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Número atual: Dezembro 2011 - Volume 18  - Número 4


ARTIGO ORIGINAL

O uso da estimulação elétrica computadorizada associada à cicloergometria em indivíduos com lesão medular é benéfico para os parâmetros musculares?

Is the use of computerized electrical stimulation associated with cycloergometrics in individuals with medullary lesion beneficial for the muscular parameters?


Igor Kaoru Naki1; Marcelo Riberto2; Maria Cecília dos Santos Moreira3; Linamara Rizzo Battistella4

DOI: 10.5935/0104-7795.20110009

1. Fisioterapeuta, Instituto de Medicina Física e Reabilitação do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP.
2. Médico fisiatra, Doutor, Docente da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP.
3. Fisioterapeuta, Mestre, Diretora do Serviço de Fisioterapia do Instituto de Medicina Física e Reabilitação do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP.
4. Médica fisiatra, Livre docente, Professora Associada da Faculdade de Medicina da USP.


Endereço para correspondência:
Instituto de Medicina Física e Reabilitação HCFMUSP - Serviço de Fisioterapia
Rua Diderot, 43 Vila Mariana
São Paulo - SP CEP 04116-030
E-mail: iknaki@usp.br

Recebido em 08 de Outubro 2011.
Aceito em 25 de Novembro de 2011.


Resumo

Este artigo tem como objetivo revisar a literatura sobre o uso do Computerized Functional Electrical Stimulation (CFES) com desfechos musculares para os indivíduos com lesão medular.
MÉTODO: Foi realizada revisão bibliográfica sistemática nas bases eletrônicas de dados MEDLINE, PubMed, LILACS e Portal SciELO, sem delimitação de tempo ou idioma. Utilizou-se da estratégia PICO para pesquisa, as palavras-chave foram selecionadas a partir dos descritores em ciências de saúde e relacionaram-se com lesão medular, estimulação elétrica e parâmetros musculares.
RESULTADOS: Foram encontrados 554 artigos. Desses, 432 foram excluídos pelo título, resultando em 122 artigos. Destes, foram excluídas as duplicidades, resultando num total de 73 artigos; 36 foram excluídos pelo resumo e 33 após a leitura do estudo. Quatro estudos foram selecionados. Dois artigos incluíram homens e mulheres em seus estudos, dois apenas homens. Três estudos incluíram tetraplégicos e paraplégicos no mesmo estudo, um incluiu apenas tetraplégicos. Um dos estudos utilizou frequência de treinamento maior, sete vezes por semana, três fizeram uso de uma frequência de treinamento de três vezes por semana. A duração dos estudos teve grande variação, de seis semanas até um ano. As medidas de resultado para a avaliação de força e resistência foram realizadas de diversas maneiras, por medida de área de secção transversal dos músculos, circunferência do membro e a biópsia muscular; contudo, todos os estudos apresentavam ao menos uma das medidas fornecidas pelo equipamento, a avaliação de potência gerada (power output) ou do trabalho realizado (work output). Em todos os estudos, houve melhora da potência gerada ou do trabalho realizado. Apesar da heterogeneidade encontrada nestes estudos, os desfechos dos estudos avaliados indicam aumento significativo de potência gerada e trabalho realizado após os períodos de treinamentos, com ganhos a partir de seis semanas e treinamentos a partir de três vezes por semana.
CONCLUSÃO: Estudos futuros são necessários para avaliar as respostas em diferentes grupos de sujeitos, paraplégicos e tetraplégicos, em diferentes frequências de treinamento e em diferentes períodos de treinamento, proporcionando, assim, a elaboração de protocolos de treinamento cada vez mais direcionados.

Palavras-chave: estimulação elétrica, exercício, paraplegia, quadriplegia, traumatismos da medula espinal




INTRODUÇÃO

A lesão medular afeta cerca de 32 pessoas por milhão e aproximadamente 7.800 pessoas por ano, nos Estados Unidos.1 No mundo, a variação é de 12,1 a 57,8 casos por milhão de pessoas.2 Sua ocorrência é predominantemente no sexo masculino, com cerca de 82% dos casos e a média da idade é 33,4 anos.1

Em geral, 85% dos pacientes que sobrevivem após as primeiras 24 horas de lesão encontram-se vivos depois de decorridos 10 anos.1 Projeções sugerem a necessidade de expansão da capacidade de atendimento/tratamento dos pacientes com lesão medular e a necessidade de preparo para o envelhecimento desta população.3 Os avanços da tecnologia e da medicina proporcionaram aos pacientes com lesão medular maior longevidade.4 Em contrapartida, estes pacientes passaram a estar suscetíveis às doenças relacionadas ao envelhecimento. Estudos indicam a prevalência de doenças cardiovasculares assintomáticas em pessoas com lesão medular entre 25% e 50%.5-7 Já a taxa de prevalência de doenças cardiovasculares sintomáticas variam de 30% a 50%,6,8,9 sendo que, em pessoas sem lesão, a taxa de prevalência varia entre 5% e 10%.10 Torna-se, assim, uma das principais causa de morte em pacientes mais velhos com lesão medular.11 Cerca de um terço dos indivíduos com lesão medular com mais de 65 anos de idade e aproximadamente metade daqueles com mais de 30 anos de lesão morrem por doenças cardiovasculares.12 As complicações pulmonares e cardíacas estão entre as principais causas de morte após 12 anos dessa lesão, sendo a primeira e a segunda causa de morte, respectivamente.13 A mortalidade em pessoas com lesão medular é três vezes maior que na população em geral, quando comparadas pela idade.14

Do ponto de vista cardiovascular, quando comparado com uma pessoa hígida, o indivíduo com lesão medular apresenta alterações que interferem na capacidade geração de altos níveis de consumo de oxigênio (VO2). Na pessoa hígida, ocorre a redistribuição de sangue dos tecidos inativos para suprir o trabalho muscular. Esta vasorregulação é atribuída à ação do sistema nervoso simpático, que no paciente com lesão medular apresenta-se total ou parcialmente ausente, de acordo com o nível de lesão. Isto resulta na redução da frequência cardíaca e da contractilidade do miocárdio, limitando o débito cardíaco e volume ejetado máximo, o que reduz o potencial de melhora do desempenho cardiovascular.

Não obstante, a atrofia muscular e aumento de gordura corporal ocorrem logo após a lesão e continuam aumentadas com o decorrer da idade. Estas mudanças na composição corporal e a inatividade predispõem as pessoas com lesão medular às anormalidades metabólicas e aceleraram o desenvolvimento de doenças cardiovasculares.15

Compreendendo estes mecanismos cardiovasculares e vasorregulatórios nos pacientes com lesões medulares, a publicação de trabalhos utilizando a estimulação elétrica funcional computadorizada (Computerized Functional Electrical Stimulation - CFES) vem aumentando, com o intuito de avaliar as respostas fisiológicas e de desenvolver terapias eficientes para o condicionamento cardiorrespiratório destes pacientes.

A CFES é o método de estimulação dos nervos periféricos modulada por computador através de eletrodos acoplados à pele com fins terapêuticos. É uma forma de estimulação elétrica coordenada que provoca contração sequenciada dos músculos quadríceps, isquiotibiais e glúteos, reproduzindo o pedalar da bicicleta.

Sua grande vantagem consiste na possibilidade de produzir a movimentação de pedais de um cicloergômetro por meio da contração ativa dos músculos dos membros inferiores mediada pelo efeito do estímulo elétrico. Isso viabiliza tal atividade mesmo para o indivíduo sem controle algum dessa musculatura. Com o avançar do treinamento, ocorre a resposta adaptativa do indivíduo e a resistência ao movimento nos pedais pode ser modificada, provocando maior sobrecarga aeróbia e melhor condicionamento cardiovascular. A melhora do condicionamento cardiorrespiratório no CFES está relacionada à melhora dos parâmetros de carga de treinamento (resistência imposta pelo cicloergômetro). Glaser et al.,15 em seu estudo com 20 sujeitos com lesão medular, compararam as respostas fisiológicas de pessoas hígidas submetidas ao mesmo treinamento dos sujeitos com lesão medular e observaram o aumento gradual do VO2 concomitante ao aumento da carga. Hjeltnes et al.,16 em seu estudo com cinco pacientes tetraplégicos, avaliaram as alterações na composição corporal após treinamento no CFES e, em concordância com o estudo anterior, observaram elevação do VO2 com o aumento da carga. Figoni17 avaliou as respostas ao exercício em pacientes tetraplégicos, observando o incremento do VO2 e do débito cardíaco com aumento da carga a partir de 9 W.

O CFES mostra-se como uma interessante alternativa para o treinamento aeróbio de pessoas com lesão medular, tendo o componente muscular um importante papel para a realização deste treinamento.


OBJETIVO

Este trabalho tem como objetivo determinar se o uso do CFES produz desfechos musculares benéficos para os indivíduos com lesão medular.


MÉTODO

Critérios de inclusão


Os critérios de inclusão e exclusão são definidos com base na pergunta que norteia a revisão:

  • Sem delimitação de período de publicação;
  • Sem delimitação de idioma.


  • Tipos de estudos

    Estudos publicados de ensaios clínicos controlados e aleatorizados, ensaios clínicos quasi-aleatorizados e controlados, ensaios clínicos controlados, séries de casos e estudos de caso.

    Características dos participantes

    Indivíduos adultos com lesão medular traumática, definida como uma lesão penetrante ou não penetrante da medula espinhal resultante de forças externas.

    Tipos de intervenção

    Uso de estimulação elétrica computadorizada (CFES) em pacientes com lesão medular, definida como o uso de estimuladores elétricos computadorizados. Estes são equipamentos que geram pulsos de baixa intensidade transmitidos por eletrodos de superfície causando contrações coordenadas de grandes músculos das pernas. Possuem sensores que propiciam um feedback contínuo para o adequado controle das contrações musculares e para a resistência do pedal.

    Desfechos

    Alterações tróficas musculares.

    Método de busca para a identificação dos estudos

    A pesquisa não teve limitação de data ou linguagem.

    Bases eletrônicas de dados

  • Medline
  • Pubmed
  • Lilacs
  • Portal SciELO


  • A estratégia de busca utilizada baseouse em perguntas estruturadas na forma P.I.C.O. ("Paciente", "Intervenção", "Controle", "Outcome/Desfecho"). Foram utilizados como descritores: (Spinal Cord Injuries OR Quadriplegia OR Paraplegia) AND (Electric Stimulation) AND (Ergometry); (Spinal Cord Injuries OR Quadriplegia OR Paraplegia) AND (Electric Stimulation) AND (Biclycling); (Spinal Cord Injuries OR Quadriplegia OR Paraplegia) AND (Electric Stimulation) AND (Exercise); (Spinal Cord Injuries OR Quadriplegia OR Paraplegia) AND (Electric Stimulation) AND (Exercise test); Tetraplegia AND Estimulação elétrica; Paraplegia AND Estimulação elétrica; Traumatismos da medula espinal AND Estimulação elétrica.

    Definições dos descritores

    Spinal Cord Injuries/Traumatismos da medula espinal: Lesões penetrantes e não penetrantes da medula espinal resultantes de forças externas traumáticas (ex.: ferimentos por armas de fogo, traumatismos em chicotadas, etc.).

    Electric Stimulation/Estimulação elétrica: Uso de correntes ou potenciais elétricos para obter respostas biológicas.

    Quadriplegia/Tetraplegia: Perda grave ou completa da função motora em todos os quatro membros, podendo resultar de doenças cerebrais, doenças da medula espinhal, doenças do sistema nervoso periférico, doenças neuromusculares ou, raramente, doenças musculares.

    Paraplegia/Paraplegia: Perda grave ou completa da função motora nas extremidades inferiores e porções inferiores do tronco. Esta afecção é mais frequentemente associada com doenças da medula espinhal, doenças cerebrais, doenças do sistema nervoso periférico, doenças neuromusculares ou, raramente, doenças que possam também causar fraqueza bilateral das pernas.

    Exercise Test/Teste de esforço: Atividade física controlada, mais ativa que o descanso, desempenhado para permitir a avaliação das funções fisiológicas, particularmente a cardiovascular e pulmonar, mas também a capacidade aeróbica. Geralmente, o máximo de exercício (mais intenso) é exigido, mas o exercício submáximo também é utilizado. A intensidade do exercício frequentemente é graduada utilizando-se critérios como frequência do trabalho feito, consumo de oxigênio e frequência cardíaca

    Exercise/Exercício: Atividade física geralmente regular e feita com a intenção de melhorar ou manter a aptidão física ou a saúde. É diferente de esforço físico, que é voltado principalmente para as respostas fisiológicas e metabólicas ao uso da energia.

    Biclycling/Ciclismo: O uso da bicicleta para transporte ou recreação. Isto não inclui o uso da bicicleta no estudo das respostas corporais aos exercícios físicos.

    Ergometry/Ergometria: Qualquer método de medida da quantidade de trabalho feita por um organismo, geralmente durante esforço físico. A ergometria inclui também medidas de força. Alguns instrumentos utilizados nestas determinações incluem a manivela manual e a bicicleta ergométrica.

    A seleção dos estudos foi realizada por meio da avaliação dos títulos e dos resumos (abstracts) identificados na busca inicial por dois pesquisadores, de forma independente e cegada, obedecendo rigorosamente aos critérios de inclusão e exclusão definidos no protocolo de pesquisa. Quando o título e o resumo não foram esclarecedores, buscou-se o artigo na íntegra, para não correr o risco de deixar estudos importantes fora da revisão sistemática. As discordâncias que porventura ocorreram foram resolvidas por consenso.

    Os dados foram extraídos de cada estudo por meio de um formulário padronizado, contendo informações sobre idade dos sujeitos, número de sujeitos incluídos no estudo, tipo de intervenção, tempo de sessão, número de sessões, frequência das sessões, tipos de resultados medidos, e conclusão dos autores sobre os desfechos das intervenções.


    RESULTADOS

    A busca inicial identificou 554 artigos (Tabela 1), dos quais foram excluídos aqueles em duplicidade (48). A leitura do título (432) e do resumo (36) excluiu 468 artigos. Dos 37 restantes, somente quatro obedeceram aos critérios de inclusão nesta revisão após leitura integral do texto. Foram excluídos os artigos de revisão bibliográfica, estudos em que os sujeitos não eram adultos, estudos com terapias associadas (protocolo de fortalecimento com estimulação elétrica funcional e estimulação elétrica computadorizada, por exemplo), estudos com sujeitos lesados medulares com lesão incompleta e atividade motora (ASIA C, D, E) e estudos sobre o metabolismo e consumo de oxigênio do músculo. Foram incluídos artigos que utilizavam cicloergômetros não estacionários.




    Apesar da preocupação em selecionar estudos mais homogêneos em relação às características da lesão (completa ou incompleta), tipo de intervenção e tipo de medidas, alguns estudos apresentaram certa heterogeneidade, como apresentado na Tabela 2.




    Dois artigos incluíram homens e mulheres em seus estudos,18,19 dois apenas homens.16,20 Três estudos incluíram tetraplégicos e paraplégicos no mesmo estudo,18-20 um incluiu apenas tetraplégicos.16 Dois estudos incluíram ao menos um sujeito com lesão incompleta em seu estudo,19,20 dois incluíram apenas sujeitos com lesão completa.16,18 Um dos estudos utilizou frequência de treinamento maior, sete vezes por semana,16 três fizeram uso de frequência de treinamento de três vezes por semana.18-20 A duração dos estudos teve grande variação, de seis semanas20 até um ano.19

    As amostras das populações dos estudos apresentaram um número reduzido de sujeitos16,18-20 e não foram encontrados estudos de ensaios clínicos aleatorizados e controlados. As medidas de resultado para a avaliação de força e resistência foram realizadas de diversas maneiras, por medida de área de secção transversal dos músculos16,19 (ambos os estudos observaram aumento significativo nas secções transversais), circunferência do membro19,20 (um dos estudos relatou aumento na circunferência da coxa,19 já o outro relatou manutenção na circunferência)20 e a biópsia muscular,18,19 (um dos estudos relatou aumento na área das fibras musculares,18 já o outro não observou alteração),19 contudo, todos os estudos apresentavam ao menos uma das medidas fornecidas pelo equipamento, a avaliação de potência (power output) ou do trabalho realizado (work output).16,18-20


    DISCUSSÃO

    Apesar de a pesquisa realizada neste estudo ter sido ampla, o número de artigos selecionados foi reduzido. O uso de palavras-chaves e termos amplos desta maneira na busca dos artigos justificou-se, pois os estudos sobre estimulação elétrica computadorizada poderiam estar associados a diversos descritores. Apesar de a tecnologia associada ao CFES não ser recente, a disponibilidade de equipamentos não é grande e a exigência de regularidade no treinamento exige esforços complementares por parte dos usuários para obter as respostas cardiovasculares e musculoesqueléticas desejadas, o que pode ter contribuído para reduzir o número final de artigos que atendessem aos critérios definidos.

    Assim sendo, o número de artigos encontrados que versavam, de fato, sobre os efeitos musculares da CFES não eram muitos. Davis et al.21 realizaram uma revisão de literatura sobre diversos desfechos com o uso do CFES, morfologia e bioquímica do músculo, respostas cardíacas e hemodinâmicas, densidade óssea, mudanças funcionais na capacidade em realizar o exercício, aspectos psicossociais e respostas metabólicas generalizadas e encontraram 865 artigos, sendo selecionados 177 artigos. Peng et al.22 realizaram outra revisão de literatura avaliando aspectos cardiovasculares, ósseos, musculares entre outros. No aspecto muscular, foram selecionados oito artigos, incluindo avaliações sobre trofismo muscular e espasticidade, não sendo excluídos os estudos cujos sujeitos tinham lesão incompleta. Estes autores observaram que o uso do CFES promovia aumento da massa e resistência muscular, redução na frequência e na duração dos espasmos musculares, aumento da sensibilidade à insulina, aumento dos parâmetros ventilatórios e aumento no consumo de oxigênio.

    Nesta revisão, coincidentemente, os estudos selecionados fizeram uso de aparelhos da mesma marca, Ergys (Therapeutic Alliances Inc, Ohio, USA), o que permite afirmar que os resultados têm consistência maior. Contudo, outros equipamentos de CFES, ou equipamentos de cicloergometria associados a outro aparelho de estimulação elétrica também já foram utilizados. Kakebeeke et al.23 usaram o StimMaster (ELA, Dayton, OH.), enquanto Berry e col usaram o Mobile Recumbent Tricycle (Inspired Cycle Engineering Ltd., Falmouth,Cornwall, UK) adaptado para acoplamento com estimulação elétrica. Duffel et al.24 realizaram seu estudo com o uso de um triciclo Trice (Inspired Cycle Engineering, Ltd., UK) e um estimulador elétrico Stanmore stimulator. Scremin et al.25 fizeram uso do REGYS (Therapeutic Alliances Inc, Ohio, USA).

    Os CFES foram introduzidos no mercado na década de 80 com o primeiro equipamento comercializado - REGYS (Therapeutic Alliances Inc). Desde então, outras empresas introduziram no mercado novos modelos e protocolos de CFES ou cicloergômetros associados a outros aparelhos de estimulação elétrica. Não obstante, o alto custo e manutenção do equipamento e as complicações clínicas inerentes à população estudada, podem ter colaborado para o reduzido número de estudos realizados.

    As medidas de avaliação utilizadas nos estudos desta revisão foram a avaliação da microestrutura muscular por biópsia, medida da circunferência o membro (coxa), avaliação da secção transversal dos músculos (coxa), work output e power output.

    A avaliação da secção transversal dos músculos utilizada em dois estudos16,19 demonstrou aumento da área das fibras musculares examinadas. Contudo, este aumento nas áreas das fibras musculares não foi observado por meio do exame de biópsia muscular.19 Segundo os autores deste estudo, as áreas das fibras musculares menores que 200µm2 não foram contadas, pois poderiam ser confundidas com artefatos, podendo, assim, justificar este achado controverso. Já Chilibeck et al.18 avaliaram a área das fibras musculares por biópsia e observaram aumento na área das fibras após o período de treinamento.

    A medida de circunferência da coxa foi utilizada por Mohr et al.19 e Gerrits et al.20 O primeiro observou aumento nesta medida, já o segundo não observou a mesma mudança. Gerrits et al.20 relatam que este resultado pode estar associado ao fato desta medida ser pouco sensível e sujeita a erros de medida, apesar de ser facilmente aplicada.

    Os parâmetros work output e power output utilizados nestes estudos indicam o rendimento do exercício, ou seja, a capacidade do indivíduo em realizar o exercício. O parâmetro work output refere-se à quantidade de energia despendida durante o exercício, medida em Joule (J). O parâmetro power output refere-se à velocidade com que a quantidade de energia é despendida por unidade de tempo durante o exercício, medida em Watt (W). Figoni17 correlacionou melhora cardiorrespiratória em indivíduos tetraplégicos submetidos ao exercício a partir do desempenho de uma potência de 9 W (210 kcal/hora), comparada a caminhada com velocidade de 3,2 km/h para pessoas sem lesão medular. Em outro estudo,22 os autores identificaram que indivíduos com lesão medular treinados no CFES apresentavam pico de consumo máximo de O2 equivalente ao de um indivíduo sem lesão medular caminhando a 4,8 km/h ou pedalando a 50 W.

    A lesão medular promove importantes alterações no tecido muscular ao longo do tempo. Ocorre uma importante atrofia muscular nos músculos paralisados, no primeiro ano após a lesão, mantendo um "estado estacionário" de trofismo a partir de então.26,27 Não obstante, nos músculos paralisados destes indivíduos com lesão medular ocorre a transformação de fibras tipo I (contração lenta e resistente à fadiga) em fibras musculares tipo IIB (contração rápida e rápida fadiga). Com um consequente predomínio de fibras musculares tipo IIB em relação às fibras musculares tipo I e IIA (contração rápida e resistente à fadiga).28

    O treinamento com o CFES é capaz de reverter parcialmente estas alterações no tecido muscular. Morh et al.19 observaram reversão da atrofia muscular e redução do tecido adiposo, com aumento significativo das fibras musculares tipo IIA em relação às fibras tipo IIB.

    Os achados descritos acima podem ser criticados à medida que nenhum dos estudos selecionados é ensaio clínico aleatorizado, nem controlado ou mascarado. Todavia, o conhecimento clínico nos permite afirmar com segurança que indivíduos com lesão medular completa não melhoram o trofismo muscular sem algum tipo de estímulo direto sobre a musculatura, como com uma corrente elétrica, e que a simples movimentação cíclica passiva só implica em manutenção de amplitude articular e regulação do tônus. Uma vez que não havia grupos controle, não faria sentido a aleatorização dos sujeitos. Por fim, o mascaramento em estudos clínicos tem por objetivo reduzir a impressão de que possa haver tendenciosidade na aferição dos resultados por interferência do sujeito de pesquisa ou do avaliador. Como os desfechos musculares selecionados foram obtidos objetivamente por equipamentos ou biópsia, não se esperam interferências dessa natureza. Desta forma, podemos afirmar que esta síntese dos resultados da literatura oferece respostas claras quanto ao efeito do exercício associado ao CFES sobre os parâmetros musculares, todavia, com a ressalva de aplicar-se apenas a um grupo restrito de pacientes com lesão medular completa.


    CONCLUSÃO

    Apesar da heterogeneidade encontrada nestes estudos, os desfechos avaliados indicam o treinamento com o uso do CFES em indivíduos com lesão medular promove melhora nos parâmetros musculares, com aumento significativo da potência e do trabalho realizado após os períodos de treinamento, com ganhos a partir de seis semanas,20 frequência de treinamento a partir de três vezes por semana18-20 e duração de 30 minutos de sessão, o que significa que tais pacientes conseguiram suportar melhor a sobrecarga de atividade física imposta. Este estudo ainda deixa abertas as questões sobre os efeitos deste tipo de treinamento em indivíduos com lesão incompleta e a relação dose-resposta, ou seja, se mais densidade de treinamento pode ser mais eficaz ou existe um efeito teto.


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