TÍTULO: AS LESÕES CEREBELARES NO AVE: UMA RELAÇÃO ENTRE A CAPACIDADE FUNCIONAL E O DESEMPENHO MOTOR DOS MEMBROS SUPERIORES

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1 TÍTULO: AS LESÕES CEREBELARES NO AVE: UMA RELAÇÃO ENTRE A CAPACIDADE FUNCIONAL E O DESEMPENHO MOTOR DOS MEMBROS SUPERIORES CATEGORIA: CONCLUÍDO ÁREA: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E SAÚDE SUBÁREA: FISIOTERAPIA INSTITUIÇÃO: UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO AUTOR(ES): VIVIAN FARAHTE GIANGIARDI ORIENTADOR(ES): SANDRA REGINA ALOUCHE

2 Resumo Atividades simples como vestuário e alimentação são viabilizadas graças à variabilidade de movimentos desenvolvidos, especialmente pelas mãos. Dentre os mecanismos de controle neural, o cerebelo é descrito como o responsável pelas adaptações durante o movimento. O presente estudo procurou caracterizar o movimento dirigido ao alvo dos membros superiores após uma afecção cerebelar, de origem vascular ou degenerativa. Os resultados demonstraram que o acometimento cerebelar leva a um prejuízo no desempenho do movimento dirigido ao alvo, caracterizado pelo aumento na duração e erro na orientação e suavidade do traçado realizado, compatível com o papel desta estrutura na coordenação do movimento voluntário. 1. Introdução Atividades simples do cotidiano como vestuário e alimentação até tarefas de maior complexidade e exigência de controle como no manejo de ferramentas e instrumentos, são desenvolvidas por diversos tipos de ações dos membros superiores, especialmente pelas mãos, e viabilizadas pelos mecanismos de controle neural 1. As adaptações corporais relacionadas ao ambiente a que estamos submetidos e as constantes mudanças ambientais são de fundamental importância para a realização de movimentos com acurácia, pois permitem alterações e ajustes no controle motor baseadas em movimentos realizados previamente. O cerebelo aparece relacionado com a aprendizagem gerada por estas adaptações 2. É descrito que a aprendizagem cerebelar ocorre através da formulação de um modelo antecipatório que prediz consequências sensoriais. Tais consequências são baseadas no conhecimento prévio da condição corporal a ser atingida após um comando motor 2,3. Estudos são realizados buscando compreender se a função de coordenação dos movimentos desempenhada pelo cerebelo depende dos ajustes motores durante a movimentação, depende da formulação de um modelo antecipatório que prediz as consequências sensoriais, ou então apresenta-se dependente de ambas as condições 2. O estabelecimento de um perfil abrangente do comportamento dos membros superiores após um comprometimento cerebelar pode contribuir para o melhor

3 conhecimento sobre o controle motor dos membros superiores e o papel do cerebelo neste controle. 2. Objetivos O presente estudo tem como objetivo relacionar o quadro clínico, a capacidade funcional e o desempenho motor dos membros superiores em indivíduos que possuem acometimentos cerebelares. 3. Desenvolvimento Trata-se de um estudo transversal observacional. Os dados foram coletados no Laboratório de Análise do Movimento II da Universidade Cidade de São Paulo UNICID. Foram avaliados 12 indivíduos, os quais foram separados em: grupo Controle, cujos participantes não apresentavam nenhum tipo de acometimento neurológico e/ou músculo-esquelético, e grupo Cerebelar; onde foram selecionados individuos com diagnóstico de afecção cerebelar de origem vascular ou degenerativa. Ao aceitar a participação, os participantes foram informados dos objetivos da pesquisa e assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido. Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa Institucional e seguiram os princípios da Declaração de Helsinki. Os participantes foram avaliados quanto aos dados sócio-demográficos e clínicos; e aspectos relativos à função corporal e capacidade funcional. Foi verificada a força de preensão palmar e pinça, onde os participantes foram adequadamente posicionados na posição sentada com o tronco apoiado e estabilizado; a unidade de medida adotada foi kilograma força (Kgf), e os participantes foram instruídos a pressionar a manopla do equipamento com máxima força 4. Em ambos os testes relatados anteriormente foram realizadas três repetições consecutivas e a média dos resultados foi considerada. O mini exame do estado mental (MEEM) foi o recurso adotado para identificação de perda cognitiva dos participantes. A escala de Fugl-Meyer foi utilizada para avaliação da função motora (reflexa, motricidade voluntária e seletividade de movimento), sensorial (somatossensação e dor), mobilidade articular, equilíbrio,

4 coordenação e velocidade. Neste estudo foi aplicada a avaliação exclusiva para a extremidade superior 5. Uma das características dos individuos com acometimentos cerebelares está relacionada com a coordenação dos movimentos, onde o membro superior mais comprometido apresentaria menor coordenação e vice-versa. Para que o grau de comprometimento dos membros superiores (maior comprometimento e menor comprometimento) dos individuos correspondentes ao grupo Cerebelar pudesse ser classificado e melhor avaliado; os escores, encontrados ao ser aplicado os testes de coordenação motora dos membros superiores presentes na escala Fugl Meyer, foram utilizados, sendo assim o menor escore de coordenação representava o maior comprometimento do membro superior. Tal classificação possibilitou a divisão do grupo Cerebelar em grupo Maior Comprometimento, correspondente ao membro superior mais comprometido pela doença cerebelar, e grupo Menor comprometimento, correspondente ao membro superior menos comprometido pela doença cerebelar. Para avaliação da capacidade funcional do membro superior, foi avaliado o desempenho do movimento dirigido a um alvo. A instrução dada ao participante foi para que executasse o movimento o mais rápido possível, a partir de um estímulo imperativo. Os participantes realizaram o teste com o membro superior direito e esquerdo, sendo a ordem aleatorizada entre os participantes do estudo. Os alvos apresentavam-se orientados a 45 a direita ou a esquerda e posicionados a uma distância de 12 cm, sendo que cada distância terá a sua posição no mesmo lado (ipsilateral) ou lado oposto (contralateral) daquele do membro usado pelo participante. Para a destreza manual foi aplicado o Teste Perdue Pegboard. As instruções dadas ao participante foram para que fizesse o encaixe dos pinos o mais rápido possível nos locais indicados, durante um período de 30 segundos. Foram contabilizados 1 ponto para cada acerto, e assim, verificada a capacidade de execução de alcance, preensão e desprendimento dos objetos 6. Os dados demográficos, clínicos e funcionais dos grupos estudados foram analisados por meio de estatísticas descritivas para as variáveis quantitativas e por meio de análise de frequência para as variáveis qualitativas. O desempenho do movimento dirigido ao alvo foi avaliado por meio das variáveis: tempo de reação

5 (definido como o intervalo entre o estimulo imperativo e o ínicio do movimento), tempo de movimento (definido como o intervalo de tempo entre o ínicio e o termino do movimento), suavidade (definida como o número de vezes a qual a curva de aceleração muda de direção), erro de direção relacionado ao pico de aceleração, pico de velocidade (definido pela velocidade máxima tangencial da ponteira) e tempo para o pico de velocidade (definido como intervalo de tempo em que a ponteira atinge a velocidade máxima tangencial). A média de todas as tentativas realizadas por cada participante foi calculada para cada variável e, em seguida, a média obtida por todos os participantes em cada condição. Esses resultados foram submetidos á Analise de Variância para medidas repetidas considerando-se como fator principal o grupo (controle x cerebelar mais comprometido x cerebelar menos comprometido) e como medida repetida a direção do movimento (ipsilateral x contralateral). Valores de probabilidade foram considerados estatisticamente significantes ao apresentarem valores menores do que 0, Resultados Na tabela 1 são encontrados os dados sócio-demográficos relacionados a descrição dos grupos estudados.

6 Tabela 1. Média e frequência dos dados sócio-demográficos referentes caracterização dos grupos Cerebelar (n=6) e Controle (n=6). Grupos Váriaveis Cerebelar Controle (n=6) (n=6) média (DP) Idade (anos) 56 (15,2) 57 (15,0) Peso (kg) 70,5 (13,4) 79,0 (11,1) Altura (m) 1,67 (0,1) 1,71 (0,1) IMC (kg/m2) 25,1 (4,0) 27,0 (5,5) Sexo %(n) Masculino 66,7 (4) 66,7 (4) Feminino 33,3 (2) 33,3 (2) Escolaridade 5º ano incompleto do fundamental 16,7 (1) 6º ao 9º ano incompleto do fundamental 33,3 (2) 16,7 (1) médio incompleto - 16,7 (1) médio completo 16,7 (1) 33,3 (2) superior completo 33,3 (2) 16,7 (1) pós-graduação completo - 16,7 (1) Queixas Apresenta 83,3 (5) 50,0 (3) não apresenta 16,7 (1) 50,0 (3) à Na tabela 2 são encontrados os resultados de função corporal relacionados à força de preensão palmar e pinça; ao teste de destreza manual (Teste Puerdue Pegboard); e a avaliação da função motora e comprometimento dos MMSS através da escala Fugl Meyer, relativos aos membros superiores (direito e esquerdo) dos individuos do grupo Cerebelar. Tabela 2. Análise da função corporal dos participantes do grupo Cerebelar do estudo. Váriaveis Grupo Cerebelar MSDireito MSEsquerdo média (DP) Força Preensão Palmar (kgf) 27,1 (7,5) 29,7 (10,0) Força Preensão Pinça (kgf) 3,6 (2,7) 3,7 (3,8) Perdue Pegboard Test (acertos) 8,2 (4,1) 6,7 (3,3) Fulg Meyer (escore) Total Membro Superior 121,8 (5,0) 121,7 (4,5) Específico Coordenação 4,0 (1,9) 4,0 (1,7)

7 Em relação ao desempenho do movimento dirigido ao alvo, para o tempo de movimento (figura 1A), o grupo Maior Comprometimento foi significativamente mais lento (476 ± 48 ms) do que o grupo Controle (285 ± 48 ms), (F 2,15 = 4,02; p = 0,04). Foram observadas diferenças (F 1,15 = 73,7; p < 0,0001) relacionadas a direção: o movimento contralateral apresentou maior duração (422 ± 32 ms) do que o movimento ipsilateral (319 ± 25 ms) para todos os grupos, porém não ocorreram interações entre as direções e os grupos analisados (F 2,15 = 2,54; p = 0,11 figura 1A). Os resultados relacionados à suavidade (figura 1B) demonstraram diferenças entre os grupos estudados (F 2,15 = 8,5; p = 0,003). O grupo Controle apresentou diferenças significantes (p = 0,004) ao ser comparado com o grupo Maior comprometimento, onde sua suavidade apresentou-se maior (1,2 ± 0,4 um) do que o grupo Maior comprometimento (3,7 ± 0,4 um). O mesmo ocorreu entre os grupos: Menor Comprometimento e Maior Comprometimento (p = 0,02). O grupo Menor comprometimento apresentou maior suavidade (1,7 ± 0,4 um) ao ser comparado ao grupo Maior comprometimento (3,7 ± 0,4 um figura 1B). Para a suavidade ocorreram diferenças (F 1,15 = 23,3; p < 0,0001) relacionadas a direção, onde o movimento contralateral apresentou menor suavidade (2,7 ± 0,3 um) do que o movimento ipsilateral (1,7 ± 0,2). Houve uma interação significativa entre a direção e os grupos (F 2,15 = 6,0; p = 0,012). A análise post-hoc demonstrou que com relação ao movimento ipsilateral, o grupo Controle apresentou maior suavidade (1,12 ± 0,36 um) ao ser comparado ao grupo Maior comprometimento (2,74 ± 0,36 um). Para o movimento contralateral, o grupo Controle apresentou maior suavidade (1,36 ± 0,56 um) ao ser comparado ao grupo Maior comprometimento (4,6 ± 0,56 um); além disso, o grupo Menor Comprometimento apresentou maior suavidade (2,1 ± 0,56 um) ao ser comparado ao grupo Maior Comprometimento (4,6 ± 0,56 um figura 1B). Os resultados correspondentes ao erro de direção no pico de aceleração (figura 1C) mostraram diferenças entre os grupos (F 2,15 = 7,4; p = 0,006), onde o grupo Controle apresentou menor grau de erro (4 ± 0,6º) do que o grupo Maior comprometimento (7 ± 0,6º). Houve diferenças (F 1,15 = 18,5; p = 0,001) entre as direções, sendo que a direção contralateral apresentou valores maiores de erro (7 ±

8 0,6º) em relação à direção ipsilateral (4 ± 0,4º). Não ocorreram interações entre os fatores analisados (F 2,15 = 1,9; p = 0,18 figura 1C). Legenda: Ipsi lado ipsilateral ao membro; Cont lado contralateral ao membro; Comprometido (+) Membro Superior com maior comprometimento; Comprometido (-) Membro Superior com menor comprometimento; MSD Membro Superior Direito grupo Controle. Figura 1 Médias e Erro Padrão do Tempo de Movimento (A), em milissegundos (ms); Suavidade (B), em unidades de movimento (um); e Erro de direção relacionado ao Pico de Aceleração, em graus ( ), do grupo Maior Comprometimento, grupo Menor Comprometimento e grupo Controle durante a realização do movimento dirigido ao alvo. Para o pico de velocidade, não ocorreram diferenças (F 2,15 = 2,2; p = 0,15) entre o grupo Controle (93 ± 10,2 cm/s), o grupo Maior comprometimento (63 ± 10,2 cm/s) e grupo Menor comprometimento (82 ± 10,2 cm/s). Ocorreram diferenças significativas para as direções (F 1,15 = 74,8; p < 0,0001) sendo que para o movimento ipsilateral o pico de velocidade (88 ± 6,2 cm/s) foi maior do que para o movimento contralateral (70 ± 6,0 cm/s). Não ocorreram interações entre os fatores analisados (F 2,15 = 45,8; p = 0,35).

9 Os resultados relacionados ao tempo para o pico de velocidade não mostraram diferenças (F 2,15 = 1,9; p = 0,18) entre o grupo Controle (111 ± 22,8 ms), o grupo Maior comprometimento (174 ± 22,8 ms) e grupo Menor comprometimento (138 ± 28,2 ms). Houve diferenças significativas entre as direções (F 1,15 = 12,1; p = 0,003), sendo que o movimento ipsilateral apresentou menor tempo para o pico de velocidade (129 ± 13,4 ms) do que o movimento contralateral (153 ± 13,8 ms). Não ocorreram interações entre os fatores analisados (F 2,15 = 0,5; p = 0,63). 5. Considerações Finais O presente estudo teve por objetivo relacionar a função corporal e a capacidade funcional relativa aos membros superiores em indivíduos com disfunção cerebelar. Os membros superiores apresentam por função básica a capacidade de promover preensão, alcance funcional e manipulação 7. A comparação dos resultados encontrados dos membros superiores demonstrou que os individuos com acometimentos cerebelares apresentavam simetria relativa às funções corporais. Para ambos os membros superiores os resultados encontrados na capacidade de promover preensão palmar e pinça, em sua destreza digital (manipulação), e na função total e especifica de coordenação do membro superior não foram encontradas diferenças significantes entre os membros, independente do grau de acometimento que o membro superior analisado apresentava. Em relação ao movimento dirigido ao alvo verificou-se que Grupo Maior comprometimento apresentou o tempo para realização dos movimentos mais lento, maiores erros de direção e menor suavidade em ambas as direções exigidas na tarefa (ipsilateral e contralateral) quando comparado ao Grupo Controle. Quando comparado ao Grupo Menor comprometimento ambos apresentaram valores similares com relação ao tempo de movimento e ao erro de direção em ambas as direções exigidas na tarefa, porém o grupo maior comprometimento, quando analisada a suavidade, apresentou menor suavidade do que o Grupo Menor comprometimento no movimento ipsilateral. Esses resultados demonstram que, além de sua participação no controle e coordenação interarticular, o cerebelo exerce importante função nas adaptações realizadas durante a movimentação graças a interpretação do feedback interno, e na

10 formulação de um modelo antecipatório ao qual é conhecido como um mapa que associa o comando motor com as consequências sensoriais presentes durante a execução de uma tarefa 2. A ocorrência de danos e rupturas na comunicação cerebelar causam disfunções na interpretação do feedback interno e na formulação do modelo antecipatório para a movimentação voluntária, assim individuos com acometimentos cerebelares tendem a completar as exigências de uma tarefa através de uma série de correções realizadas em tempos de movimento mais lentos e com menos suavidade 8, tal fato pode explicar os resultados encontrados entre grupos. Os resultados encontrados entre os individuos, com relação ao movimento ipsilateral, demonstraram a realização do movimento de forma mais rápida, com um pico de velocidade maior sendo atingido em um tempo menor, com a presença de um menor número de erros durante o direcionamento ao alvo sendo que o movimento tendeu a ser mais suave; quando comparado ao movimento contralateral, este foi realizado de forma mais lenta, com menor pico de velocidade sendo atingida em um tempo maior, com presença de um maior número de erros de direcionamento ao alvo, além de o movimento tender a ser realizado com menor suavidade. O direcionamento ao um alvo é influenciado pelo conhecimento prévio das consequências motoras e sensoriais advindas da realização dos movimentos associado a fatores como o início do movimento, as mudanças do torque durante a movimentação e principalmente com o efeito atribuído as forças de reação das articulações causada pela movimentação dos membros adjacentes 9. As articulações presentes em um membro realizam diferentes funções relacionadas à produção do movimento de acordo com o seu vinculo mecânico especifico a conjuntura do membro; onde há a presença de uma articulação que lideraria o movimento juntamente com uma articulação subordinada, que acompanharia o movimento devido a força de reação e torque gerado por essa articulação 10. Portanto, o direcionamento a um alvo depende da coordenação e controle interarticular a ser realizado principalmente pelo controle da força, da velocidade interarticular e de outros fatores controlados pelo cerebelo. Os movimentos contralaterais, que cruzam a linha média corporal, exigem maior coordenação interarticular, demandando um maior gasto energético quando comparado aos movimentos ipsilaterais, aos quais se mantém na linha articular 11. O que explica o

11 fato do movimento contralateral, mesmo quando realizado por individuos sadios e sem doenças cerebelares, apresentar resultados maiores de tempo de movimento, de pico de velocidade e erro de direção relacionado ao pico de aceleração ao ser comparado ao movimento ipsilateral; o que tende a aumentar quando o individuo apresenta acometimentos cerebelares. Assim, o acometimento cerebelar leva a um prejuízo no desempenho do movimento dirigido ao alvo, caracterizado pelo aumento na duração e erro na orientação e suavidade do traçado realizado, compatível com o papel desta estrutura na coordenação do movimento voluntário. 6. Fontes Consultadas 1. Shumway-Cook A, Woollacott M. Controle Motor: Teoria e Aplicações Práticas. 3ª ed. São Paulo: Manole; Izawa J; Criscimagna-Hemminger S. E; Shadmehr R; Cerebellar Contributions to Reach Adaptation and Learning Sensory Consequences of Action The Journal of Neuroscience Vol. 32, no. 12, pp Tseng Y; Diedrichsen J; Krakauer J. W; Shadmehr R; Bastian A. J. Sensory Prediction Errors Drive Cerebellum-Dependent Adaptation of Reaching Journal of Neurophysiology - Vol. 98, pp Mathiowetz V; Kashman N; Volland G; Weber K; Dowe M; Rogers S. Grip and Pinch Strength: Normative Data for Adults Archives of Physical Medicine and Rehabilitation Vol. 66, no. 2, pp Fugl-Meyer A. R; Jaasko L; Leyman I; Olsson S; Steglind S. The post-stroke hemiplegic patient. 1. a method for evaluation of physical performance Scand J Rehabil Med - Vol. 7, no. 1, pp Lafayette Instrument Company Perdue Pegboard Test User Instructions Moore K., Anatomia orientada para a clínica. 5ª edição. Guanabara Koogan. Rio de Janeiro. 8. Bastian A. J - Learning to predict the future: the cerebellum adapts feedforward movement control Current Opinion in Neurobiology Vol. 16, pp Goble, J. A., Zhang, Y., Shimansky, Y., Sharma, S., Dounskaia, N. Directional Biases reveal utilization of arm s biomechanical properties for optimization of motor behavior. Journal of Neurophysiology. Vol. 98, nº 3, pp Dounskaia N Control of human limb movements: the leading joint hyphotesis and its pratical applications Exerc. Sport Sci Rev Vol. 38, nº 4, pp Miall R. C; Christensen L. O; Cain O; Stanley J. Disruption of state estimation in the human lateral cerebellum PLoS Biol Vol. 5; e