A estimulação elétrica neuromuscular e a laserterapia de baixa potência têm se mostrado isoladamente efetivas no tratamento da osteoartrite de joelho. A estimulação elétrica neuromuscular parece contribuir com a restauração da força e estrutura do músculo quadríceps femoral, enquanto que a laserterapia parece ser efetiva no controle do processo inflamatório e da dor, bem como na regeneração da cartilagem. A hipótese de que a adição da laserterapia à estimulação elétrica neuromuscular poderia reduzir a dor articular associada à inflamação e consequentemente potencializar os efeitos da estimulação elétrica sobre o sistema muscular motivou a realização do presente estudo. O tema da presente tese de Doutorado é o uso combinado da estimulação elétrica neuromuscular e da laserterapia de baixa potência no tratamento da osteoartrite de joelho em idosos: efeitos sobre parâmetros neuromusculares e funcionais. No Capítulo I, um estudo de revisão sistemática classificou os níveis de evidência científica sobre a efetividade da estimulação elétrica neuromuscular no fortalecimento do quadríceps de idosos com osteoartrite de joelho. Após busca sistematizada nas bases de dados, 9 estudos contemplaram os critérios de inclusão e foram incluídos na revisão. Os resultados principais indicam que existe moderada evidência científica a favor do uso da estimulação elétrica neuromuscular sozinha ou combinada com exercício para o fortalecimento muscular isométrico do quadríceps em idosos com OA de joelho. Apesar dos resultados promissores da estimulação elétrica neuromuscular sobre a força, faltam dados na literatura sobre seus efeitos sobre a massa muscular. Além disso, não foram encontrados estudos sobre o potencial do efeito combinado da laserterapia e estimulação elétrica no tratamento da osteoartrite. Para preencher essa lacuna na literatura, dois estudos originais foram desenvolvidos para verificar: (1) a adaptação neuromuscular e funcional dos extensores de joelho de idosos com osteoartrite à estimulação elétrica neuromuscular em combinação à laserterapia de baixa potência (Capítulo II); e (2) as adaptações na arquitetura do principal extensor de joelho e na capacidade funcional de idosos decorrentes do uso combinado da estimulação elétrica neuromuscular e da laserterapia de baixa potência (Capítulo III). Quarenta e cinco idosas com osteoartrite de joelho foram submetidas a um período controle de quatro semanas sem intervenção seguido por um período de oito semanas de intervenção ou com estimulação elétrica neuromuscular, ou com laserterapia ou com estimulação elétrica neuromuscular em adição à laserterapia. Avaliações de torque, eletromiografia, ultrassonografia e testes funcionais foram realizados antes e após o período controle, assim como após de oito semanas de intervenção. Questionário específico sobre a funcionalidade de idosos com osteoartrite foi aplicado antes e depois das intervenções. As três intervenções geraram aumentos no torque, na ativação muscular, bem como melhorias na funcionalidade. Os valores de espessura muscular, área de secção transversa anatômica e ângulo de penação aumentaram após os tratamentos com estimulação elétrica neuromuscular, mas não com laserterapia. Nossos achados sugerem que: (1) a estimulação elétrica sozinha ou combinada à laserterapia é igualmente efetiva para gerar adaptações neuromusculares e funcionais; (2) a estimulação elétrica sozinha ou combinada gera aumentos no ângulo de penação e na espessura muscular, mas não no comprimento fascicular; (3) o ganho de força obtido pela estimulação elétrica é desproporcional aos incrementos neurais e morfológicos; (4) a laserterapia sozinha é capaz de melhorar a funcionalidade do idoso provavelmente por meio da redução da dor e do aumento da ativação muscular; (5) o uso de programa de estimulação elétrica neuromuscular com intensidades e volumes progressivos é efetivo na promoção da hipertrofia muscular; (6) a laserterapia não potencializa os efeitos da estimulação elétrica neuromuscular sobre os parâmetros neuromusculares e funcionais. / Neuromuscular electrical stimulation alone and low-level laser therapy alone have been effective in the treatment of knee osteoarthritis. Neuromuscular electrical stimulation seems to contribute to the reestablishment of strength and structure in the quadriceps muscle, whereas low-level laser therapy seems to contribute to the reduction of the pain and of the inflammatory process and to the promotion of cartilage regeneration. The hypothesis that the association of low-level laser therapy with neuromuscular electrical stimulation could reduce joint pain associated with the inflammation and consequently potentiates the effects of electrical stimulation on the muscular system motivated the present study. The theme of this PhD thesis is the combined use of neuromuscular electrical stimulation and low-level laser therapy in the treatment of knee osteoarthritis in the elderly: effects on neuromuscular and functional parameters. In Chapter I, a systematic review rated levels of scientific evidence on the effectiveness of neuromuscular electrical stimulation on quadriceps strengthening in elderly with knee osteoarthritis. After systematic search in databases, 9 studies contemplated the inclusion criteria and were included in the review. The main results indicate that there is moderate scientific evidence in favour the use of neuromuscular electrical stimulation alone or combined with exercise to strengthen the quadriceps muscle in elderly with knee osteoarthritis. Despite the promising results of neuromuscular electrical stimulation on strength, data are lacking in the literature about its effects on muscle mass. Moreover, no studies were found on the potential effect of the combination of low-level laser therapy and neuromuscular electrical stimulation in the treatment of osteoarthritis. To fill this gap, two original studies were developed to verify: (1) neuromuscular and functional adaptation of knee extensors in elderly patients with osteoarthritis to neuromuscular electrical stimulation in combination with low-level laser therapy (Chapter II); and (2) the changes in the architecture of the vastus lateralis muscle and in the functional ability of elderly patients with osteoarthritis to the combined use of neuromuscular electrical stimulation and low-level laser therapy (Chapter III). Forty-five elderly female individuals with knee osteoarthritis were submitted to a four-week control period with no intervention followed by an eight-week period of intervention with neuromuscular electrical stimulation, low-level laser therapy, or neuromuscular electrical stimulation in combination with low-level laser therapy. Knee extensor evaluations of torque, electromyography, ultrasonography and functional tests were performed before and after the control period as well as after eight weeks of intervention. Questionnaire regarding the functionality of elderly patients with osteoarthritis was applied before and after interventions. The three interventions generated increases in torque, muscle activation, as well as improvements in functionality. The values of muscle thickness, anatomical cross-sectional area and pennation angle increased after treatment with neuromuscular electrical stimulation, but not with low-level laser therapy. Our findings suggest that: (1) electrical stimulation alone or combined with laser therapy is equally effective to generate neuromuscular and functional adaptations; (2) electrical stimulation alone or combined with laser therapy increases pennation angle and muscle thickness, but not fascicle length; (3) gain strength obtained by the electrical stimulation is disproportionate to increases in neural and morphological parameters; (4) low-level laser therapy alone is able to improve the elderly functionality; (5) the use of neuromuscular electrical stimulation with increasing intensities and progressive volumes is effective in promoting muscle hypertrophy; (6) low-level laser therapy does not potentiate the effects of neuromuscular electrical stimulation on neuromuscular and functional parameters.

Uma das principais doenças degenerativas, conhecida internacionalmente pelo nome de osteoartrite (OA), é uma condição patológica crônica e prevalente que traz prejuízos sociais, psicológicos e financeiros a 10% da população em geral e a mais de 50% dos idosos. Acima dos 75 anos de idade aproximadamente 85% dos idosos são acometidos por essa doença. A população no Brasil envelhece rápido, envelhecerá em 30 anos tanto quanto a Europa envelheceu em 200 anos. Assim, novas técnicas para o tratamento da OA de joelho são muito relevantes. Este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos de uma Terapia Combinada (TC) sobre o comportamento de ratos submetidos a um modelo experimental de osteoartrite de joelho. Ratos Wistar machos e adultos foram submetidos à lesão do joelho direito pela injeção intra-articular de iodoacetato monosódico (IM). Quinze dias após a lesão foram aplicados 3 tratamentos por 14 dias: Laserterapia de Baixa Potência (LBP), Estimulação Elétrica Artificial (EEA) e TC (i.e., LBP + EEA). Foram observados os efeitos agudos e crônicos destes tratamentos sobre o comportamento dos animais em 3 testes comportamentais: campo aberto, analgesímetro e descarga de peso. Os principais resultados do presente estudo indicam que (i) o modelo experimental de OA de joelho proposto foi induzido com sucesso e resultou em déficits agudos e crônicos ao longo de 30 dias de experimento; (ii) o tratamento com LBP resultou em diminuição dos déficits devido à hiperalgesia primária e secundária à lesão, porém não teve impacto sobre a funcionalidade geral do sistema de movimento dos animais; (iii) o treinamento com EEA resultou em diminuição dos déficits de hiperalgesia primária e teve impacto sobre a funcionalidade geral do sistema de movimento e (iv) a TC resultou em diminuição dos déficits de hiperalgesia primária e efeito moderado sobre a hiperalgesia secundária, além de impacto positivo sobre a funcionalidade geral do sistema de movimento. Com base nestes resultados, a TC apresentou efeitos benéficos tanto sobre o controle da dor, quanto para a menor incapacitação e melhor funcionalidade, sendo indicada para combater os efeitos deletérios da OA de joelho sobre o sistema de movimento. / A major degenerative disease, internationally known as osteoarthritis (OA) is a prevalent and chronic pathological condition which results in social, psychological and financial impairments to 10% of the general population and to over 50% of the elderly. Above 75 years of age approximately 85% of the elderly are affected by this disease. In Brazil there is a fast ageing of population who will age during 30 years as much as Europe aged in 200 years. Thus, new techniques for the treatment of knee OA are very relevant. This work aimed to study the effects of a combined therapy (TC) on the behavior of rats submitted to an experimental model of knee osteoarthritis. Male adult Wistar rats underwent right knee injury by intra-articular injection of monosodium iodoacetate (IM). Fifteen days after injury received 3 treatments for 14 days: Low Power Laser Therapy (LBP), Artificial Electrical Stimulation (EEA) and TC (i.e., LBP + EEA). We observed the acute and chronic effects of these treatments on the behavior of animals in 3 behavioral tests: open field, analgesymeter and weight bearing. The main results of this study indicate that (i) the proposed experimental model of knee OA was successfully induced and resulted in acute and chronic deficits over 30 days of experiment, (ii) treatment with LBP resulted in reduction of deficits due to primary and secondary hyperalgesia to the lesion, but had no impact on the overall functionality of the movement system, (iii) the training with EEA resulted in decreased deficits of primary hyperalgesia and impacted the overall functionality of the movement system (iv) the TC resulted in reduction of deficits due to primary hyperalgesia and moderate effect on secondary hyperalgesia, and positive impact on the overall functionality of the movement system. Based on these results, the TC showed beneficial effects on pain control and on less disability and better functionality, thus TC is indicated to combat the deleterious effects of knee OA on the motion system.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5547.pdf: 3263946 bytes, checksum: 81b95f1f44f7fd4611369a29fb381264 (MD5) Previous issue date: 2013-10-08 / Universidade Federal de Minas Gerais / Introduction: Osteoarthritis (OA) is one of the major health problems and its prevalence has increased in recent decades as well, has been associated with sleep disturbances. It has been shown that chronic obstructive sleep apnea (OSA) is related to osteoarthritis, and sleep disturbances that may modify the physical and functional aspects of the disease. Objective: The aim of this study was to evalueted the influence of OSA on knee extensor torque, pain, stiffness, physical function, neuromuscular control and the inflammatory response in men with knee OA in early grades. Methods: The study included 60 male volunteers, aged between 40 and 70 years, divided into four groups: G1 (n=15): without OA and without OSA; G2 (n=15): without OA and with OSA; G3 (n=15): with OA and without OSA; G4 (n=15): with OA and with OSA. All volunteers were examined x-ray knee, polysomnography, responded to the WOMAC questionnaire and performed the test on the isokinetic dynamometer for evaluation of the peak knee extensor torque isometric (60º), concentric and eccentric (90°/s and 180º/s) and submaximal strength test, and blood was collected from the antecubital fossa for analysis of cytokines (IL-1β, IL-6, IL-10, TNF-α and TGF-β). Comparisons of means were performed using General Linear Model. Results: For data on the sleep pattern, volunteers showed differences between groups for stage 1, and the G2 and G4 showed a higher percentage of stage 1 when compared with the G1. The number of awakenings was higher in G4, which significantly differed from G1, and the same happened to differ from G1 to G2 . Regarding data WOMAC (pain, stiffness, physical function) can be observed that for all domains G4 showed higher values for the groups G1 and G2. For the knee extensor torque evaluations isometric and concentric isokinetic was observed at lower values compared to G4 and G2 with G1. However for the fluctuation of submaximal strength we found no difference between groups. In the analysis of inflammatory markers found reduced levels of TGF-β in G2 and G4 compared with G1, however for the other cytokines we found no difference between groups. Conclusion: We conclude that OSA influenced extensor torque isometric, concentric, in pain, stiffness, physical function and TGF-β, however, no influence on neuromuscular control and the other inflammatory markers (IL-1β, IL-6, IL-10 and TNF-α) in patients with OA in degrees initial, demonstrating that, as in the initial degree of OA the OSA may promote some inflammatory and functional changes in this population. / Introdução: A osteoartrite (OA) é um dos grandes problemas de saúde e a sua prevalência tem aumentado nas últimas décadas, bem como, vem sendo associada aos distúrbios de sono. Tem sido demonstrado que a síndrome da apneia obstrutiva do sono (SAOS) está relacionada com a OA e as alterações de sono podem modificar os aspectos físicos e funcionais da doença. Objetivo: O objetivo do presente estudo foi o de verificar a influência da SAOS sobre o torque extensor do joelho, a dor, a rigidez, a função física, o controle neuromuscular e a resposta inflamatória em homens com OA de joelho em graus iniciais. Métodos: Participaram do presente estudo 60 voluntários do sexo masculino, com idade entre 40 e 70 anos, distribuídos em quatro grupos: G1 (n=15): sem OA e sem SAOS; G2 (n=15): sem OA e com SAOS; G3 (n=15): com OA e sem SAOS; G4 (n=15): com OA e com SAOS. Todos os voluntários realizaram exame de raio-x de joelho, a polissonografia, responderam ao questionário WOMAC e realizaram o teste no dinamômetro isocinético para avaliação do pico de torque extensor do joelho isométrico (60º), concêntrico e excêntrico (90º/s e 180º/s) e o teste de força submáxima, bem como, foi coletado sangue da fossa antecubital para análise das citocinas (IL-1β, IL-6, IL-10, TNF-α e TGF-β). As comparações das médias foram realizadas por meio do General Linear Model. Resultados: Para os dados referentes ao padrão de sono, os voluntários apresentaram diferença entre os grupos para o estágio 1, sendo que, o G2 e G4 apresentaram uma maior porcentagem do estágio 1 quando comparado com o G1. O número de despertares foi maior no G4, que diferiu do G1, sendo que o mesmo ocorreu para o G2 que diferiu do G1. Em relação aos dados do questionário WOMAC (dor, rigidez, função física) pode-se observar que para todos os domínios o G4 apresentou maiores valores em relação aos grupos G1 e G2. Para o torque extensor do joelho nas avaliações isométrica e isocinética concêntrica, foi observado menores valores no G4 em relação aos G1 e G2. No entanto para a flutuação da força submáxima não encontramos diferença entre os grupos. Na análise dos marcadores inflamatórios encontramos uma redução dos níveis do TGF-β no G2 e no G4 quando comparados com o G1, no entanto para as demais citocinas não encontramos diferença entre os grupos. Conclusão: Podemos concluir que a SAOS influenciou no torque extensor isométrico e concêntrico, na dor, na rigidez, na função física e no TGF-β, no entanto, não influenciou no controle neuromuscular e nos demais marcadores inflamatórios (IL-1β, IL-6, IL-10 e TNF-α) de pacientes com OA em graus iniciais, demonstrando que, já nos graus inicias da OA a SAOS pode promover algumas alterações funcionais e inflamatórias nessa população estudada.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5701.pdf: 2066003 bytes, checksum: 5344bcd37b00f565ce8af8ebbe8103de (MD5) Previous issue date: 2014-01-22 / Financiadora de Estudos e Projetos / Osteoarthritis is the most common disease among the elderly ostemioarticular, being of great relevance for public health and for studies related to aging processes. In this context, the muscle strengthening becomes important as a major strategy in the rehabilitation of individuals with osteoarthritis. Much research in the area have been developed, but there are few studies that have advanced the timely investigation of the effects of exercise for muscle strengthening in key local and systemic manifestations of osteoarthritis. Therefore, the aim of this thesis was to investigate the possible effects of a protocol for muscle strengthening in the main manifestations of knee osteoarthritis in rats. To achieve this goal, 3 studies were developed: Physical exercises in animal models of osteoarthritis: a literature review; Influence of muscle strengthening on knee osteoarthritis in rats according to the recommendations for the histological evaluation of OARSI (Osteoarthritis Research Society International); Effect of muscle strengthening on knee osteoarthritis biomarkers of rats. Based on our main findings, we identified the lack of studies in the area to investigate the effect of exercise on muscle strengthening animal models of osteoarthritis. This result that spurred our investigation. It was also identified that exercise muscle building became the evolution of slower disease, to a lesser extent of degeneration and cartilage damage. Finally, complementing our initial findings, muscle strengthening reduced the local expression of biomarkers such as caspase-3, metalloproteinase-1, matrix metalloproteinase-13 and interleukin-6. He also served in the systemic expression of interleukin-6, demonstrating a protective effect for biomarkers of cartilage catabolism investigated. Therefore, exercise muscle strength building has the potential to act on the principal manifestations of osteoarthritis, whether local or systemic. The application of this type of exercise with care and support in the literature, but also recommended the development of new studies that investigate the effect of muscle strengthening in other manifestations of osteoarthritis. / A osteoartrite é a afecção ostemioarticular mais frequente entre os idosos, sendo de grande relevância para a saúde pública e para os estudos relacionados aos processos de envelhecimento. Nesse contexto, o fortalecimento muscular torna-se importante como uma das principais estratégias na reabilitação de indivíduos com osteoartrite. Muitas pesquisas na área têm sido desenvolvidas, mas são poucos os estudos que avançaram na investigação pontual dos efeitos do exercício de fortalecimento muscular nas principais manifestações locais e sistêmicas da osteoartrite. Logo, o objetivo dessa Tese foi investigar os possíveis efeitos de um protocolo de fortalecimento muscular nas principais manifestações da osteoartrite de joelho de ratos. Para alcançar esse objetivo, foram desenvolvidos 3 estudos: Exercícios físicos em modelos animais de osteoartrite: uma revisão da literatura; Influência do fortalecimento muscular na osteoartrite de joelho de ratos segundo as recomendações para a avaliação histológica da OARSI (Osteoarthritis Research Society International); Efeito do fortalecimento muscular nos biomarcadores da osteoartrite de joelho de ratos. Baseado em nossos achados principais, identificou-se a ausência de estudos na área que investigassem o efeito do exercício de fortalecimento muscular em modelos animais de osteoartrite. Resultado esse que impulsionou nossa investigação. Também foi identificado que o exercício de fortalecimento muscular tornou a evolução da doença mais lenta, com menor extensão da degeneração e lesão da cartilagem. Por fim, complementando nossos achados iniciais, o fortalecimento muscular reduziu a expressão local de biomarcadores como a caspase-3, metaloproteinase-1, metaloproteinase-13 e interleucina-6. Também atuou na expressão sistêmica da interleucina-6, demonstrando um efeito protetor para os biomarcadores do catabolismo da cartilagem investigados. Portanto, o exercício de fortalecimento muscular tem potencial para atuar sobre as principais manifestações da osteoartrite, sejam elas locais ou sistêmicas. Recomenda-se a aplicação desse tipo de exercício físico com cautela e respaldo na literatura da área, como também se recomenda o desenvolvimento de novos estudos que investiguem o efeito do fortalecimento muscular em outras manifestações da osteoartrite.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5751.pdf: 1870522 bytes, checksum: c62c3a70629b608363bff844d45283ba (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / Osteoarthritis (OA) is characterized as a chronic disease that affects synovial joints, causing degeneration and inflammation. Treatments for OA include painkillers and antiinflammatory drugs, physical exercises and, in the most serious cases, surgical interventions. Recently, can be emphasized the use of non-invasive technologies such as low level laser therapy (LLLT). In this context, the aim of this study was to evaluate the effects of LLLT on the metabolism of articular cartilage on the knees of rats in an experimental model of OA. Eighty-male rats (Wistar) were distributed into four groups: intact group (GI); injured control group (GC); injured laser treated group at 10J/cm2 (L10) and injured laser treated group at 50J/cm2 (L50). Animals were distributed into 2 subgroups, with different periods of sacrifice (5 and 8 weeks post-surgery). The anterior cruciate ligament transection (ACLT) was used to induce OA in the knee of rats. The LLLT (λ=830nm, 10 and 50J/cm2) started 2 weeks after the surgery and it was performed for 15 and 30 sessions. Qualitative and semi-quantitative histology, morphometry, immunohistochemistry and enzyme-linked immunosorbent Assay (ELISA) analysis were performed. The histological findings revealed that laser therapy modulated the progression of the degenerative process. However, laser therapy was not able of decreasing the degenerative process observed by the increased of Mankin score and cartilage thickness and it did not have any effect in the biomodulation of the expression of markers IL1β, TNF-α and MMP-13. Moreover, LLLT, at 50J/cm2 was able to increase the expression of cytokines IL-4 and IL-10. The results found in present study indicate that laser therapy 830 nm, modulate proliferation of chondrocytes in the experimental model of OA in rats but had no effect on the expression of cytokines IL-1β and TNF-α. The laser therapy 50J/cm2 LLLT was able in increasing serum expression of cytokines IL-4 and IL-10, favoring a regulatory effect of the inflammatory process. / A osteoartrite (OA) é caracterizada como uma doença crônica que afeta as articulações sinoviais causando degeneração e inflamação. O tratamento da OA consiste em drogas analgésicas e anti-inflamatórias, exercícios físicos e, em casos mais graves, intervenção cirúrgica. Mais recentemente, pode ser destacado o uso de tecnologias não invasivas como a terapia laser de baixa intensidade (LLLT). Com isso, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da LLLT no metabolismo da cartilagem articular do joelho de ratos submetidos a um modelo experimental de OA. Um total de 80 ratos machos (Wistar) foram distribuídos aleatoriamente em 4 grupos: grupo intacto (GI); grupo controle lesão (GC); grupo lesão tratado com laser na fluência de 10J/cm2 (L10) e grupo lesão tratado com laser na fluência de 50J/cm2 (L50). Os animais foram distribuídos em 2 subgrupos, com diferentes períodos de sacrifício (5 e 8 semanas pós-cirurgia). A transecção do ligamento cruzado anterior (TLCA) foi utilizada para induzir a OA no joelho dos ratos. O tratamento com laser de baixa intensidade (λ= 830nm, 10 e 50J/cm2) teve início 2 semanas após a cirurgia e foi realizado em 15 ou 30 sessões. Para avaliar os efeitos do laser no processo osteoartrítico, foram realizadas análises histológicas qualitativas e semi-quantitativas, morfometria, imunohistoquimica e ensaio imunoenzimático. Os resultados histológicos revelaram que a terapia laser parece modular a progressão do processo de degeneração da cartilagem articular. Porém, o laser não foi capaz de diminuir o processo degenerativo observado através do aumento na graduação de Mankin e da espessura da cartilagem e ainda não apresentou efeito sobre a biomodulação da expressão das citocinas IL-1β, TNF-α e MMP-13. No entanto, a terapia laser na fluência de 50J/cm2 foi capaz de aumentar a expressão das citocinas regulatórias (IL-4 e IL-10). Deste modo, os resultados do presente estudo indicam que a terapia laser 830nm modula a proliferação de condrócitos em modelo experimental de OA em ratos, mas não apresenta efeito na expressão das citocinas IL-1β e TNF-α. A terapia laser 50J/cm2 foi capaz de aumentar a expressão sérica das citocinas IL-4 e IL- 10, favorecendo um efeito regulatório do processo inflamatório.

A estimulação elétrica neuromuscular e a laserterapia de baixa potência têm se mostrado isoladamente efetivas no tratamento da osteoartrite de joelho. A estimulação elétrica neuromuscular parece contribuir com a restauração da força e estrutura do músculo quadríceps femoral, enquanto que a laserterapia parece ser efetiva no controle do processo inflamatório e da dor, bem como na regeneração da cartilagem. A hipótese de que a adição da laserterapia à estimulação elétrica neuromuscular poderia reduzir a dor articular associada à inflamação e consequentemente potencializar os efeitos da estimulação elétrica sobre o sistema muscular motivou a realização do presente estudo. O tema da presente tese de Doutorado é o uso combinado da estimulação elétrica neuromuscular e da laserterapia de baixa potência no tratamento da osteoartrite de joelho em idosos: efeitos sobre parâmetros neuromusculares e funcionais. No Capítulo I, um estudo de revisão sistemática classificou os níveis de evidência científica sobre a efetividade da estimulação elétrica neuromuscular no fortalecimento do quadríceps de idosos com osteoartrite de joelho. Após busca sistematizada nas bases de dados, 9 estudos contemplaram os critérios de inclusão e foram incluídos na revisão. Os resultados principais indicam que existe moderada evidência científica a favor do uso da estimulação elétrica neuromuscular sozinha ou combinada com exercício para o fortalecimento muscular isométrico do quadríceps em idosos com OA de joelho. Apesar dos resultados promissores da estimulação elétrica neuromuscular sobre a força, faltam dados na literatura sobre seus efeitos sobre a massa muscular. Além disso, não foram encontrados estudos sobre o potencial do efeito combinado da laserterapia e estimulação elétrica no tratamento da osteoartrite. Para preencher essa lacuna na literatura, dois estudos originais foram desenvolvidos para verificar: (1) a adaptação neuromuscular e funcional dos extensores de joelho de idosos com osteoartrite à estimulação elétrica neuromuscular em combinação à laserterapia de baixa potência (Capítulo II); e (2) as adaptações na arquitetura do principal extensor de joelho e na capacidade funcional de idosos decorrentes do uso combinado da estimulação elétrica neuromuscular e da laserterapia de baixa potência (Capítulo III). Quarenta e cinco idosas com osteoartrite de joelho foram submetidas a um período controle de quatro semanas sem intervenção seguido por um período de oito semanas de intervenção ou com estimulação elétrica neuromuscular, ou com laserterapia ou com estimulação elétrica neuromuscular em adição à laserterapia. Avaliações de torque, eletromiografia, ultrassonografia e testes funcionais foram realizados antes e após o período controle, assim como após de oito semanas de intervenção. Questionário específico sobre a funcionalidade de idosos com osteoartrite foi aplicado antes e depois das intervenções. As três intervenções geraram aumentos no torque, na ativação muscular, bem como melhorias na funcionalidade. Os valores de espessura muscular, área de secção transversa anatômica e ângulo de penação aumentaram após os tratamentos com estimulação elétrica neuromuscular, mas não com laserterapia. Nossos achados sugerem que: (1) a estimulação elétrica sozinha ou combinada à laserterapia é igualmente efetiva para gerar adaptações neuromusculares e funcionais; (2) a estimulação elétrica sozinha ou combinada gera aumentos no ângulo de penação e na espessura muscular, mas não no comprimento fascicular; (3) o ganho de força obtido pela estimulação elétrica é desproporcional aos incrementos neurais e morfológicos; (4) a laserterapia sozinha é capaz de melhorar a funcionalidade do idoso provavelmente por meio da redução da dor e do aumento da ativação muscular; (5) o uso de programa de estimulação elétrica neuromuscular com intensidades e volumes progressivos é efetivo na promoção da hipertrofia muscular; (6) a laserterapia não potencializa os efeitos da estimulação elétrica neuromuscular sobre os parâmetros neuromusculares e funcionais. / Neuromuscular electrical stimulation alone and low-level laser therapy alone have been effective in the treatment of knee osteoarthritis. Neuromuscular electrical stimulation seems to contribute to the reestablishment of strength and structure in the quadriceps muscle, whereas low-level laser therapy seems to contribute to the reduction of the pain and of the inflammatory process and to the promotion of cartilage regeneration. The hypothesis that the association of low-level laser therapy with neuromuscular electrical stimulation could reduce joint pain associated with the inflammation and consequently potentiates the effects of electrical stimulation on the muscular system motivated the present study. The theme of this PhD thesis is the combined use of neuromuscular electrical stimulation and low-level laser therapy in the treatment of knee osteoarthritis in the elderly: effects on neuromuscular and functional parameters. In Chapter I, a systematic review rated levels of scientific evidence on the effectiveness of neuromuscular electrical stimulation on quadriceps strengthening in elderly with knee osteoarthritis. After systematic search in databases, 9 studies contemplated the inclusion criteria and were included in the review. The main results indicate that there is moderate scientific evidence in favour the use of neuromuscular electrical stimulation alone or combined with exercise to strengthen the quadriceps muscle in elderly with knee osteoarthritis. Despite the promising results of neuromuscular electrical stimulation on strength, data are lacking in the literature about its effects on muscle mass. Moreover, no studies were found on the potential effect of the combination of low-level laser therapy and neuromuscular electrical stimulation in the treatment of osteoarthritis. To fill this gap, two original studies were developed to verify: (1) neuromuscular and functional adaptation of knee extensors in elderly patients with osteoarthritis to neuromuscular electrical stimulation in combination with low-level laser therapy (Chapter II); and (2) the changes in the architecture of the vastus lateralis muscle and in the functional ability of elderly patients with osteoarthritis to the combined use of neuromuscular electrical stimulation and low-level laser therapy (Chapter III). Forty-five elderly female individuals with knee osteoarthritis were submitted to a four-week control period with no intervention followed by an eight-week period of intervention with neuromuscular electrical stimulation, low-level laser therapy, or neuromuscular electrical stimulation in combination with low-level laser therapy. Knee extensor evaluations of torque, electromyography, ultrasonography and functional tests were performed before and after the control period as well as after eight weeks of intervention. Questionnaire regarding the functionality of elderly patients with osteoarthritis was applied before and after interventions. The three interventions generated increases in torque, muscle activation, as well as improvements in functionality. The values of muscle thickness, anatomical cross-sectional area and pennation angle increased after treatment with neuromuscular electrical stimulation, but not with low-level laser therapy. Our findings suggest that: (1) electrical stimulation alone or combined with laser therapy is equally effective to generate neuromuscular and functional adaptations; (2) electrical stimulation alone or combined with laser therapy increases pennation angle and muscle thickness, but not fascicle length; (3) gain strength obtained by the electrical stimulation is disproportionate to increases in neural and morphological parameters; (4) low-level laser therapy alone is able to improve the elderly functionality; (5) the use of neuromuscular electrical stimulation with increasing intensities and progressive volumes is effective in promoting muscle hypertrophy; (6) low-level laser therapy does not potentiate the effects of neuromuscular electrical stimulation on neuromuscular and functional parameters.

Uma das principais doenças degenerativas, conhecida internacionalmente pelo nome de osteoartrite (OA), é uma condição patológica crônica e prevalente que traz prejuízos sociais, psicológicos e financeiros a 10% da população em geral e a mais de 50% dos idosos. Acima dos 75 anos de idade aproximadamente 85% dos idosos são acometidos por essa doença. A população no Brasil envelhece rápido, envelhecerá em 30 anos tanto quanto a Europa envelheceu em 200 anos. Assim, novas técnicas para o tratamento da OA de joelho são muito relevantes. Este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos de uma Terapia Combinada (TC) sobre o comportamento de ratos submetidos a um modelo experimental de osteoartrite de joelho. Ratos Wistar machos e adultos foram submetidos à lesão do joelho direito pela injeção intra-articular de iodoacetato monosódico (IM). Quinze dias após a lesão foram aplicados 3 tratamentos por 14 dias: Laserterapia de Baixa Potência (LBP), Estimulação Elétrica Artificial (EEA) e TC (i.e., LBP + EEA). Foram observados os efeitos agudos e crônicos destes tratamentos sobre o comportamento dos animais em 3 testes comportamentais: campo aberto, analgesímetro e descarga de peso. Os principais resultados do presente estudo indicam que (i) o modelo experimental de OA de joelho proposto foi induzido com sucesso e resultou em déficits agudos e crônicos ao longo de 30 dias de experimento; (ii) o tratamento com LBP resultou em diminuição dos déficits devido à hiperalgesia primária e secundária à lesão, porém não teve impacto sobre a funcionalidade geral do sistema de movimento dos animais; (iii) o treinamento com EEA resultou em diminuição dos déficits de hiperalgesia primária e teve impacto sobre a funcionalidade geral do sistema de movimento e (iv) a TC resultou em diminuição dos déficits de hiperalgesia primária e efeito moderado sobre a hiperalgesia secundária, além de impacto positivo sobre a funcionalidade geral do sistema de movimento. Com base nestes resultados, a TC apresentou efeitos benéficos tanto sobre o controle da dor, quanto para a menor incapacitação e melhor funcionalidade, sendo indicada para combater os efeitos deletérios da OA de joelho sobre o sistema de movimento. / A major degenerative disease, internationally known as osteoarthritis (OA) is a prevalent and chronic pathological condition which results in social, psychological and financial impairments to 10% of the general population and to over 50% of the elderly. Above 75 years of age approximately 85% of the elderly are affected by this disease. In Brazil there is a fast ageing of population who will age during 30 years as much as Europe aged in 200 years. Thus, new techniques for the treatment of knee OA are very relevant. This work aimed to study the effects of a combined therapy (TC) on the behavior of rats submitted to an experimental model of knee osteoarthritis. Male adult Wistar rats underwent right knee injury by intra-articular injection of monosodium iodoacetate (IM). Fifteen days after injury received 3 treatments for 14 days: Low Power Laser Therapy (LBP), Artificial Electrical Stimulation (EEA) and TC (i.e., LBP + EEA). We observed the acute and chronic effects of these treatments on the behavior of animals in 3 behavioral tests: open field, analgesymeter and weight bearing. The main results of this study indicate that (i) the proposed experimental model of knee OA was successfully induced and resulted in acute and chronic deficits over 30 days of experiment, (ii) treatment with LBP resulted in reduction of deficits due to primary and secondary hyperalgesia to the lesion, but had no impact on the overall functionality of the movement system, (iii) the training with EEA resulted in decreased deficits of primary hyperalgesia and impacted the overall functionality of the movement system (iv) the TC resulted in reduction of deficits due to primary hyperalgesia and moderate effect on secondary hyperalgesia, and positive impact on the overall functionality of the movement system. Based on these results, the TC showed beneficial effects on pain control and on less disability and better functionality, thus TC is indicated to combat the deleterious effects of knee OA on the motion system.

INTRODUÇÃO: A Artrite aguda do joelho é o tipo mais comum de artrite, e sua prevalência aumenta em paralelo com o aumento da idade da população. Há muitas evidências de benefícios clínicos do laser para o tratamento da osteoartrite. No entanto, existem poucos estudos abordando os efeitos de 810 nm laser. Aqui nós iremos investigar os efeitos de Laser de Baixa Potencia (infra-vermelho, 810 nm). MATERIAL E MÉTODOS: Ratos Wistar machos (230 - 250g) foram anestesiados com halotano antes da injeção de pró-inflamatórios compostos. Carragenina e Kaolin, ambos a 3%, em solução diluída em soro Fisiológico, administrado intra-articular. Os grupos tratados receberam irradiação laser no local. Após 6 horas todos os animais foram anestesiados e mortos por deslocamento cervical para coleta de cavidade articular e lavado para celulares e análise bioquímica. O tecido articular foi analisado por PCR em tempo real análise, a fim de avaliar a expressão de COX-1 e COX-2. IL-1, TNF-alfa e IL-6 e a mieloperoxidase (MPO) também foi realizada. RESULTADOS E DISCUSSÃO: A terapia com laser de baixa potência foi capaz de inibir o número total de leucócitos, atividade de mieloperoxidase, o extravasamento vascular, IL-1b, TNF-a, IL-6 e Prostaglandina E2. / Introduction. Arthritis of the knee (AK) is the most common type of osteoarthritis, and its prevalence is rising in parallel with the increasing age of the population.. Here we investigate the effects of Low Level Laser Therapy (infra-red, 810 nm) in experimentally induced rat knee osteoarthritis. Methods. Male wistar rats (150 200g) were anaesthetized with halothane 1% prior the injection of pro-inflammatory compounds. Carrageenan and Kaolin (both 3%) administered intra-articular. After 6 hours all animals were killed by decaptation and articular cavity was washed and collected. Articular Tissue was carefully removed for edema and Real-time PCR analysis in order to evaluate COX-1 and COX-2 expression. Total and differential cell account, mieloperoxidase activity, IL-b, TNF-a, IL-6 was also analysed. Results. Low Level laser therapy was able to significantly inhibit the total number of leukocytes as well as the mieloperoxidase activity, polymorphonuclear cells at the inflammatory site, vascular extravasation, IL-1, TNF-alpha, IL-6 and prostaglandin E2. Conclusions. Low Level Laser Therapy operating in 810 nm markedly reduced inflammation in carrageenan, kaolin-induced knee osteoarthritis.

Uma das principais doenças degenerativas, conhecida internacionalmente pelo nome de osteoartrite (OA), é uma condição patológica crônica e prevalente que traz prejuízos sociais, psicológicos e financeiros a 10% da população em geral e a mais de 50% dos idosos. Acima dos 75 anos de idade aproximadamente 85% dos idosos são acometidos por essa doença. A população no Brasil envelhece rápido, envelhecerá em 30 anos tanto quanto a Europa envelheceu em 200 anos. Assim, novas técnicas para o tratamento da OA de joelho são muito relevantes. Este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos de uma Terapia Combinada (TC) sobre o comportamento de ratos submetidos a um modelo experimental de osteoartrite de joelho. Ratos Wistar machos e adultos foram submetidos à lesão do joelho direito pela injeção intra-articular de iodoacetato monosódico (IM). Quinze dias após a lesão foram aplicados 3 tratamentos por 14 dias: Laserterapia de Baixa Potência (LBP), Estimulação Elétrica Artificial (EEA) e TC (i.e., LBP + EEA). Foram observados os efeitos agudos e crônicos destes tratamentos sobre o comportamento dos animais em 3 testes comportamentais: campo aberto, analgesímetro e descarga de peso. Os principais resultados do presente estudo indicam que (i) o modelo experimental de OA de joelho proposto foi induzido com sucesso e resultou em déficits agudos e crônicos ao longo de 30 dias de experimento; (ii) o tratamento com LBP resultou em diminuição dos déficits devido à hiperalgesia primária e secundária à lesão, porém não teve impacto sobre a funcionalidade geral do sistema de movimento dos animais; (iii) o treinamento com EEA resultou em diminuição dos déficits de hiperalgesia primária e teve impacto sobre a funcionalidade geral do sistema de movimento e (iv) a TC resultou em diminuição dos déficits de hiperalgesia primária e efeito moderado sobre a hiperalgesia secundária, além de impacto positivo sobre a funcionalidade geral do sistema de movimento. Com base nestes resultados, a TC apresentou efeitos benéficos tanto sobre o controle da dor, quanto para a menor incapacitação e melhor funcionalidade, sendo indicada para combater os efeitos deletérios da OA de joelho sobre o sistema de movimento. / A major degenerative disease, internationally known as osteoarthritis (OA) is a prevalent and chronic pathological condition which results in social, psychological and financial impairments to 10% of the general population and to over 50% of the elderly. Above 75 years of age approximately 85% of the elderly are affected by this disease. In Brazil there is a fast ageing of population who will age during 30 years as much as Europe aged in 200 years. Thus, new techniques for the treatment of knee OA are very relevant. This work aimed to study the effects of a combined therapy (TC) on the behavior of rats submitted to an experimental model of knee osteoarthritis. Male adult Wistar rats underwent right knee injury by intra-articular injection of monosodium iodoacetate (IM). Fifteen days after injury received 3 treatments for 14 days: Low Power Laser Therapy (LBP), Artificial Electrical Stimulation (EEA) and TC (i.e., LBP + EEA). We observed the acute and chronic effects of these treatments on the behavior of animals in 3 behavioral tests: open field, analgesymeter and weight bearing. The main results of this study indicate that (i) the proposed experimental model of knee OA was successfully induced and resulted in acute and chronic deficits over 30 days of experiment, (ii) treatment with LBP resulted in reduction of deficits due to primary and secondary hyperalgesia to the lesion, but had no impact on the overall functionality of the movement system, (iii) the training with EEA resulted in decreased deficits of primary hyperalgesia and impacted the overall functionality of the movement system (iv) the TC resulted in reduction of deficits due to primary hyperalgesia and moderate effect on secondary hyperalgesia, and positive impact on the overall functionality of the movement system. Based on these results, the TC showed beneficial effects on pain control and on less disability and better functionality, thus TC is indicated to combat the deleterious effects of knee OA on the motion system.

A estimulação elétrica neuromuscular e a laserterapia de baixa potência têm se mostrado isoladamente efetivas no tratamento da osteoartrite de joelho. A estimulação elétrica neuromuscular parece contribuir com a restauração da força e estrutura do músculo quadríceps femoral, enquanto que a laserterapia parece ser efetiva no controle do processo inflamatório e da dor, bem como na regeneração da cartilagem. A hipótese de que a adição da laserterapia à estimulação elétrica neuromuscular poderia reduzir a dor articular associada à inflamação e consequentemente potencializar os efeitos da estimulação elétrica sobre o sistema muscular motivou a realização do presente estudo. O tema da presente tese de Doutorado é o uso combinado da estimulação elétrica neuromuscular e da laserterapia de baixa potência no tratamento da osteoartrite de joelho em idosos: efeitos sobre parâmetros neuromusculares e funcionais. No Capítulo I, um estudo de revisão sistemática classificou os níveis de evidência científica sobre a efetividade da estimulação elétrica neuromuscular no fortalecimento do quadríceps de idosos com osteoartrite de joelho. Após busca sistematizada nas bases de dados, 9 estudos contemplaram os critérios de inclusão e foram incluídos na revisão. Os resultados principais indicam que existe moderada evidência científica a favor do uso da estimulação elétrica neuromuscular sozinha ou combinada com exercício para o fortalecimento muscular isométrico do quadríceps em idosos com OA de joelho. Apesar dos resultados promissores da estimulação elétrica neuromuscular sobre a força, faltam dados na literatura sobre seus efeitos sobre a massa muscular. Além disso, não foram encontrados estudos sobre o potencial do efeito combinado da laserterapia e estimulação elétrica no tratamento da osteoartrite. Para preencher essa lacuna na literatura, dois estudos originais foram desenvolvidos para verificar: (1) a adaptação neuromuscular e funcional dos extensores de joelho de idosos com osteoartrite à estimulação elétrica neuromuscular em combinação à laserterapia de baixa potência (Capítulo II); e (2) as adaptações na arquitetura do principal extensor de joelho e na capacidade funcional de idosos decorrentes do uso combinado da estimulação elétrica neuromuscular e da laserterapia de baixa potência (Capítulo III). Quarenta e cinco idosas com osteoartrite de joelho foram submetidas a um período controle de quatro semanas sem intervenção seguido por um período de oito semanas de intervenção ou com estimulação elétrica neuromuscular, ou com laserterapia ou com estimulação elétrica neuromuscular em adição à laserterapia. Avaliações de torque, eletromiografia, ultrassonografia e testes funcionais foram realizados antes e após o período controle, assim como após de oito semanas de intervenção. Questionário específico sobre a funcionalidade de idosos com osteoartrite foi aplicado antes e depois das intervenções. As três intervenções geraram aumentos no torque, na ativação muscular, bem como melhorias na funcionalidade. Os valores de espessura muscular, área de secção transversa anatômica e ângulo de penação aumentaram após os tratamentos com estimulação elétrica neuromuscular, mas não com laserterapia. Nossos achados sugerem que: (1) a estimulação elétrica sozinha ou combinada à laserterapia é igualmente efetiva para gerar adaptações neuromusculares e funcionais; (2) a estimulação elétrica sozinha ou combinada gera aumentos no ângulo de penação e na espessura muscular, mas não no comprimento fascicular; (3) o ganho de força obtido pela estimulação elétrica é desproporcional aos incrementos neurais e morfológicos; (4) a laserterapia sozinha é capaz de melhorar a funcionalidade do idoso provavelmente por meio da redução da dor e do aumento da ativação muscular; (5) o uso de programa de estimulação elétrica neuromuscular com intensidades e volumes progressivos é efetivo na promoção da hipertrofia muscular; (6) a laserterapia não potencializa os efeitos da estimulação elétrica neuromuscular sobre os parâmetros neuromusculares e funcionais. / Neuromuscular electrical stimulation alone and low-level laser therapy alone have been effective in the treatment of knee osteoarthritis. Neuromuscular electrical stimulation seems to contribute to the reestablishment of strength and structure in the quadriceps muscle, whereas low-level laser therapy seems to contribute to the reduction of the pain and of the inflammatory process and to the promotion of cartilage regeneration. The hypothesis that the association of low-level laser therapy with neuromuscular electrical stimulation could reduce joint pain associated with the inflammation and consequently potentiates the effects of electrical stimulation on the muscular system motivated the present study. The theme of this PhD thesis is the combined use of neuromuscular electrical stimulation and low-level laser therapy in the treatment of knee osteoarthritis in the elderly: effects on neuromuscular and functional parameters. In Chapter I, a systematic review rated levels of scientific evidence on the effectiveness of neuromuscular electrical stimulation on quadriceps strengthening in elderly with knee osteoarthritis. After systematic search in databases, 9 studies contemplated the inclusion criteria and were included in the review. The main results indicate that there is moderate scientific evidence in favour the use of neuromuscular electrical stimulation alone or combined with exercise to strengthen the quadriceps muscle in elderly with knee osteoarthritis. Despite the promising results of neuromuscular electrical stimulation on strength, data are lacking in the literature about its effects on muscle mass. Moreover, no studies were found on the potential effect of the combination of low-level laser therapy and neuromuscular electrical stimulation in the treatment of osteoarthritis. To fill this gap, two original studies were developed to verify: (1) neuromuscular and functional adaptation of knee extensors in elderly patients with osteoarthritis to neuromuscular electrical stimulation in combination with low-level laser therapy (Chapter II); and (2) the changes in the architecture of the vastus lateralis muscle and in the functional ability of elderly patients with osteoarthritis to the combined use of neuromuscular electrical stimulation and low-level laser therapy (Chapter III). Forty-five elderly female individuals with knee osteoarthritis were submitted to a four-week control period with no intervention followed by an eight-week period of intervention with neuromuscular electrical stimulation, low-level laser therapy, or neuromuscular electrical stimulation in combination with low-level laser therapy. Knee extensor evaluations of torque, electromyography, ultrasonography and functional tests were performed before and after the control period as well as after eight weeks of intervention. Questionnaire regarding the functionality of elderly patients with osteoarthritis was applied before and after interventions. The three interventions generated increases in torque, muscle activation, as well as improvements in functionality. The values of muscle thickness, anatomical cross-sectional area and pennation angle increased after treatment with neuromuscular electrical stimulation, but not with low-level laser therapy. Our findings suggest that: (1) electrical stimulation alone or combined with laser therapy is equally effective to generate neuromuscular and functional adaptations; (2) electrical stimulation alone or combined with laser therapy increases pennation angle and muscle thickness, but not fascicle length; (3) gain strength obtained by the electrical stimulation is disproportionate to increases in neural and morphological parameters; (4) low-level laser therapy alone is able to improve the elderly functionality; (5) the use of neuromuscular electrical stimulation with increasing intensities and progressive volumes is effective in promoting muscle hypertrophy; (6) low-level laser therapy does not potentiate the effects of neuromuscular electrical stimulation on neuromuscular and functional parameters.