Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The musculoskeletal disorders are in the most common injuries observed in individuals in the primary care, occupational health, and in sports medicine. Among these disorders, the contusion is described as a direct traumatic lesion that impairs the functioning of the skeletal muscle system. An acute event of ischemia and reperfusion (I/R), on the other hand, could be considered as one of the main issue involved in the pathophysiology of a musculoskeletal disorder. Among the main strategies employed in the treatment of a lesion is the reduction of
the temperature of the tissues with the therapeutic aim, this mechanism is defined as cryotherapy. Although the clinical efficacy of the cryotherapy is well established in the literature, the mechanisms involved in its therapeutic effects are unclear. The aim of this study
was to analyze the effects of the cryotherapy in the treatment of a contusion and of an acute event of blood I/R in the gastrocnemius muscle of rats. Thus, we investigated the effects of cryotherapy under the biochemical and morphological changes related with a contusion (Article 1) and with an acute event of I/R (Manuscript 1), as well as the mechanisms involved in the genesis of its therapeutic effects. The treatment with cryotherapy determined a significant reduction in the oxidative damage since that limited the lipid peroxidation and the reactive oxygen species (ROS) formation, and also limited the lost of the cellular viability in the skeletal muscle tissue injured after a contusion (Article 1) and after an acute event of I/R (Manuscript 1). In this context, the levels of non enzymatic antioxidants, such as the levels of non protein thiols (-SH), and enzymatic antioxidants, such as the catalase enzyme (CAT),
were also maintained similar to the observed in non injured muscles. The treatment with cryotherapy was effective in maintain the activities of enzymes sensitive to the oxidative stress, such as the lactate dehydrogenase (LDH) and the sodium/potassium (Na+/K+) and calcium (Ca2+) ATPases enzymes, similar to the observed in the tissues non injured both after a contusion (Article 1) and after as acute event of I/R (Manuscript 1). According to the
histopathological analysis the cryotherapy treatment reduced the morphologic structure changes an also the presence of blood cells indicatives of hemorrhagic or inflammatory process in the skeletal muscle injured both after a contusion (Article 1) and after an acute
event of I/R (Manuscript 1). In general, the results observed in this study indicate that an important mechanism by which the cryotherapy exerts its therapeutic effects is related with the reduction in the inflammatory response intensity in the site of the lesion. These results are indicated by the limited amount of inflammatory cells observed in the histopathological
analysis and corroborated by the reduced activity of the myeloperoxidase (MPO) enzyme activity in the injured skeletal muscle tissue that was treated with cryotherapy. Furthermore, the cryotherapy limited the mitochondrial changes in the injured skeletal muscle tissue since
that decreased the reactive species formation and maintained the mitochondrial membrane functionality both after a contusion (Article 1) and after an acute event of I/R (Manuscript 1). This result was indicated by the reduced swelling and limited impairment in the membrane
potential (Δψ) in mitochondria of the injured skeletal muscle, and by the maintenance of the antioxidant levels similar to the observed in mitochondria of non injured skeletal muscle. Finally, the results of this study indicate that an acute event of I/R could be considered as an important mechanism involved in the pathophysiology of a musculoskeletal disorder since that determined biochemical and morphological changes similar to the observed after a skeletal muscle contusion. / As lesões musculoesqueléticas estão entre as maiores causas de lesões observadas em indivíduos nas áreas de primeiros socorros, na saúde ocupacional e na medicina do esporte.
Dentre estas, a contusão é descrita como uma lesão traumática direta que compromete o funcionamento do sistema musculoesquelético. Um evento agudo de isquemia e reperfusão (I/R), por sua vez, pode ser considerado como um dos fatores fundamentais envolvidos na fisiopatologia de uma lesão musculoesquelética. Dentre as principais estratégias empregadas no tratamento de uma lesão está a redução na temperatura dos tecidos com o objetivo terapêutico, mecanismo este definido como crioterapia. Apesar da eficácia clínica os mecanismos pelos quais a crioterapia exerce os seus efeitos terapêuticos são pouco elucidados. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da crioterapia no tratamento de uma contusão e de um evento agudo de I/R sanguínea no músculo gastrocnêmio de ratos. Desta forma, investigamos os efeitos da crioterapia sobre as alterações bioquímicas e morfológicas relacionadas a uma contusão (Artigo 1) e a um evento agudo de I/R (Manuscrito 1), bem como os mecanismos envolvidos na origem de seus efeitos terapêuticos. O tratamento com a crioterapia determinou uma redução significativa no dano oxidativo ao limitar a peroxidação
lipídica e a formação de espécies reativas de oxigênio (EROs), e também por limitar a perda da viabilidade celular no tecido muscular lesado após uma contusão (Artigo 1) e após um
evento agudo de I/R (Manuscrito 1). Neste contexto, os níveis de antioxidantes nãoenzimáticos, tais como os níveis de tióis não-protéicos (-SH), e enzimáticos, tais como a
enzima catalase (CAT), também foram mantidos semelhantes aos observados em músculos não lesados. O tratamento com a crioterapia foi efetivo em manter as atividades de enzima
sensíveis ao estresse oxidativo, tais como a lactato desidrogenase (LDH) e as enzimas sódio/potássio (Na+/K+) e cálcio (Ca2+) ATPases, semelhantes as observadas nos tecidos não lesados tanto após uma contusão (Artigo 1), quanto após um evento agudo de I/R (Manuscrito 1). De acordo com as análises histopatológicas o tratamento com a crioterapia reduziu as alterações na estrutura morfológica e também a presença de células sanguíneas indicativas de processo hemorrágico ou inflamatório do tecido muscular lesado tanto após uma contusão (Artigo 1), quanto após um evento agudo de I/R (Manuscrito 1). Em geral os resultados observados neste estudo indicam que um importante mecanismo pelo qual a crioterapia exerce os seus efeitos terapêuticos está relacionado à redução na intensidade da
resposta inflamatória no local da lesão. Este resultado foi indicado pela limitada quantidade de células inflamatórias observada nas análises histopatológicas e corroborado pela reduzida atividade da enzima mieloperoxidase (MPO) no tecido muscular lesado e submetido ao tratamento com a crioterapia. Além de reduzir a intensidade da resposta inflamatória, a
crioterapia limitou as alterações mitocondriais no tecido muscular lesado ao diminuir a formação de espécies reativas e ao manter a funcionalidade da membrana mitocondrial tanto
após uma contusão (Artigo 1), quanto após um evento agudo de I/R (Manuscrito 1). Este resultado foi indicado pelo reduzido inchaço e pelo limitado comprometimento no potencial
de membrana mitocondrial (Δψ), além da manutenção dos níveis de antioxidante semelhantes aos observados em mitocôndrias de músculos não-lesados. Por fim, os resultados deste estudo indicam que um evento agudo de I/R pode ser considerado como um importante mecanismo envolvido na fisiopatologia de uma lesão musculoesquelética uma vez que determinou alterações bioquímicas e morfológicas semelhantes às observadas após uma contusão muscular.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4423 |
| Date | 16 December 2010 |
| Creators | Puntel, Gustavo Orione |
| Contributors | Soares, Félix Alexandre Antunes, Pereira, Maria Ester, Brandão, Ricardo, Furian, Ana Flávia, Folmer, Vanderlei |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, UFSM, BR, Bioquímica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 200800000002, 400, 500, 300, 300, 300, 500, 500, 3aef53b7-b173-4c56-a944-bed2de5e5dda, b48de824-6671-434b-8706-76fa82d016f4, 6f6ff1fa-1a27-4584-8864-3e18f46fe2e7, e6617091-34a2-401c-87dc-5d8877667a00, e2d9a022-6491-4658-9d46-7ba70922c383, 9363483b-d41c-4214-92f2-2e2c8d2506c2 |
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