Alterações neuromusculares de membro inferior e suas relações com a cinemática durante tarefas unipodais de decarga de peso na síndrome da dor patelofemoral

Abstract

A síndrome da dor patelofemoral (SDPF) é o diagnóstico mais comum em populações fisicamente ativas. A SDPF está relacionada com o mau alinhamento dos membros inferiores durante tarefas de descarga de peso, causando maior estresse e dor na articulação patelofemoral. Esse mau alinhamento está relacionado com um aumento da inclinação ipsilateral do tronco, adução do quadril, abdução do joelho e maior grau de rotação interna da tíbia durante atividades dinâmicas, como agachamento unipodal, corrida, salto e subir e descer escadas. Fatores anatômicos e biomecânicos estão relacionados a alterações ao redor da articulação femoropatelar, como menor força de extensão do joelho, atraso na ativação do vasto medial em relação ao vasto lateral e atrofia do músculo quadríceps. Recentemente, alterações do quadril (fatores proximais), tornozelo e pé (fatores distais) têm sido propostas como fatores contribuintes da SDPF. No entanto, as evidências sobre ativação e alteração da morfologia muscular dos membros inferiores, principalmente nos fatores proximais e distais, são escassas. Esta tese teve como objetivo verificar as alterações neuromusculares dos membros inferiores e determinar se algum parâmetro neuromuscular explicava a cinemática durante tarefas unipodais. Após a apresentação dos motivos para realização deste estudo (Capítulo I), no Capítulo II objetivamos verificar as alterações neuromusculares (ativação muscular e morfologia muscular) relacionadas aos fatores proximais e distais na SDPF por meio de uma revisão sistemática. As buscas foram realizadas nas bases de dados Medline (via PubMed), Scielo, Scopus, PEDro, Cochrane Central, Embase e ScienceDirect databases até abril de 2018 para estudos avaliando ativação muscular ou parâmetros de morfologia muscular das articulações do tronco, quadril e tornozelo/pé. Dois revisores independentes avaliaram cada trabalho para inclusão e qualidade. Dezenove estudos foram identificados (SDPF, n = 319; GC, n = 329). Três estudos investigaram os músculos ao redor das articulações do tronco e tornozelo/pé. Quinze estudos investigaram os músculos ao redor da articulação do quadril. As evidências foram inconclusivas sobre a ativação do transverso do abdome/oblíquo interno (TrA/OI) na SDPF durante atividades de alta velocidade. Os níveis de ativação, duração e atraso na ativação de Glúteo Médio (GMed), glúteo máximo (GMax), biceps femoral (BF) and semitendinoso (ST) foram inconclusivos nos estudos incluídos. Não foram observadas diferenças na ativação de gastrocnêmio lateral (GL), gastrocnêmio medial (GM), sóleo (SOL), tibial anterior (TA) e fibular longo (FIB). Apenas um estudo incluído avaliou parâmetros da morfologia muscular, sem alterações na espessura muscular e na intensidade do eco GMed e GMax. Com base na falta de evidências sobre alterações na ativação muscular em torno das articulações do quadril, tornozelo e pé durante tarefas dinâmicas, e no fato de que um único estudo avaliou os resultados da morfologia muscular (GMed e GMax) na SDPF, propusemos um artigo original (Capítulo III) que teve como objetivo comparar os parâmetros neuromusculares dos membros inferiores e a cinemática no plano frontal durante tarefas unipodais de descarga de peso em mulheres com SDPF e determinar se algum resultado neuromuscular explicava o índice dinâmico de valgo (IVD) durante as tarefas. As buscas foram realizadas nas bases de dados Medline (via PubMed), Scielo, Scopus, PEDro, Cochrane Central, Embase e ScienceDirect databases até abril de 2018 para estudos avaliando ativação muscular ou parâmetros de morfologia muscular das articulações do tronco, quadril e tornozelo/pé. Dois revisores independentes avaliaram cada trabalho para inclusão e qualidade. Dezenove estudos foram identificados (SDPF, n = 319; GC, n = 329). Três estudos investigaram os músculos ao redor das articulações do tronco e tornozelo/pé. Quinze estudos investigaram os músculos ao redor da articulação do quadril. As evidências foram inconclusivas sobre a ativação do transverso do abdome/oblíquo interno (TrA/OI) na SDPF durante atividades de alta velocidade. Os níveis de ativação, duração e atraso na ativação de Glúteo Médio (GMed), glúteo máximo (GMax), biceps femoral (BF) and semitendinoso (ST) foram inconclusivos nos estudos incluídos. Não foram observadas diferenças na ativação de gastrocnêmio lateral (GL), gastrocnêmio medial (GM), sóleo (SOL), tibial anterior (TA) e fibular longo (FIB). Apenas um estudo incluído avaliou parâmetros da morfologia muscular, sem alterações na espessura muscular e na intensidade do eco GMed e GMax. Com base na falta de evidências sobre alterações na ativação muscular em torno das articulações do quadril, tornozelo e pé durante tarefas dinâmicas, e no fato de que um único estudo avaliou os resultados da morfologia muscular (GMed e GMax) na SDPF, propusemos um artigo original (Capítulo III) que teve como objetivo comparar os parâmetros neuromusculares dos membros inferiores e a cinemática no plano frontal durante tarefas unipodais de descarga de peso em mulheres com SDPF e determinar se algum resultado neuromuscular explicava o índice dinâmico de valgo (IVD) durante as tarefas. Quinze mulheres com SDPF e quinze mulheres saudáveis pareadas por 5 idade (grupo controle - GC) foram comparadas com os seguintes testes: (1) questionário funcional; (2) espessura muscular ao redor do quadril (GMed e tensor da fáscia lata - TFL), joelho (VL e VM) e tornozelo/pé (TA e FIB); (3) IVD e ativação muscular durante agachamento e salto vertical unipodais; (4) torque isométrico máximo para abdução do quadril, extensão do joelho e eversão/ inversão do pé; e (5) ativação muscular durante testes isométricos e funcionais. Uma regressão linear múltipla (modelo Stepwise) foi usada para verificar se alguma variável neuromuscular explicava o IVD durante as tarefas unipodais. O tamanho de efeito (ES) foi usado para determiner a magnitude da diferença entre os grupos. Comparado ao GC, o grupo SDPF apresentou: (1) menor espessura do GMed (-10.02%; ES = -0.82) e maior espessura do TFL (+18.44%; ES = +0.92) e do FIB (+14.23%; ES = +0.87); (2) menor ativação do TA durante o agachamento unipodal (-59,38%; ES = -1.29); (3) menor ativação do GMed durante o salto vertical unipodal (-28.70%; ES = -1.35) e (4) maior ativação do GMed durante o teste isométrico de abdução de quadril (+34.40%; ES = +0.77). IVD durante o agachamento unipodal foi explicado pela ativação do VL durante a tarefa somente no GC, enquanto a espessura do TA no GC e o torque de eversores do pé no SDPF explicou o IVD durante o salto vertical unipodal. Com base em nossos resultados, as mulheres com SDPF apresentaram alterações neuromusculares significativas nas articulações do quadril e tornozelo/pé. No entanto, apenas fatores distais explicaram o IVD no grupo SDPF.

Patellofemoral pain syndrome (PFPS) is the most common diagnoses in physically active populations. PFPS is related with lower limbs poor alignment during weight-bearing tasks, causing higher patellofemoral joint stress and pain. This poor alignment is related with an increase of ipsilateral trunk lean, hip adduction, knee abduction and greater tibial internal rotation during dynamic activities such as single-leg squat, running, jumping, and stepping tasks. Anatomical and biomechanical factors are related with unwanted changes around the patellofemoral joint, such as lower knee extension strength, delayed onset of vastus medialis activation relative to vastus lateralis and quadriceps muscle atrophy (knee joint muscles intrinsic changes). Recently, hip (proximal), ankle and foot (distal) changes have been proposed as PFPS contributing factors. However, the evidences about lower limb muscle activation and morphology changes, mainly in proximal and distal factors, are scarce. This thesis aimed to create clinical subgroups based in lower limb neuromuscular changes and determine if some neuromuscular outcome explained kinematics during single-leg tasks. After displaying the reasons to perform this study (Chapter I), in Chapter II we aimed to verify neuromuscular changes (muscle activation and muscle morphology) related to proximal and distal factors in PFPS through a systematic review. Medline (via PubMed), Scielo, Scopus, PEDro, Cochrane Central, Embase and ScienceDirect databases were searched until April 2018 only for retrospective studies evaluating muscle activation or muscle morphology parameters of trunk, hip and ankle/foot joints. Two independent reviewers assessed each paper for inclusion and quality. Twenty retrospective studies were identified (PFPS, n=319; CG, n=329). Three studies investigated muscles around trunk and ankle/foot joints. Fifteen studies investigated muscles around the hip joint. Evidences were inconclusive about transversus abdominis/internal oblique (TrA/IO) activation in PFPS during high-speed activities. Gluteus medius (GMed), gluteus maximus (GMax), bíceps femoris (BF) and semitendinous (ST) activation level, activation duration and activation onset were inconclusive in the included studies. No differences were observed in gastrocnemius lateralis (GL), gastrocnemius medialis (GM), soleus (SOL), tibialis anterior (TA) and fibularis (FIB) muscle activation. Only one included study evaluated muscle morphology parameters, without changes in the GMed and GMax muscle thickness and echo intensity. Based in the lack of evidences about muscle activation changes in PFPS patients’ muscles around hip, ankle and foot joints during dynamic tasks, and in the fact that a single study evaluated muscle morphology outcomes (GMed), we proposed an original article (Chapter III) that aimed to compare lower limb neuromuscular parameters and frontal plane kinematics during single-leg tasks in women with PFPS, and determine if some neuromuscular outcome explained dynamic valgus index (DVI) during tasks. Fifteen PFPS women and fifteen healthy age-matched women (control group - CG) were compared with the following tests: (1) functional questionnaire; (2) hip (GMed and tensor fasciae latae - TFL), knee (VL and VM) and ankle/foot (TA and FIB) muscle thickness; (3) DVI and muscle activation during single-leg squat and vertical jump; (4) maximal isometric torque for hip abduction, knee extension and foot eversion/inversion; and (5) muscle activation during isometric and functional tests. A multiple- 7 stepwise regression analysis was used to test if neuromuscular outcomes explained DVI during single-leg tasks. Effect sizes (ES) were used to determine the magnitude of between-groups differences. Compared to the CG, PFPS showed: (1) smaller GMed (-10.02%; ES = -0.82) and greater TFL (+18.44%; ES = +0.92) and FIB muscle thickness (+14.23%; ES = +0.87); (2) lower TA muscle activation during single-leg squat (-59,38%; ES = -1.29); (3) lower GMed muscle activation during single-leg jump (-28.70%; ES = -1.35) and (4) greater GMed muscle activation during hip abduction isometric test (+34.40%; ES = +0.77). DVI during single-leg squat was explained by VL activation during this task only in CG, whereas lower TA muscle thickness in the CG and higher foot eversion torque in PFPS explained DVI during single-leg vertical jump. Based in our results, females with PFPS showed significant neuromuscular changes at the hip and ankle/foot joints. However, only distal factors explained DVI in the PFPS group.