Postural automatisms and biomechanics of gait initiation and obstacle negotiation in parkinson’s disease : characterization and effects of different interventions

Abstract

A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa relacionada à perda da independência funcional, com fenômenos motores, como rigidez, desequilíbrio e alterações na marcha. Os automatismos posturais, incluindo os ajustes posturais antecipatórios (APA) e compensatórios (CPA) são essenciais para o equilíbrio em resposta a uma perturbação e seu uso eficiente pode reduzir a ocorrência de quedas em tarefas cotidianas, como iniciação da marcha e negociação de obstáculos. Evidências apontam os benefícios de programas de exercícios na melhora da locomoção e controle postural na DP, entretanto, poucos estudos investigaram os efeitos sobre os automatismos posturais. Assim, a presente dissertação tem o objetivo de caracterizar as estratégias de automatismos posturais e comportamento motor relacionados à iniciação da marcha e negociação de obstáculos de pessoas com DP e comparar os efeitos de três programas de treinamento sobre esses parâmetros. No capítulo I é feita a apresentação geral e contextualização do estudo. No capítulo II é apresentada uma revisão de literatura, com informações compiladas sobre a DP, os automatismos posturais, a locomoção e como diferentes intervenções podem auxiliar na melhora dos parâmetros alterados. As lacunas identificadas na literatura motivaram a escrita de dois estudos originais. Os objetivos dos estudos foram: 1) analisar e comparar os ajustes posturais e os parâmetros biomecânicos durante a iniciação da marcha e negociação de obstáculos de pessoas com DP rígido-acinética e hipercinética; e 2) analisar e comparar os efeitos de três programas baseados em exercício físico (dança, exercícios em água funda e caminhada Nórdica) sobre os ajustes posturais e os parâmetros biomecânicos na iniciação da marcha e negociação de obstáculos em pessoas com DP. No estudo 1, foram avaliadas, de forma transversal, pessoas com DP divididas por subtipos clínicos (rígidos-acinéticos e hipercinéticos). Para o estudo 2, um ensaio clínico, estes sujeitos foram randomizados em três grupos de intervenção de 22 sessões, sendo avaliados antes e depois. Em ambos os estudos as avaliações incluíram variáveis eletromiográficas, cinéticas e cinemáticas. No estudo I, observamos que o grupo rígido-acinético apresentou maior comprometimento neuromotor, refletido por menor ação antecipatória e compensatória de músculos estabilizadores, menor deslocamento do centro de pressão, maior tempo de duplo apoio e menores comprimento e altura de passo durante as tarefas. Além disso, no estudo II as três intervenções mostraram melhoras nos parâmetros avaliados, sendo mais evidentes nos parâmetros espaço-temporais e músculos de tronco para exercícios em água funda e caminhada Nórdica, enquanto que a Dança promoveu melhores resultados na ação dos músculos de quadril. Nossos resultados são importantes para entender as diferenças no controle motor de pacientes com diferentes manifestações clínicas da DP e para auxiliar na prescrição de programas terapêuticos. Ainda, sugerimos que as três intervenções propostas possuem potencial para a manutenção e melhora neuromotora de pessoas com DP.

Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disease related to loss of functional independence, with motor phenomena such as rigidity, imbalance and changes in gait. Postural automatisms, including anticipatory (APA) and compensatory (CPA) postural adjustments are essential for balance in response to a disturbance and their effective use can reduce the occurrence of falls in everyday tasks, such as gait initiation and obstacle negotiation. Evidence points to the benefits of exercise programs in improving locomotion and postural control in PD, however, few studies have investigated the effects on postural automatisms. Thus, the present dissertation aims to characterize the strategies of postural automatisms and motor behavior related to the gait initiation and obstacle negotiation in people with PD and to compare the effects of three training programs on these parameters. Chapter I presents the general presentation and context of the study. Chapter II presents a literature review, with information compiled about PD, postural automatisms, locomotion and how different interventions can help to improve altered parameters. The gaps identified in the literature motivated the writing of two original studies. The aims of the studies were: 1) to analyze and compare postural adjustments to biomechanical parameters during gait initiation and obstacle negotiation in people with akinetic-rigid (AK-R) and hyperkinetic (HYP) PD; and 2) to analyze and compare the effects of three programs based on physical exercise (Brazilian dance, deep water exercises and Nordic walking) on postural adjustments and biomechanical parameters in gait initiation and obstacle negotiation in people with PD. In study 1, people with PD divided by clinical subtypes (AK-R and HYP) were evaluated in a cross-sectional research. . For study 2, a clinical trial, these subjects were randomized into three intervention groups of 22 sessions, being assessed pre and post. In both studies, evaluations included electromyographic, kinetic and kinematic variables. In study I, we observed that the AK-R group showed greater neuromotor impairment, reflected by less anticipatory and compensatory action of stabilizing muscles, less displacement of the center of pressure, longer double support time and shorter step length and height during tasks. Furthermore, in study II, the three interventions showed improvements in the parameters evaluated, being more evident in spatiotemporal parameters and trunk muscles for deep water exercises and Nordic walking, while dance promoted better results in the action of the hip muscles. Our results are important to understand the differences in motor control of patients with different clinical manifestations of PD and to assist in the prescription of therapeutic programs. In addition, we suggest that the three proposed interventions have the potential to maintain and improve neuromotor performance in people with PD.