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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.17.2021.tde-09092021-095705
Documento
Autor
Nome completo
Suelen Albertini Mariano
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2021
Orientador
Banca examinadora
Zamarioli, Ariane (Presidente)
Barbosa, Marcello Henrique Nogueira
Matsumoto, Mariza Akemi
Paula, Francisco Jose Albuquerque de
Título em português
Efeitos da terapia por vibração no tecido ósseo e cartilaginoso de ratos em fase de crescimento
Palavras-chave em português
Placa de crescimento
Rato
Tecido ósseo
Vibração
Resumo em português
Fundamento: A plataforma vibratória tem sido utilizada como coadjuvante em diversos tratamentos, bem como em treinamentos físicos de alto rendimento esportivo. A terapia por vibração como método profilático e terapêutico de distúrbios osteometabólicos tem sido empregada por diversos autores e mostrado resultados positivos para a melhora da qualidade óssea. Resultados envolvendo aumento de força muscular e potência também contribuem para a maior disseminação e utilização do recurso, incluindo tratamento em idade de crescimento. No entanto, há escassez de literatura associando os efeitos da vibração sobre a placa de crescimento, que pode ser nocivo. Além disso, não há consenso e conhecimento suficiente sobre os diferentes parâmetros da plataforma vibratória e seus efeitos nos tecidos ósseo e cartilaginoso. Objetivos: Comparar diferentes protocolos de frequência da plataforma vibratória no tecido ósseo e na cartilagem de crescimento de ratos saudáveis, em fase de maturação esquelética, bem como analisar o efeito tardio da interrupção da terapia por vibração nesses tecidos. Materiais e Métodos: 72 ratos machos de aproximadamente 120 gramas (±10g) foram aleatoriamente distribuídos em três grupos (n=24/grupo): (1) Sham: ratos placebo, sem uso da vibração; (2) TV 5Hz: ratos submetidos à terapia por vibração com frequência de 5Hz e; (3) TV 50Hz: ratos submetidos à terapia por vibração com frequência de 50Hz. Cada grupo foi dividido em dois subgrupos (n=12/subgrupo), de acordo com o período experimental. Em um subgrupo (4s) os animais foram submetidos à vibração (ou placebo) por 4 semanas e, em outro (16s) os animais também foram submetidos à vibração (ou placebo) por 4 semanas, mas o seguimento sem intervenção (placebo) persistiu por mais 12 semanas, totalizando 16 semanas. Ao término dos períodos experimentais, os animais foram submetidos à eutanásia para coleta e análise óssea dos fêmures, tíbias, vértebras e parietais, bem como da placa de crescimento das tíbias. A qualidade do tecido ósseo (trabecular e cortical) e da placa de crescimento foi investigada por meio de análises macroscópica, densitométrica, microtomográfica, mecânica, histológica e histomorfométrica. Resultados: Os resultados das análises evidenciaram efeitos positivos na qualidade óssea e cartilaginosa em resposta à terapia por vibração com frequência de 50Hz. Com este protocolo foi possível observar aumento na densidade mineral óssea, no conteúdo mineral ósseo e em diversos parâmetros microtomográficos relacionados à formação óssea no tecido trabecular e cortical (TV, BV, BV/TV, Tb.Th, Tb.N, Ct.TV, Ct.BV, Ct.BV/TV e Ct.Th), concomitante à redução nos parâmetros de reabsorção óssea (Tb.Sp, BS/BV e SMI) em fêmures e tíbias. As análises histológicas corroboram os achados anteriores e também evidenciam importante efeito osteogênico e condrogênico resultante da terapia por vibração com frequência de 50Hz, em que foi detectado aumento no número de trabéculas com maior quantidade de osteócitos, trabéculas mais espessas, melhora na organização das colunas celulares e estimulação aumentada da zona proliferativa na cartilagem de crescimento. Efeitos positivos também foram detectados nas análises mecânicas, com maior resistência para os ossos submetidos à vibração com 50Hz. Além disso, os efeitos benéficos deste protocolo de vibração persistiram em fase tardia, mesmo após sua interrupção. Por outro lado, a frequência de 5Hz não evidenciou efeitos positivos no tecido ósseo e cartilaginoso, e em algumas análises foi possível detectar efeitos negativos (medidas macroscópicas, massa óssea, parâmetros microestruturais trabeculares e corticais e mecânicos), que persistiram em fase tardia mesmo após interrupção do tratamento. Conclusão: Nossos resultados indicam efeito positivo da terapia por vibração de 50Hz, tanto no tecido ósseo como na placa de crescimento de ratos saudáveis em crescimento, que persistiram mesmo após interrupção do tratamento.
Título em inglês
Effects of vibration therapy on bone and growth plate in growing rats
Palavras-chave em inglês
Bone tissue
Growth plate
Rat
Vibration
Resumo em inglês
Background: The vibrating platform has been used as a coadjutant in several treatments, as well as in physical training for high sports performance. Vibration therapy as a prophylactic and therapeutic method for osteometabolic disorders has been used by several authors and has shown positive results at improving bone quality. Likewise, results involving increased muscle strength and power also contribute to the greater dissemination and use of the vibrating platform, including treatment at growing ages. However, there is a lack in literature associating the effects of vibration to the growth plate, which may be harmful. In addition, there is not enough consensus and knowledge about the different parameters of the vibrating platform and its effects on bone and growth plate. Purposes: To compare different frequency protocols of vibrating platform on the bone tissue and growth plate in healthy growing rats, and to analyze the delayed effects on its interruption. Materials and Methods: 72 male rats weighing 120 grams (± 10 g) were randomly assigned into three groups (n=24/group): (1) Sham: sham rats, with no use of vibration; (2) VT 5Hz: rats submitted to vibration therapy with 5Hz in frequency and; (3) VT 50Hz: rats submitted to vibration therapy with 50Hz in frequency. Each group was divided into two subgroups (n=12/subgroup), according to the experimental period. In one subgroup (4w) the animals were subjected to vibration (or sham) for 4 weeks, and in another subgroup (16w) the animals were also subjected to vibration (or sham) for the same 4 weeks, but the sham-follow-up persisted for other 12 weeks, totaling 16 weeks. At the end of the experimental period, the animals were euthanized to collect and analyze the bone tissue at the femurs, tibias, vertebras and calvarias and the growth plate at the tibias. Bone and growth plate quality was assessed by macroscopic, densitometric, microtomographic, mechanical, and histomorphometric analysis. Results: Positive effects on bone and growth plate were evidenced in response to 50Hz vibration therapy. With this protocol it was possible to observe an increase in bone mineral density, bone mineral content and in several formation-related microtomographic parameters (TV, BV, BV/TV, Tb.Th, Tb.N, Ct.TV, Ct.BV, Ct.BV/TV and Ct.Th), concomitant to the reduction in resorption-related parameters (Tb.Sp, BS/BV and SMI) in femurs and tibiae. Histological analyzes corroborate the previous findings and also show an important osteogenic and chondrogenic effect due to 50Hz vibration therapy. As of note, we detected an increase in the number of trabeculae with a greater amount of osteocytes, thicker trabeculae, an improvement in the organization of cell columns and increased stimulation of the proliferative zone in the growth cartilage. Positive effects were also detected by our mechanical analysis, in which higher resistance were found in the 50Hz vibrated rats. In addition, the beneficial effects of this vibration protocol persisted at a late stage, even after its interruption. On the other hand, the frequency of 5Hz did not show positive effects on bone and cartilaginous tissue, and in some analyzes it was possible to detect negative effects (macroscopic analysis, bone mass, trabecular and cortical microstructural parameters and mechanical test), which persisted late even after interruption of the treatment. Conclusion: our findings suggest beneficial effects of the 50Hz vibration therapy, both at the bone tissue and at the growth plate in healthy growing rats, independent of the interruption in its use.
 
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Data de Publicação
2021-10-04
 
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