Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós Graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / O envelhecimento populacional é um fenômeno mundial e até o ano de 2025 o Brasil terá a sexta população em idosos no mundo. Uma das ocorrências naturais do processo de envelhecimento é a sarcopenia, uma perda funcional dos músculos esqueléticos. Embora os consensos nacionais e internacionais apontem a importância da prática do exercício físico para a promoção da saúde do indivíduo idoso, ainda existem muitas lacunas a serem investigadas, em particular, sobre os mecanismos bioquímicos e moleculares promovidos pelo exercício no processo de sarcopenia. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi realizar um estudo com animais com diferentes idades de caráter experimental para analisar o efeito do exercício sobre o envelhecimento muscular. Para isso foram utilizados 42 ratos Wistar com 3, 18 e 24 meses de idade, divididos randomicamente e expostos a sessões agudas e crônicas de exercício físico em esteira. Após as realizações dos programas de exercício os animais sofreram eutanásia e o tecido muscular (gastrocnêmio e quadríceps) foi cirurgicamente removido e processado para análises dos parâmetros metabólicos (lactato, glicogênio, SDH, Cit-c, NRF2 e SIRT1), de estresse oxidativo (superóxido, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, carbonilação de proteínas e enzimas antioxidantes) e do metabolismo intracelular do cálcio (receptor de rianodina, fosfolamban e trocador de sódio e cálcio). Os dados obtidos nesse estudo demonstraram que o exercício agudo com a mesma intensidade relativa causou dano oxidativo no mesmo nível em ratos jovens e mais velhos, e que o treinamento contínuo parece atenuar de forma mais efetiva o dano oxidativo e as proteínas envolvidas no transporte intracelular do cálcio. Portanto, com base nesses resultados concluímos que somente o metabolismo oxidativo de ratos mais velhos foi mais suscetível à intensidade do exercício em relação aos ratos jovens. E que o treinamento contínuo e moderado modula positivamente as proteínas que translocam o Ca2+, podendo regular o mecanismo de contração muscular de ratos velhos, possivelmente através da regulação do estresse oxidativo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / INTRODUCTION - The biological effects of low intensity light sources, such as light emitting diode therapy (LEDT), indicate that phototherapy is a method for obtaining ergogenic and recuperative effects of skeletal muscle. However, clinical trials and experimental researches differ in respect to the parameters to be used. OBJECTIVE - To compare different doses of the LED (630 nm) in the inflammation of striated skeletal muscle induced by exercise in rats. METHODS - Wistar rats were divided in five experimental groups (n=8/group): control (CON), the animals were not submitted to exercise protocol; passive recovery (RP), the animals received no treatment after induction of inflammation; LEDT (1.2 J, 4.2 J or 10.0 J), the animals were submitted to phototherapy after induction of inflammation. Skeletal muscle inflammation was induced by a protocol of 100 minutes of swimming. After exercise, the animals in the LEDT groups were exposed to phototherapy at the doses of 1.2 J, 4.2 J or 10.0 J on the triceps sural muscles (gastrocnemius and soleus). For evaluation of mechanical hyperalgesia by electronic von Frey, the animals were submitted to evaluation before and at 24 hours after swimming procedure. After 24 hours of swimming, blood samples were collected to measure creatine kinase (CK) activity. The soleus muscle was removed for histological analysis. Data were expressed as mean ± standard error of mean (S.E.M). Analysis of variance was used followed by Tukey post hoc. The histological data were performed with chi-square analysis followed by correction of Yates. This study was approved by the Ethics Committee on Research with Animals (Federal University of Sergipe) under n°. 15/2013 and by the Ethics Committe in the Use of Animals (State University of Londrina) under nº 124/2014. RESULTS - The plasma activity of CK was increased (p <0.0001) in the PR group (2071 ± 346 U / L) when compared to the CON group (683 ± 103 U / L) and attenuation (p <0.0001) of this response was observed in the LEDT (630 nm)-treated groups at the doses of 1.2 J (379 ± 71 U / L), 4.2 J (599 ± 131 U / L) or 10.0 J (544 ± 86 U / L). Regarding mechanical hyperalgesia, the PR group presented a reduction (p <0.005) in the paw withdrawal threshold (-11.9 ± 1.9 g) when compared to the CON group (2.2 ± 1.5 g). Only LEDT 4.2 J (-3.3 ± 2.4 g) altered this threshold (p <0.05) when compared to the PR group. In the histological analysis, leukocyte infiltration was observed in the muscle of animals from the PR group, in addition to areas of edema and necrosis. However, lower infiltration was observed in the animals treated with doses of 4.2 and 10.0 J. CONCLUSION: The application of LEDT (630 nm) reduces the inflammatory lesion in muscle fibers of rats submitted to exercise. The dose of 4.2 J induced better anti-inflammatory and antinociceptive effects than doses of 1.2 and 10.0 J. / INTRODUÇÃO - Os efeitos biológicos de fontes de luz de baixa intensidade, como a terapia com diodo emissor de luz (LEDT), indicam que a fototerapia induz efeitos ergogênicos e recuperativos do músculo esquelético. No entanto, ensaios clínicos e pesquisas experimentais apresentam divergências no que diz respeito aos parâmetros a serem utilizados. OBJETIVO - Comparar o efeito de diferentes doses da LEDT (630 nm) na inflamação do músculo estriado esquelético induzida por exercício em ratos. MÉTODOS - Ratos Wistar foram divididos em cinco grupos experimentais (n=8/grupo): controle (CON), animais não submetidos ao protocolo de exercício; recuperação passiva (RP), animais que não receberam tratamento após a indução da inflamação; LEDT (1,2 J; 4,2 J ou 10,0 J), animais tratados com fototerapia após indução da inflamação. A inflamação muscular esquelética foi induzida por protocolo de 100 minutos de nado. Após o exercício, os animais dos grupos LEDT foram expostos à fototerapia nas doses de 1,2 J, 4,2 J ou 10,0 J sobre os músculos tríceps sural (gastrocnêmios e sóleo). Para avaliação da hiperalgesia mecânica com o von Frey eletrônico, os animais foram submetidos a avaliação antes e 24 horas após o procedimento de nado. Após 24 horas do nado, amostras sanguíneas foram coletadas para análise da atividade de creatina quinase (CK). O músculo sóleo foi retirado para análise histológica. Os dados foram expressos como média± erro padrão da média (EPM). Foi utilizado análise de variância seguido pelo Tukey post hoc. Para os dados histológicos foi realizada análise com Qui-quadrado seguido de correção de Yates. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa com Animais (Universidade Federal de Sergipe) sob nº 15/2013 e pelo Comitê de Ética em Uso de Animais (Universidade Estadual de Londrina) sob nº 124/2014. RESULTADOS - No grupo RP houve um aumento (p<0,0001) da atividade plasmática de CK (2.071±346 U/L) quando comparado ao grupo CON (683±103 U/L) e houve atenuação (p<0,0001) da resposta nos grupos tratados com LEDT (630 nm) com doses de 1,2 J (379±71 U/L), 4,2 J (599±131 U/L) ou 10,0 J (544±86 U/L). Em relação à hiperalgesia mecânica, o grupo RP apresentou redução (p<0,05) no limiar de retirada da pata (-11,9±1,9 g) quando comparado ao grupo CON (2,2±1,5 g) e apenas o grupo LEDT 4,2 J (-3,3±2,4 g) alterou esse limiar (p<0,05) quando comparado ao grupo RP. Na análise histológica, foi observada infiltração de leucócitos no músculo do grupo RP, além de áreas edemaciadas e necrosadas. Porém, menor infiltração foi observada nos animais tratados com as doses de 4,2 e 10,0 J. CONCLUSÃO - A aplicação de LEDT (630 nm) reduz a lesão inflamatória nas fibras musculares de ratos submetidos ao exercício. A dose de 4,2 J induziu melhor efeito anti-inflamatório e antinociceptivo do que as doses de 1,2 e 10,0 J.

The physical exercise is fundamentally important for the individual's life and health. The physical inactivity and/or low physical conditioning, on the other hand, has been considered one of the risk factors of premature mortality with deleterious effects similar to other deseases, such as high blood pressure and dyslipidemia. Among the different types of exercises the resisted exercise (anaerobic) promotes positive changes in bodily composition, treatment and prevention of deseases in several populations, as well as improvement in physical aptitude. This modality is characterized by muscle tension (possessing or not articulated movement) against some resistance to muscle action. In that sense, na experiment was carried out with forty wistar rats divided into four groups weighing between 250g-300g. They were submitted to resisted exercise and it was administrated glucocorticoid (dexomenthasone 0,2 mg/kg/day). It was possible to observe that there was no significant difference in the rats' body weight under medication and trained. A gain in soleus muscle mass was evidenced after the training period (28,33% and 25,29% for the trained and dexa-trained control groups, respectively), as well as the decrease in perigonous fat (26,6% and 24% for the trained and dexa-trained control groups, respectively). The results suggest that resisted exercises improve the skeletical musculature and consequently the decrease in the fat mass. Moreover, the main finding of this study was the soleum muscle hypertrophy, which needs more studies that clarify such mechanism. / O exercício físico é de fundamental importância na vida e na saúde dos indivíduos. Dentre os diferentes tipos de exercícios, o exercício resistido promove alterações positivas na composição corporal, tratamento e prevenção de doenças em diversas populações assim como melhora na aptidão física. Esta modalidade é caracterizada pela tensão muscular (possuindo ou não movimento articular) contra alguma resistência a ação muscular. Objetivo do estudo consistiu em analisar os efeitos do exercício resistido na composição corporal dos ratos tratados com dexametasona. Foram utilizados 40 ratos wistar divididos em quatro grupos (SS-salina sedentário, ST-salina treinado, DS- dexa sedentário, DT- dexa treinado), pesando entre 250-300g, acondicionados em caixas com acesso livre a água e comida e em sistema ciclo claro-escuro. Os grupos treinados (ST e DT) foram submetidos ao exercício resistido e os grupos DS e DT administrado glicocorticoide (dexametasona 0,2 mg/kg/dia). Foi possível observar que não houve diferença significativa no peso corporal nos ratos sob medicação e treinados. Um ganho de massa muscular do sóleo foi evidenciada após o período de treinamento (28,33% e 25,29%, para os grupos controle treinado e dexa treinado, respectivamente), assim como a diminuição da gordura perigonadal (26,6% e 24%, para os grupos controle treinado e dexa treinado, respectivamente). Os resultados sugerem que o exercício resistido melhora a musculatura esquelética e consequentemente a diminuição da massa gorda. Além disso, o principal achado deste estudo foi a hipertrofia do músculo sóleo. / São Cristóvão, SE

Nesse trabalho foi desenvolvida uma plataforma para o condicionamento, digitalização, visualização e gravação de sinais de eletromiografia (EMG). Posteriormente a aquisição, a análise pode ser realizada através de técnicas de processamento de sinais. A plataforma consiste em dois módulos que adquirem sinais de EMG através de eletrodos de superfície, limitam a faixa de frequências de interesse, filtram interferências da rede elétrica e digitalizam os sinais pelo conversor analógico-digital do microcontrolador dos módulos. Deste modo, os dados são enviados para o computador pela interface USB na especificação HID, sendo apresentados em tempo real na forma gráfica e armazenados em arquivo. Como recursos de processamento foram implementadas as operações de módulo do sinal, a determinação do valor eficaz (RMS), a análise de Fourier, filtro digital (IIR) e filtro adaptativo. Foram realizados testes iniciais de avaliação da plataforma com sinais de membros inferiores e superiores para fins de comparação de lateralidade de sinais de EMG. A plataforma aberta destina-se a atividades didáticas e a pesquisa acadêmica, permitindo acrescentar outros métodos de processamento que o pesquisador tenha interesse em avaliar ou outras análises que se façam necessárias. / In this work, a platform to the conditioning, digitizing, visualization and recording of the EMG signals was developed. After the acquisition, the analysis can be done by signal processing techniques. The platform consists of two modules witch acquire electromyography (EMG) signals by surface electrodes, limit the interest frequency band, filter the power grid interference and digitalize the signals by the analogue-to- digital converter of the modules microcontroller. Thereby, the data are sent to the computer by the USB interface by the HID specification, displayed in real-time in graphical form and stored in files. As processing resources was implemented the operations of signal absolute value, the determination of effective value (RMS), Fourier analysis, digital filter (IIR) and the adaptive filter. Platform initial tests were performed with signal of lower and upper limbs with the aim to compare the EMG signal laterality. The open platform is intended to educational activities and academic research, allowing the addition of other processing methods that the researcher want to evaluate or other required analysis.

Nesse trabalho foi desenvolvida uma plataforma para o condicionamento, digitalização, visualização e gravação de sinais de eletromiografia (EMG). Posteriormente a aquisição, a análise pode ser realizada através de técnicas de processamento de sinais. A plataforma consiste em dois módulos que adquirem sinais de EMG através de eletrodos de superfície, limitam a faixa de frequências de interesse, filtram interferências da rede elétrica e digitalizam os sinais pelo conversor analógico-digital do microcontrolador dos módulos. Deste modo, os dados são enviados para o computador pela interface USB na especificação HID, sendo apresentados em tempo real na forma gráfica e armazenados em arquivo. Como recursos de processamento foram implementadas as operações de módulo do sinal, a determinação do valor eficaz (RMS), a análise de Fourier, filtro digital (IIR) e filtro adaptativo. Foram realizados testes iniciais de avaliação da plataforma com sinais de membros inferiores e superiores para fins de comparação de lateralidade de sinais de EMG. A plataforma aberta destina-se a atividades didáticas e a pesquisa acadêmica, permitindo acrescentar outros métodos de processamento que o pesquisador tenha interesse em avaliar ou outras análises que se façam necessárias. / In this work, a platform to the conditioning, digitizing, visualization and recording of the EMG signals was developed. After the acquisition, the analysis can be done by signal processing techniques. The platform consists of two modules witch acquire electromyography (EMG) signals by surface electrodes, limit the interest frequency band, filter the power grid interference and digitalize the signals by the analogue-to- digital converter of the modules microcontroller. Thereby, the data are sent to the computer by the USB interface by the HID specification, displayed in real-time in graphical form and stored in files. As processing resources was implemented the operations of signal absolute value, the determination of effective value (RMS), Fourier analysis, digital filter (IIR) and the adaptive filter. Platform initial tests were performed with signal of lower and upper limbs with the aim to compare the EMG signal laterality. The open platform is intended to educational activities and academic research, allowing the addition of other processing methods that the researcher want to evaluate or other required analysis.

La Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC), presenta signos y síntomas sistémicos que se han venido explorando desde hace algún tiempo. La presente Tesis Doctoral estudia la disfunción que presentan los músculos respiratorios y periféricos, específicamente el cuádriceps de los pacientes con EPOC. Esta disfunción muscular afecta las actividades de la vida diaria, la tolerancia al ejercicio, limita la calidad de vida y disminuye la expectativa de vida de estos pacientes. Una de las posibles causas de disfunción muscular en los pacientes con EPOC puede ser la pérdida de masa muscular; por eso nos dedicamos a evaluar, los datos antropométricos de los pacientes con EPOC que asistieron durante 2 años a nuestro Laboratorio de Función Respiratoria del Hospital del Mar de Barcelona. La prevalencia de bajo peso en pacientes con EPOC en un hospital con predominante población mediterránea con, índice de masa corporal (IMC) por debajo de 20 Kg/m2, fue de tan sólo 6,6%, cifra que se reducía al 3,1% si el dintel escogido era de 18 Kg/m2. Estas cifras van claramente en oposición a la prevalencia referida en el mundo anglosajón y del norte-centro europeo, que muestra una prevalencia de bajo peso en pacientes con EPOC que oscila entre el 25 y el 35%. Teniendo en cuentas estos datos de baja prevalencia de bajo peso en nuestros pacientes con EPOC, no se explica la alta prevalencia de disfunción muscular en ellos. Por ello evaluamos variables de función muscular en pacientes con EPOC grave, específicamente del músculo cuádriceps y encontramos que los pacientes con EPOC tenían una disminución tanto de la fuerza muscular (43%), como de la resistencia muscular (77%), al compararlos con controles del mismo grupo etáreo.Tratando de profundizar en la causa de la disfunción muscular periférica en los pacientes con EPOC, hicimos a continuación otro estudio donde evaluamos el daño sarcoplásmico y sarcomérico mediante inmunohistoquímica y microscopía electrónica. Este trabajo demostró por primera vez que los pacientes con EPOC presentan mayor daño a nivel del músculo cuádriceps que los controles sanos.Debido a que en la EPOC los músculos periféricos, específicamente los de las extremidades inferiores, pudieran estar afectados por el sedentarismo, decidimos estudiar otras causas de disfunción muscular en un grupo de músculos en que este factor se hallara ausente, como son los músculos respiratorios. Estos mantienen su nivel de actividad normal o incluso aumentada. Para ello tomamos un músculo como el intercostal externo, que es fácilmente accesible a la biopsia, siguiendo un modelo mínimamente invasivo descrito por nuestro grupo. Como en trabajos precedentes ya habíamos valorado el daño sarcomérico, el estrés oxidativo o la actividad enzimática, en esta ocasión el trabajo se centró en la evaluación de la actividad inflamatoria. En él se ha demostrado que las citocinas proinflamatorias TNF-&#945; e IL-6 se encuentran aumentadas en los músculos intercostales externos de los pacientes con EPOC al compararlo con los controles sanos. / Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), shows systemic sign and symptoms that have been studied for some time. The present Doctoral Thesis studies the dysfunction shown by the respiratory and peripheral muscles, specifically the quadriceps muscle of patients with COPD. This muscle dysfunction affects the activities of daily living, tolerance to exercise, limits quality of life and diminishes life expectancy of these patients. One of the possible causes of muscle dysfunction in the patients with COPD could be the loss of muscle mass; for that reason we evaluated, the anthropometrics data of the patients with COPD that attended during 2 years our Respiratory Function Laboratory, Hospital del Mar of Barcelona. The prevalence of low weight in patients with COPD in a hospital with a predominantly Mediterranean population with an Body Mass Index (BMI) below 20 Kg/m2, was only 6.6%, a figure that was reduced to 3.1% if the chosen threshold was 18 Kg/m2. These numbers starkly contrast to the prevalence in Northern Europe, with a low weight in patients with COPD raging from 25 to 35%. Considering these data of low prevalence of low weight in our patients with COPD, the high prevalence of muscle dysfunction is not explained. We evaluated variables of muscle function in patients with severe COPD, specifically the quadriceps muscle and we found that the patients with COPD had a decreased muscle strength (43%), and muscle endurance (77%), when comparing with healthy age matched. To study the cause of the peripheral muscle dysfunction in patients with COPD, we began another study where we assessed sarcoplasmic and sarcomeric damage by immunohystochemical methods and electronic microscopy. This work demonstrated for the first time that patients with COPD show greater muscle injury at the quadriceps muscle level that healthy age matched controls.Because in COPD, peripheral muscles, specifically those of the lower limbs, could be affected by sedentarism, we decided to study other causes of muscle dysfunction in a muscle group in which this factor was absent, as they are the respiratory muscles. These maintain their level of normal activity or activity is even increased. For this we chose a respiratory muscle like the external intercostal muscle, that is easily accessible by biopsy, following a minumum invasive model described by our group. As in preceding works of our group we evaluated the sarcomeric damage, oxidative stress or the enzymatic activity, the present work was focused in the inflammatory activity evaluation. We demonstrated that proinflammatory cytokines such as TNF-&#945; and IL-6 are increased in the external intercostal muscles of patients with COPD when comparing with healthy age matched controls.