Efeitos da vibração de corpo inteiro na sensibilidade cutânea, equilíbrio, variáveis fisiológicas e cargas de aceleração associadas

Abstract

O estímulo vibratório gerado pela utilização das plataformas vibratórias tem sido aplicado como método eficaz para promover desempenho esportivo e também na reabilitação de pacientes com diversificadas disfunções. Acredita-se que a vibração de corpo inteiro (VCI) é capaz de diminuir os déficits de ativação muscular voluntária através de reflexos de estiramento neuromuscular, tornando-se um meio eficaz e de fácil aplicabilidade para pacientes com maiores incapacitações. Resultados controversos na literatura, com relação aos benefícios dos estímulos vibratórios, tornam a escolha dos parâmetros do equipamento (frequência, amplitude, tempo de exposição e modo de vibração) um desafio na obtenção dos melhores resultados. Assim, o objetivo desta tese visa a avaliação dos efeitos fisiológicos agudos da vibração de corpo inteiro (sensibilidade cutânea tátil e dolorosa, equilíbrio, temperatura superficial da pele, transmissibilidade da vibração) e a construção de um mapa de percepção corporal da VCI. Foram utilizados diferentes parâmetros e marcas desses equipamentos. Para investigar cada variável, quatro diferentes estudos foram realizados separadamente. O primeiro estudo investigou os efeitos da VCI na sensibilidade cutânea vibratória medidos a 30 Hz (corpúsculos de Meissner) e 200Hz (corpúsculos de Pacini) e de toque-pressão dos pés de 20 sujeitos normais e o tempo de duração dos efeitos da vibração nesses receptores. Como principais resultados, foram constatadas que as descargas aferentes dos mecanorreceptores de adaptação rápida foram fortemente afetadas pela vibração assim como a sensibilidade de toquepressão. Após 10 min de exposição à VCI o tempo de recuperação para a sensibilidade voltar aos limiares basais nos pés foi entre 2 e 3 h. Para continuar elucidando os efeitos agudos pós-exercício com vibração, um segundo estudo foi realizado avaliando variáveis fisiológicas em quatro diferentes frequências de exposição de VCI (30, 35, 40, 44 Hz). Foram avaliadas pressão arterial, frequências cardíaca e respiratória, temperatura axilar e a temperatura cutânea através de termografia por infravermelho dos membros inferiores dos 24 participantes avaliados. Por fim, o equilibro desses indivíduos foi avaliado através das análises dos deslocamentos, da velocidade e da área do centro de pressão (COP), em uma plataforma de força. Os dados do segundo estudo mostraram que, para as frequências de 40 e 44 Hz do equipamento, houve uma alteração significativa para as variáveis velocidade e comprimento ântero-posterior do centro de pressão. Além disso, durante a vibração e 10 min após, a temperatura dos membros inferiores foi reduzida, provavelmente em virtude da vasoconstrição gerada. Na investigação da sensibilidade dolorosa um terceiro estudo foi proposto, tendo em vista que as vias dos mecanorreceptores de sensibilidade cutânea tátil diferem daqueles relacionados com a sensibilidade dolorosa. Um modelo de dor crônica com ratos Wistar foi realizado e os animais foram tratados com VCI, esteira e a combinação de esteira com VCI. Como principais resultados deste estudo, os grupos tratados com VCI mostraram redução significativa da sensibilidade de toque-pressão após todas as sessões em comparação aos demais grupos. Efeitos analgésicos através do tempo de latência medidos com o hot plate foram encontrados após o terceiro dia de tratamento com 5 min de exposição por dia à VCI, nos primeiros 5 dias e 10 min nos 5 dias subsequentes. Como finalização das variáveis de interesse, o último estudo combinou dados quantitativos advindos da acelerometria (com medições na cabeça, quadril e tíbia) com dados qualitativos através da escala de Borg. Sessenta e cinco adultosjovens foram avaliados e este estudo propôs um método para escolher os diversificados parâmetros da plataforma vibratória, para alcançar os efeitos desejados na reabilitação ou desempenho esportivo. Este estudo mostrou que os índices de percepção de severidade medidos através da escala de Borg corresponderam com os dados quantitativos da acelerometria e assim os parâmetros do equipamento podem ser escolhidos com base na sensação subjetiva proveniente da escala de Borg. Os níveis de desconforto no equipamento podem estar relacionados com a frequência de ressonância das diferentes partes do corpo. Futuros estudos devem considerar aplicações clínicas da plataforma vibratória em pacientes com dor crônica musculoesquelética utilizando o modelo para escolha dos parâmetros do equipamento proposto nesta tese.

The vibratory stimuli generated by the use of vibrating platforms have been used as an effective method to promote sports performance and also in the rehabilitation of patients with several dysfunctions. It is believed that the whole body vibration (WBV) is able to decrease the deficits in voluntary muscle activation by neuromuscular stretch reflexes making it an efficient and easy exercise method applied to patients with greater disabilities. Controversial results in the literature regarding the benefits of the vibratory stimuli make the choice of the equipment parameters (frequency, amplitude, time of exposure and vibration mode) a challenge in getting the best results. The goal of this dissertation involves the evaluation of the acute physiological effects of whole body vibration (skin tactile and pain sensitivity, balance, skin temperature and vibration transmissibility) and the construction of a WBV perception body map. Parameters settings and different brands of these devices were used. To investigate each variable, four different studies were conducted separately. The first study investigated the effects of WBV on fast adapting mechanoreceptors measured at 30 Hz (Meissner corpuscles) and 200Hz (Pacinian corpuscles) and touch-pressure sensitivity from the right foot of 20 health subjects and the duration of the vibration effects on these receptors. The main results show that the afferent discharges of the fast adapting mechanoreceptors are strongly affected by vibration and sensitivity of touch-pressure was also impaired. After a single 10 minutes exposure to WBV, the time required to recover baseline tactile sensitivity on the feet was between 2 and 3 hours. To further elucidate the acute postexercise vibration effects, a second study was conducted assessing physiological variables at four different WBV frequencies (31, 35, 40, 44 Hz). Blood pressure, heart and respiratory rates, skin temperature and balance were measured. Skin temperature was measured by an infrared thermography of the lower limbs of 24 subjects. Balance was accessed with a force plate through the analysis of the center of pressure (COP) velocity, area and displacements variables. The results from this study show that for 40 and 44 Hz of the device’s frequencies, a significant decrease in balance was found for the center of pressure variables velocity and anterior-posterior displacement. Also, during WBV exposition and 10 minutes post vibration, the temperature of the lower limbs was reduced, probably due to vasoconstriction. To investigate the variable "pain", a third study was proposed, considering that the pathways and receptors of the cutaneous touch-pressure and vibration sensitivity differ from those related to pain sensitivity, the C and A fibers. A chronic pain model was applied in male Wistar rats and the animals were treated with WBV exercise (vibration platform), a low intensity exercise (treadmill) and a combined treatment involving both. The main results show that the groups treated with WBV showed a significant reduction in sensitivity to touchpressure after every session compared to the other groups. Analgesic effects through the time latency measured by the hot plate were found after the third treatment day with 5 min of exposure to WBV during the first 5 days and 10 min next 5 days. As completion of the fourth variable of interest, the last study by deriving quantitative data from accelerometry (with measurements on the head, hip and tibia) was combined with qualitative data arising from the Borg scale. Sixty five health young adults were measured and the study proposes a method for choosing the parameters settings of the vibrating platform, to achieve the desired goals in rehabilitation or sports performance. Discomfort perception ratings measured by the Borg scale corresponded well with the measured acceleration magnitudes and so the parameters settings of the device can be chosen based on the subjective sensation from the Borg scale. The level of discomfort ratings might be related to the frequency resonance phenomena of body parts. Future clinical applications with vibration platform in patients with muscle-skeletal chronic pain should be considered applying the model for choosing the parameter settings of the device proposed in this dissertation.