A combinação do exercício aeróbio de moderada intensidade e ultrassom pulsado de baixa intensidade na consolidação de fratura tibial em ratos

Abstract

Atualmente estratégias terapêuticas que envolvam estresse mecânico adequado se tornam protagonistas para consolidação de fraturas. No entanto, desconhece-se evidências literárias da associação do uso do ultrassom pulsado de baixa intensidade e exercício aeróbio moderado, embora sejam utilizados no dia a dia de profissionais Fisioterapeutas. Diante disso se torna necessário elucidar fatores radiológicos, bioquímicos e biomecânicos das intervenções. Desta forma, este estudo tem como objetivo investigar os efeitos do tratamento com exercício aeróbio moderado e ultrassom pulsado de baixa intensidade, combinados, no processo de consolidação óssea em 28 ratos Wistar divididos em grupos experimentais com ?n? de 07 animais por grupo, sendo: G1 ? Fratura Tibial (FT); G2 ? FT + Ultrassom Pulsado (FT + US); G3 ? FT + Exercício aeróbio (FT + Ex); G4 ? FT + Ex + US. O modelo de fratura óssea foi realizado por meio de procedimento cirúrgico de osteotomia transversal com fixação de fio de Kirschner. Após 72 h da fratura, os animais receberam intervenção terapêutica por 19 dias, realizada três vezes na semana (em dias intercalados). Os grupos experimentais receberam intervenção de ultrassom pulsado, com gel salina 0,9 %, com tempo de aplicação de 10 minutos, frequência de 1,5 MHz, intensidade de 0,4 W/cm2 e área de radiação efetiva de 3 cm2. O protocolo de exercício moderado teve duração de 30 minutos/dia com progressão de velocidade a cada semana, sendo estas 13, 14 e 15 m/min. As análises radiográficas foram feitas 1, 12 e 24 dias após procedimento cirúrgico. Os animais foram submetidos à eutanásia 72 h após a última sessão de tratamento e a tíbia foi cirurgicamente removida para posteriores análises biomecânicas e bioquímicas. À análise radiográfica o grupo combinado aumentou os escores radiográficos de reparo ósseo quando comparados ao grupo FT. Nos níveis de citocinas anti-inflamatórias, IL-4 e IL-10, houve aumento significativo nos grupos que receberam intervenção de tratamento, assim como nos níveis do fator de crescimento TGF-ß, que foram significativamente maiores no grupo das terapias combinadas. O tratamento com exercício aeróbio e ultrassom pulsado foi capaz de diminuir os níveis do oxidante nitrito, controlar o dano oxidativo de conteúdo de sulfidrila e aumentar a atividade antioxidante de SOD e GSH. Nas análises biomecânicas de carga máxima (N) e deformação até a carga máxima (mm/mm) o grupo combinado tolerou maior carga e demonstrou melhor capacidade de deformação e propriedade elástica do tecido quando comparado ao grupo fratura tibial. O exercício aeróbio e o ultrassom pulsado de baixa intensidade regulam positivamente a diferenciação osteogênica, mineralização óssea, angiogênese e área de volume ósseo. Os resultados corroboram a hipótese de pesquisa, no qual demonstram que a combinação das intervenções foi capaz de obter melhor escore radiográfico, potencializar a modulação do processo inflamatório e controle de estresse oxidativo e suportar maior carga mecânica.

Abstract: Currently, therapeutic strategies that involve mechanical stress have become protagonists for fracture consolidation. However, there is no known literary evidence of the association between the use of low-intensity pulsed ultrasound and moderate aerobic exercise, although they are used in the daily lives of professional physiotherapists. Therefore, it becomes necessary to elucidate radiological, biochemical and biomechanical factors of the disciplines. Thus, this study aims to investigate the effects of treatment with moderate aerobic exercise and low-intensity pulsed ultrasound, combined, on the bone transfer process in 28 Wistar rats divided into experimental groups with ?n? of 07 animals per group, with : G1 ? Tibial Fracture (FT); G2 ? FT + Pulsed Ultrasonography (FT + US); G3 ? FT + Aerobic exercise (FT + Ex); G4 ? FT + Ex + USA. The bone fracture model was created using a transverse osteotomy surgical procedure with Kirschner wire fixation. 72 hours after the fracture, the animals underwent therapeutic intervention for 19 days, carried out three times a week (on alternate days). The experimental groups received pulsed ultrasound intervention, with 0.9% saline gel, with an application time of 10 minutes, frequency of 1.5 MHz, intensity of 0.4 W/cm2 and effective radiation area of 3 cm2. The moderate exercise protocol lasted 30 minutes/day with speed progression each week, 13, 14 and 15 m/min. Radiographic analyzes were performed 1, 12 and 24 days after the surgical procedure. The animals were euthanized 72 hours after the last treatment session and the tibia was surgically removed for subsequent biomechanical and biochemical analyses. Upon radiographic analysis, the combined group increased radiographic bone repair scores when compared to the FT group. There was a significant increase in the levels of anti-inflammatory cytokines, IL-4 and IL-10 in the groups that received treatment intervention, as well as in the levels of the growth factor TGF-ß, which were significantly higher in the combined therapy group. Treatment with aerobic exercise and pulsed ultrasound was able to reduce the levels of oxidizing nitrite, control the oxidative damage of sulfhydryl content and increase the antioxidant activity of SOD and GSH. In biomechanical analyzes of maximum load (N) and deformation up to maximum load (mm/mm), the combined group tolerated greater load and declared better deformation capacity and metallic properties of the tissue when compared to the tibial fracture group. Aerobic exercise and low-intensity pulsed ultrasound upregulate osteogenic differentiation, bone mineralization, angiogenesis, and bone volume area. The results corroborate the research hypotheses, but do not demonstrate that the combination of interventions was able to obtain a better radiographic score, enhance the modulation of the inflammatory process and control of oxidative stress, and withstand greater mechanical load.