of treatment, only a

few studies evaluated the effect of interferential

current in exercise symptoms (Minder et al., 2002;

Schmitz, Martin, Perrin, Iranmanesh, & Rogol,

1997) and all of them studied the elbow exor

muscles. Therefore, there is a gap in the literature in

relation to the study of the interferential current

effects in the treatment of the effects from lower

limbs eccentric exercise. The aim of this study was to

examine the acute effects of interferential therapy on

mechanical pain threshold and isometric torque after

delayed onset muscle soreness induction in human

hamstrings.

Methods

General overview

Participants were submitted to a hamstrings ec-

centric exercise protocol. Twenty-four hours post-

exercise their muscles were treated with either

interferential current or a placebo interferential

current. The study was a single-blinded investiga-

tion, whereby participants were unaware of the

treatment group to which they were allocated. A

control group was not used (group without a

treatment) due to the general consensus in the

literature of the time of appearance and the reduction

of symptoms after eccentric exercises. Studies show

that the symptoms peak occurs between 24 and 48

hours after eccentric exercise (Plezbert & Burke,

2005; Vinck, Cagnie, Coorevits, Vanderstraeten, &

Cambier, 2006). Therefore, symptoms should not

decrease before the end of this period if no treatment

is applied. The option for only two experimental

groups also took into account the methodology of

previous studies that assessed the effects of articial

electrical stimulation for pain treatment without the

use of a control group (Chen & Johnson, 2009, 2010;

Leonard, Cloutier, & Marchand, 2011; Tourville

et al., 2006). Therefore, only a placebo group was

included where participants thought they were

receiving interferential current but actually the

equipment was turned off. Despite the limitations

of this choice (in view of the probable knowledge of

the participants of the placebo group that no

stimulation was applied due to the lack of sensory

input at the skin), as the stimulation parameters were

not known by the participants and they were

unfamiliar with electrical stimulation procedures

and sensation due to different types of electrical

stimulation, we thought that this would be clinically

more appropriate than simply using a control group.

All procedures were in accordance with the ethical

standards of the human experimentation committee.

Ethical approval was obtained from the Universitys

Research Ethical Committee (15658/2010). All

volunteers gave informed written consent prior to

participation in the study.

Setting and participants

Forty-one healthy male volunteers aged 18733 years(mean 24.0; s 3.7) were recruited through adver-tisements in the University. Participants were physi-

cally active for at least three months prior to their

participation and did not show any of the following

exclusion criteria: lower limb pathology or neurolo-

gical decit, cardiovascular problems, undiagnosed

pain, epilepsy or diabetes mellitus. Participants were

also instructed to not ingest any medication for at

least 48 hours prior to data collection.

This study was performed using only men as

research participants because womens sex hor-

mones vary throughout the menstrual cycle and it

has been demonstrated that sex hormones inu-

ence nociceptive threshold (Fillingim, King, Ri-

beiro-Dasilva, Rahim-Williams, & Riley, 2009) and

muscle strength (Bambaeichi, Reilly, Cable, &

Giacomoni, 2004).

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Randomisation

All participants were randomly assigned by block

drawing to one of two experimental groups: inter-

ferential current group (n 21) or placebo group(n 20). Both groups underwent an eccentricexercise protocol aimed at inducing muscle soreness.

On the next day, volunteers returned to the

laboratory for the interferential current or placebo

treatment. All measures were collected by the same

researcher.

Outcome measurements

All variables were measured at four instances: prior

to muscle soreness induction, immediately following

muscle soreness induction, on the day after the

induction and immediately after the interferential

current and placebo application. The following

variables were analysed: pain sensitivity through the

mechanical pain threshold and hamstring isometric

peak torque. These outcome measures were chosen

to allow comparisons with the other studies that

evaluated interferential current effects on delayed

onset muscle soreness (Schmitz et al., 1997; Minder

et al., 2002). Before the beginning of the rst test,

weight, height and body mass index were obtained.