Hyperbaric oxygen therapy in Sports Medicine

Tese de Doutoramento apresentada à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Doutor em Biotecnologia e SaúdeAs lesões desportivas são um grande problema no que diz respeito à sua rápida reabilitação. Inúmeros estudos tentam encontrar a técnica mais rápida capaz de acelerar o processo da recuperação. A oxigenoterapia hiperbárica (OTH) é a aplicação de 100% de oxigénio numa câmara hiperbárica a pressões mais elevadas do que o nível do mar. A inalação de OTH comporta-se como um fármaco multifacetado dotado de efeitos anti-isquémicos, anti-hipóxicos, anti-edematosos, pós-lesão e anti-infecciosos. Portanto, o objetivo desta tese foi analisar a influência da OTH na recuperação de lesões desportivas, como contusão muscular e do ligamento cruzado anterior (LCA) pós ruptura. Em primeiro lugar, verificou-se se a aplicação de OTH melhorou as propriedades biomecânicas, tais como rigidez, alongamento máximo e peso máximo, dos gastrocnémios de ratos após induzir contusão muscular. Em segundo lugar, era de nosso interesse analisar, após de se ter induzido uma contusão muscular nos gastrocnémios dos ratos, a influência da OTH na bioenergética mitocondrial avaliada através do consumo de oxigénio e potencial transmembranar e susceptibilidade à indução do poro de transição de permeabilidade mitocondrial, em mitocôndrias isoladas. Finalmente, no último trabalho experimental, tentou-se verificar se a aplicação de OTH tem a capacidade de melhorar a neovascularização, por meio da análise do factor de crescimento do endotélio vascular (VEGF), bem como analisar a proliferação e a produção de proteína, em coelhos com ruptura do LCA. A OTH parece desempenhar um papel importante na recuperação de lesões musculares, mais especificamente, na contusão muscular em ratos, melhorando as propriedades biomecânicas musculares, tais como a rigidez e peso máximo e na bioenergética mitocondrial, onde o tempo até que o inchaço na mitocôndria iniciasse em grande escala foi menor no grupo submetido a OTH, assim como a amplitude de inchaço foi maior, o que atrasou a apoptose mitocondrial. Contudo, em relação à ruptura do LCA, a OTH promoveu a neovascularização, activando VEGF, mas no entanto, contribuindo para o aumento da espessura da cápsula. VII Palavras-chave: Oxigenoterapia hiperbárica, gastrocnémios, contusão muscular, propriedades biomecânicas, bioenergética mitocondrial, ligamento cruzado anterior, neovascularização, colagénio tipo I. Sports injuries is a major problem what concerns to its rapid rehabilitation. There is innumerous attempting to find the faster technique to apply to the injured ones to accelerate its recovery. Hyperbaric oxygen therapy (HBO) is the application of 100% oxygen in a hyperbaric chamber at pressures higher than sea level. The inhalation of HBO has already shown that behaves like a multifaceted drug endowed with anti-ischemic, anti-hypoxic, anti-edematous, pro-healing and anti-infective effects. Therefore, the objective of this thesis was to analyze the influence of HBO in the recovery from sports injuries such as muscle contusion and anterior cruciate ligament (ACL) rupture. Firstly, it was verified if HBO improved the biomechanical properties, such as hardness, maximum elongation and maximum weight, of rats’ gastrocnemius after inducing muscle contusion. Secondly, it was of our interest to analyze skeletal muscle mitochondrial energetic of rats’ gastrocnemius after induced muscle contusion, by determining end points related to oxygen consumption, transmembrane electric potential and permeability transition pore susceptibility in isolated mitochondria. At last, our last experimental work aimed to verify if HBO has the ability to improve neovascularization, through the analysis of vascular endothelial growth factor (VEGF) as well the proliferation and protein production, of rabbit ruptured ACL. HBO seems to play an important role in the recovery of muscle injuries, more specifically, muscle contusion in rats, by improving muscle biomechanical properties, such as hardness and maximum weight and in mitochondria energetic, where the time until large scale swelling initiates in mitochondria was lower in HBO and the swelling amplitude was higher, which delayed mitochondria apoptosis. However, concerning to ACL rupture, HBO increased neovascularization by activating VEGF, contributing for the increasing of capsule thickness. Les lésions sportives sont un grand problème en ce qui concerne la rapidité de sa réhabilitation. De nombreux études essayent de trouver la plus rapide et moins douloureuse technique capable d’accélérer le processus de récupération. L’oxygénothérapie hyperbare (OHB) consiste à l’inhalation de 100% d’oxygène dans un caisson étanche avec une pression plus élevée que celui de la mer. Il a été démontré que l’inhalation de l’OHB se comporte comme une drogue à multiple facette, qui permet d'agir sur l'ischémie tissulaire qu'elle qu'en soit la cause : vasculaire, traumatique, toxique, ou infectieuse. Pourtant, l’objectif de cette étude a été d’analyser l’influence de l’OHB dans la récupération des lésions sportifs, l’ecchymose du ligament croisé antérieur post rupture. Dans un premier temps, on a vérifié si l’utilisation de l’OHB améliore les propriétés biomécaniques, comme la rigidité, l’étirement maximum et le poids maximum, des Gastrocnémiens chez les rats après induire une ecchymose. Deuxièmement, cela été dans notre intérêts d’analyser, après induire une ecchymose des Gastrocnémiens chez les rats, l’influence du OBH dans la bioénergétique mitochondriale, évalué à travers la consommation d’oxygène, le potentiel transmembranaire et la susceptibilité d’induction du pore de transition de perméabilité mitochondrial, des mitochondries isolés. Pour finir, lors du dernier travail expérimental, nous avons essayé de vérifier si l’application de l’OHB a la capacité d’amélioré la néo vascularisation, en analysant le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (en anglais Vascular endothelial growth factor, VEGF), en analysant aussi la prolifération et la production de protéine, sur des lapins avec rupture du LCA. L’OHB semble avoir un rôle important dans la récupération des lésions musculaires, plus précisément sur l’ecchymose chez les rats, améliorant ainsi les propriétés biomécaniques musculaires, comme la rigidité, le poids maximum et la bioénergétique mitochondriale. Le temps pour que l’oedème dans la mitochondrie arrive à grande échelle a été plus faible dans le groupe soumis à l’OHB, comme l’amplitude de l’oedème fut plus grand, ce qui a retardé XI l’apoptose mitochondrial. Toutefois, en ce qui concerne la rupture du LCA, l’OHB a promu la néo vascularisation, activant le VEGF, contribuant à une capsule épaisse

Effect of manual lymphatic drainage and neuromuscular bandages in the rehabilitation of post-liposuction for breast reconstruction: a case report

Introdução – A reconstrução mamária, no processo pós-cancro da mama, poderá ser levada a cabo através da lipoaspiração cujas consequências poderão ser ultrapassadas através da fisioterapia. Objetivo – Verificar, num estudo de caso, os resultados da drenagem linfática manual (DLM) e das bandas neuromusculares (BNM) na dor, edema, hematoma e pigmentação do abdómen e mamas após lipoaspiração para reconstrução mamária. Metodologia – Uma paciente foi sujeita a 10 sessões de fisioterapia com aplicação de DLM e BNM. Em cada sessão foram avaliados, nas mamas e no abdómen, a dor, o edema, o hematoma e a pigmentação. Resultados – Eliminação da dor, desaparecimento do hematoma abdominal, normalização da pigmentação mamária e diminuição do edema. Conclusão – Neste estudo de caso, a DLM e as BNM melhoram as consequências no pós-cirúrgico de lipoaspiração para reconstrução mamária. ABSTRACT - Introduction – Breast reconstruction, post breast cancer, can be carried out through liposuction which consequences may be overcomed through physiotherapy. Objective – Check, in a study case, the results of manual lymphatic drainage (MLD) and neuromuscular bandages (NMB) in pain, edema, bruising and pigmentation on abdomen and breasts, after liposuction for breast reconstruction. Methodology – A patient underwent 10 sessions of physiotherapy with application of MLD and NMB. In each session were evaluated breast and abdomen pain, edema, bruising and pigmentation. Results – Elimination of pain, disappearance of abdominal hematoma, normalization of breast pigmentation and reduction of edema. Conclusion – In this study case, MLD and NMB improve the consequences of post-surgical liposuction for breast reconstruction

Hyperbaric oxygen therapy in sports medicine

Doutoramento em Biotecnologia e Saúde, especialidade em Epidemiologia e Saúde PúblicaAs lesões desportivas são um grande problema no que diz respeito à sua rápida reabilitação. Inúmeros estudos tentam encontrar a técnica mais rápida capaz de acelerar o processo da recuperação. A oxigenoterapia hiperbárica (OTH) é a aplicação de 100% de oxigénio numa câmara hiperbárica a pressões mais elevadas do que o nível do mar. A inalação de OTH comporta-se como um fármaco multifacetado dotado de efeitos anti-isquémicos, anti-hipóxicos, anti-edematosos, pós-lesão e anti-infecciosos. Portanto, o objetivo desta tese foi analisar a influência da OTH na recuperação de lesões desportivas, como contusão muscular e do ligamento cruzado anterior (LCA) pós ruptura. Em primeiro lugar, verificou-se se a aplicação de OTH melhorou as propriedades biomecânicas, tais como rigidez, alongamento máximo e peso máximo, dos gastrocnémios de ratos após induzir contusão muscular. Em segundo lugar, era de nosso interesse analisar, após de se ter induzido uma contusão muscular nos gastrocnémios dos ratos, a influência da OTH na bioenergética mitocondrial avaliada através do consumo de oxigénio e potencial transmembranar e susceptibilidade à indução do poro de transição de permeabilidade mitocondrial, em mitocôndrias isoladas. Finalmente, no último trabalho experimental, tentou-se verificar se a aplicação de OTH tem a capacidade de melhorar a neovascularização, por meio da análise do factor de crescimento do endotélio vascular (VEGF), bem como analisar a proliferação e a produção de proteína, em coelhos com ruptura do LCA. A OTH parece desempenhar um papel importante na recuperação de lesões musculares, mais especificamente, na contusão muscular em ratos, melhorando as propriedades biomecânicas musculares, tais como a rigidez e peso máximo e na bioenergética mitocondrial, onde o tempo até que o inchaço na mitocôndria iniciasse em grande escala foi menor no grupo submetido a OTH, assim como a amplitude de inchaço foi maior, o que atrasou a apoptose mitocondrial. Contudo, em relação à ruptura do LCA, a OTH promoveu a neovascularização, activando VEGF, mas no entanto, contribuindo para o aumento da espessura da cápsula. VII Palavras-chave: Oxigenoterapia hiperbárica, gastrocnémios, contusão muscular, propriedades biomecânicas, bioenergética mitocondrial, ligamento cruzado anterior, neovascularização, colagénio tipo I. Sports injuries is a major problem what concerns to its rapid rehabilitation. There is innumerous attempting to find the faster technique to apply to the injured ones to accelerate its recovery. Hyperbaric oxygen therapy (HBO) is the application of 100% oxygen in a hyperbaric chamber at pressures higher than sea level. The inhalation of HBO has already shown that behaves like a multifaceted drug endowed with anti-ischemic, anti-hypoxic, anti-edematous, pro-healing and anti-infective effects. Therefore, the objective of this thesis was to analyze the influence of HBO in the recovery from sports injuries such as muscle contusion and anterior cruciate ligament (ACL) rupture. Firstly, it was verified if HBO improved the biomechanical properties, such as hardness, maximum elongation and maximum weight, of rats’ gastrocnemius after inducing muscle contusion. Secondly, it was of our interest to analyze skeletal muscle mitochondrial energetic of rats’ gastrocnemius after induced muscle contusion, by determining end points related to oxygen consumption, transmembrane electric potential and permeability transition pore susceptibility in isolated mitochondria. At last, our last experimental work aimed to verify if HBO has the ability to improve neovascularization, through the analysis of vascular endothelial growth factor (VEGF) as well the proliferation and protein production, of rabbit ruptured ACL. HBO seems to play an important role in the recovery of muscle injuries, more specifically, muscle contusion in rats, by improving muscle biomechanical properties, such as hardness and maximum weight and in mitochondria energetic, where the time until large scale swelling initiates in mitochondria was lower in HBO and the swelling amplitude was higher, which delayed mitochondria apoptosis. However, concerning to ACL rupture, HBO increased neovascularization by activating VEGF, contributing for the increasing of capsule thickness. Les lésions sportives sont un grand problème en ce qui concerne la rapidité de sa réhabilitation. De nombreux études essayent de trouver la plus rapide et moins douloureuse technique capable d’accélérer le processus de récupération. L’oxygénothérapie hyperbare (OHB) consiste à l’inhalation de 100% d’oxygène dans un caisson étanche avec une pression plus élevée que celui de la mer. Il a été démontré que l’inhalation de l’OHB se comporte comme une drogue à multiple facette, qui permet d'agir sur l'ischémie tissulaire qu'elle qu'en soit la cause : vasculaire, traumatique, toxique, ou infectieuse. Pourtant, l’objectif de cette étude a été d’analyser l’influence de l’OHB dans la récupération des lésions sportifs, l’ecchymose du ligament croisé antérieur post rupture. Dans un premier temps, on a vérifié si l’utilisation de l’OHB améliore les propriétés biomécaniques, comme la rigidité, l’étirement maximum et le poids maximum, des Gastrocnémiens chez les rats après induire une ecchymose. Deuxièmement, cela été dans notre intérêts d’analyser, après induire une ecchymose des Gastrocnémiens chez les rats, l’influence du OBH dans la bioénergétique mitochondriale, évalué à travers la consommation d’oxygène, le potentiel transmembranaire et la susceptibilité d’induction du pore de transition de perméabilité mitochondrial, des mitochondries isolés. Pour finir, lors du dernier travail expérimental, nous avons essayé de vérifier si l’application de l’OHB a la capacité d’amélioré la néo vascularisation, en analysant le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (en anglais Vascular endothelial growth factor, VEGF), en analysant aussi la prolifération et la production de protéine, sur des lapins avec rupture du LCA. L’OHB semble avoir un rôle important dans la récupération des lésions musculaires, plus précisément sur l’ecchymose chez les rats, améliorant ainsi les propriétés biomécaniques musculaires, comme la rigidité, le poids maximum et la bioénergétique mitochondriale. Le temps pour que l’oedème dans la mitochondrie arrive à grande échelle a été plus faible dans le groupe soumis à l’OHB, comme l’amplitude de l’oedème fut plus grand, ce qui a retardé XI l’apoptose mitochondrial. Toutefois, en ce qui concerne la rupture du LCA, l’OHB a promu la néo vascularisation, activant le VEGF, contribuant à une capsule épaisse

Effect of manual lymphatic drainage and neuromuscular bandages in the rehabilitation of post-liposuction for breast reconstruction: a case report

Introduction – Breast reconstruction, post breast cancer, can be carried out through liposuction which consequences may be overcomed through physiotherapy. Objective – Check, in a study case, the results of manual lymphatic drainage (MLD) and neuromuscular bandages (NMB) in pain, edema, bruising and pigmentation on abdomen and breasts, after liposuction for breast reconstruction. Methodology – A patient underwent 10 sessions of physiotherapy with application of MLD and NMB. In each session were evaluated breast and abdomen pain, edema, bruising and pigmentation. Results – Elimination of pain, disappearance of abdominal hematoma, normalization of breast pigmentation and reduction of edema. Conclusion – In this study case, MLD and NMB improve the consequences of post-surgical liposuction for breast reconstruction

Sensação retardada de dor muscular

Sempre que é efectuado um exercício ou uma actividade intensiva inabitual, de forma excêntrica, o organismo reage nas seguintes 24 horas com sintomas desde aumento da sensibilidade até a uma dor severa e limitativa e, conforme a sua severidade, desaparece por completo após 10 dias. Esta sintomatologia caracteriza-se como Sensação Retardada de Dor Muscular (SRDM). Embora o seu mecanismo não seja conhecido, existem várias hipóteses, sendo o objectivo deste estudo rever os factores envolvidos neste processo de lesão, abordando, também, brevemente as alterações na função muscular e o seu tratamento. Whenever an eccentric exercise or an unusual physical activity is performed, the body reacts on the following 24 hours with symptoms that vary from an increase of sensibility to severe pain that usually disappears after a maximum period of 10 days. This is called Delayed Onset Muscle Soreness (DOMS). Although its mechanism is not yet fully known, several hypotheses are considered. The purpose of this paper is to review the factors involved in the injury process together with the changes in the muscular system and its treatment

Sensação retardada de dor muscular

Sempre que é efectuado um exercício ou uma actividade intensiva inabitual, de forma excêntrica, o organismo reage nas seguintes 24 horas com sintomas desde aumento da sensibilidade até a uma dor severa e limitativa e, conforme a sua severidade, desaparece por completo após 10 dias. Esta sintomatologia caracteriza-se como Sensação Retardada de Dor Muscular (SRDM). Embora o seu mecanismo não seja conhecido, existem várias hipóteses, sendo o objectivo deste estudo rever os factores envolvidos neste processo de lesão, abordando, também, brevemente as alterações na função muscular e o seu tratamento. Whenever an eccentric exercise or an unusual physical activity is performed, the body reacts on the following 24 hours with symptoms that vary from an increase of sensibility to severe pain that usually disappears after a maximum period of 10 days. This is called Delayed Onset Muscle Soreness (DOMS). Although its mechanism is not yet fully known, several hypotheses are considered. The purpose of this paper is to review the factors involved in the injury process together with the changes in the muscular system and its treatment

Hyperbaric oxygen therapy in muscle injuries

Oxygen is a drug with several therapeutic applications. Hyperbaric Oxygen Therapy (HBO) consists in the administration of oxygen, at pressures superior than 1 atmosphere inside a sealed chamber. The growing interest on HBO generated many studies that demonstrated its clinical interest in several pathologies and its safety. In the field of muscle injuries treatment, HBO is promising but more studies are necessary. O oxigénio é um fármaco com inúmeras aplicações terapêuticas. A Oxigenoterapia Hiperbárica consiste na administração de oxigénio, a pressões superiores a 1 atmosfera dentro de uma câmara hermética. O crescente interesse pela Oxigenoterapia Hiperbárica tem levado a diversos estudos que demonstram o seu interesse terapêutico em diversas patologias e a sua segurança. No campo do tratamento de lesões musculares a OTH parece ser promissora mas são necessários mais estudos nesta área

Hyperbaric oxygen therapy in muscle injuries

Oxygen is a drug with several therapeutic applications. Hyperbaric Oxygen Therapy (HBO) consists in the administration of oxygen, at pressures superior than 1 atmosphere inside a sealed chamber. The growing interest on HBO generated many studies that demonstrated its clinical interest in several pathologies and its safety. In the field of muscle injuries treatment, HBO is promising but more studies are necessary. O oxigénio é um fármaco com inúmeras aplicações terapêuticas. A Oxigenoterapia Hiperbárica consiste na administração de oxigénio, a pressões superiores a 1 atmosfera dentro de uma câmara hermética. O crescente interesse pela Oxigenoterapia Hiperbárica tem levado a diversos estudos que demonstram o seu interesse terapêutico em diversas patologias e a sua segurança. No campo do tratamento de lesões musculares a OTH parece ser promissora mas são necessários mais estudos nesta área