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. 2021 Oct 22;34(2):e20200363. doi: 10.1590/2317-1782/20212020363
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Immediate effects of red (660 nm) and infrared (808 nm) photobiomodulation therapy on fatigue of the orbicularis oris muscle: a randomized clinical study

Mariana Rodrigues Batista 1, Ludmila Andrade Estrela 2, Vanessa Mouffron Novaes Alves 1, Andréa Rodrigues Motta 3, Renata Maria Moreira Moraes Furlan 3,
PMCID: PMC9851187  PMID: 34705999

ABSTRACT

Purpose

To compare the immediate effects of laser photobiomodulation at wavelengths of 660 nm and 808 nm on fatigue of the orbicularis oris.

Methods

This is a randomized study with 60 women aged between 19 and 43 years. The participants were divided into four groups. Group RG received photobiomodulation with a laser wavelength of 660 nm at four points of the orbicularis oris; group IRG received photobiomodulation with a laser wavelength of 808 nm at the same points; the control group did not receive light treatment; and the placebo group underwent the same procedures as RG and IRG but with the equipment switched off. The irradiation was performed with a laser of 100 mW of power, 4 J of energy per point and 133.3 J/cm2 of fluency. An electromyography evaluation was performed before and after the irradiation, concomitantly with the exercise of lip protrusion maintained until the sensation of fatigue. Fatigue was evaluated by a median frequency using the electromyographic fatigue index. The amplitude of the signal was evaluated, examining the root mean square, and the values were normalized by the peak. The difference in amplitude between the upper and lower lips was also analyzed. All variables were compared before and after irradiation.

Results

No significant difference was found between the measures taken before and after irradiation.

Conclusion

Photobiomodulation with the parameters investigated in this study had no immediate effect on orbicular oris fatigue.

Keywords: Low-Level Light Therapy, Muscle Strength, Lip, Stomatognathic System, Muscle Fatigue

INTRODUCTION

The orbicularis oris muscle is actively involved in important functions such as speech, breathing, chewing, swallowing, and facial mimic(1). Some clinical conditions such as mouth breathing, facial palsy, and deleterious oral habits can impair the orbicularis oris muscle, altering the usual position of the lips(2-4) and damaging orofacial functions. In some individuals, lip incompetence influences the position of the incisor teeth, causing tooth movement(4). Therefore, upon detecting lip weakness, it is important to engage in myofunctional therapy with strengthening exercises for the orbicularis oris muscle(2).

Myofunctional therapy helps patients to achieve muscle and functional changes through exercises aimed at correcting muscle condition (myotherapy) and some functions(2). The success of the therapy depends on the therapist’s knowledge of the patient’s individual capacities and on the treatment limitations(5).

Muscle fatigue is among these limitations and refers to the inability of the muscle to maintain an expected level of strength over a period of time(6,7). This is due to a high concentration of some substrates, such as lactic acid, inside muscle cells, which interferes with intracellular pH and hinders conduction of action potentials essential for muscle activation. It is considered a natural defense mechanism of the muscle and is triggered before damage occurs at the cellular and organ levels. Sustaining muscular exercises can lead to pain, discomfort, and interference with motor performance, causing a decrease in therapy functional time(7).

Surface electromyography (EMG) is an objective approach that allows to examine muscle fatigue by assessing the number of activated motor units through signal amplitude, in addition to firing frequency of motor neurons through average frequency (AF) analysis. The process of muscle fatigue involves an increase in the number of activated motor units and a decrease in the firing frequency of motor neurons, resulting in a larger amplitude and lower AF, respectively(8).

The literature indicates that photobiomodulation therapy (PBMT) can delay muscle fatigue during maximum and submaximal contractions(9-11). The benefits of photobiomodulation therapy for muscle tissue also include better muscle performance, greater strength gain, and muscle relaxation(12-14). During the exercise, cells synthetize a great quantity of adenosine triphosphate (ATP) at high speed to supply the energy requirements and prevent fatigue(15). As it increases ATP input, laser is able to increase muscular exercise functional time, thus delaying fatigue.

Some studies assessed the effects of photobiomodulation therapy using infrared wavelength laser on muscle performance and found delay/reduction of muscle fatigue(13). One of these studies(10) observed greater resistance to muscle fatigue in the femoral quadriceps of healthy men irradiated with 808-nm-wavelength laser applied during intervals between series of exercises, as well as after the last series.

Another study(9) found a lower fatigue index in the femoral quadriceps of healthy women who trained for nine consecutive weeks. In this case, a laser with wavelength of 808 nm was applied immediately after each training session(9). Photobiomodulation therapy with a 808-nm-wavelength laser, before exercise, led to a significantly lower dynamometric fatigue index of the plantar flexor muscles in healthy adults compared to both the control and the placebo group(16). When applied immediately before the exercise, the same laser decreased muscle fatigue in the rectus femoris muscle of elderly women(11). However, we found no studies demonstrating the influence of photobiomodulation therapy on lip performance. If the beneficial effect of photobiomodulation on the performance of the orbicularis oris muscle is proven, this therapeutic technique can be used in orofacial myofunctional therapy to optimize the process.

In this context, our objective was to compare the effects of photobiomodulation using laser at the wavelengths of 660 nm (red) and 808 nm (infrared) on the performance of the orbicularis oris muscle in a sustained contraction task. Our hypothesis is that 808-nm-wavelength laser irradiation is more effective for presenting greater depth of penetration into the tissue(17).

METHODS

This is an experimental, randomized, triple-blind study carried out after approval by the Research Ethics Committee (CAAE 03142818,9,0000,5096) of Centro Universitário Metodista Izabela Hendrix. All procedures performed in this study are in accordance with the ethical standards of the Research Ethics Committee of the institution, as well as the Helsinki Declaration of 1964 and its amendments. All participating individuals signed an Informed Consent Form. This study is registered on ensaiosclinicos.gov.br (RBR-32RP22).

Sample

The sample was composed of 60 healthy women with an average age of 25 years – minimum age of 19 years, maximum of 43 years, and standard deviation of 5.9. The participants were randomly distributed into four groups of 15 participants each, as follows:

  • Group 1 (RG): subjected to low-level laser irradiation at a wavelength of 660-nm (red);

  • Group 2 (IRG): subjected to low-level laser irradiation at a wavelength of 808-nm (infrared);

  • Control group (CG): not subjected to low-level laser irradiation.

  • Placebo group (PG): subjected to the same procedure as the RG and IRG without activating the equipment.

The sample included women aged between 18 and 60 years. The following exclusion criteria were considered: presence of craniofacial anomaly, disease with neuromuscular involvement, regular use of myorelaxant and/or anti-inflammatory drugs, and contraindications for phototherapy — namely, photosensitivity, pregnancy, glaucoma, undiagnosed lesion on or near the area to be irradiated, infection at the application site, cancer history, use of a pacemaker or another electronic implant(18).

Electromyographic evaluation

Guided by the Frankfurt Plane, each participant was instructed to remain seated on a chair with a 90° angle between the hips, knees and ankles, and with erect posture. The participant’s skin was cleaned using gauze soaked in 70% alcohol at the sites where the electrodes would be placed for the electromyographic evaluation: on the skin above the orbicularis oris muscle, one pair in the upper portion and another in the lower portion. The reference electrode (ground) was positioned on the wrist bone. The electromyographic evaluation was performed concomitantly to the isometric exercise of sustained lip protrusion until the participant felt fatigue, commonly characterized as slight burning, tingling, pain and/or inability to maintain contraction, which the participant was instructed to immediately signal to the researcher.

We recorded the muscle electrical signal using a Miotec® equipment, New Miotool Face model, with two input channels, 16-bit resolution, 3000 V safety isolation, maximum acquisition capacity of 3,000 samples per second, 20 Hz high-pass, and 500 Hz low-pass filters. The Miotec Suite software was used to collect and analyze the data on a laptop computer that was not connected to the mains. For data collection, we used circular, double-sided surface sensors made of Ag/AgCl material with Miotec® fixed conductive gel. The electrodes had a diameter of 10 mm and the distance between each other was fixed at 20 mm. Equipment gain was automatic. Input impedance was 10 GΩ and the common mode rejection ratio was >100 dB.

To analyze the signal, we discarded the first seconds before the beginning of muscle activity, considered as the moment when the electric signal amplitude exceeded the average increased by two standard deviations of the signal obtained at rest(8). From the beginning of the activity, we disregarded the 0.5 initial seconds to homogenize the analyzed sections. The signal was divided into sections of 5 s, which were analyzed in the AF domain (through fast Fourier transform): first 5 seconds (F5), last 5 seconds (L5), and last section of 5 seconds with duration common to both signals (C5). As the electric signal of the lips was obtained before and after the PBMT, with different durations, this last parameter was required to ensure that the comparison of signals before and after the laser application was performed after the same muscle contraction time, as illustrated in Figure 1.

Figure 1. Schematic drawing of the electromyographic signal and sections analyzed. F5 = first section of 5 s; L5 = last section of 5 s; C5 = last section of 5 s shared by both signals.

Figure 1

We also analyzed the values of electric signal amplitude in RMS and normalized by the signal peak by comparing with the pre- and post-laser stages. The difference in signal amplitude between the upper and lower lips was obtained to examine a possible alteration in muscle balance. Finally, we calculated the electromyographic fatigue index (EFI) by dividing the values of final FM by initial FM.

We compared the following variables regarding the moments before and after PBMT: (a) EFI calculated using the formula EFI=L5/F5(11,16); (b) EFI calculated using the formula EFI=C5/F5; (c) values of RMS amplitude in the signal, in µV; (d) amplitude normalized by the peak, and (e) difference in electric signal amplitude between the upper and lower lips.

Application of low-level laser

After the initial electromyographic evaluation, we performed a low-level laser irradiation using a MMOptics® equipment (São Carlos – SP, Brazil). Chart 1 lists the irradiation parameters applied. Before starting the experiments, the laser equipment was calibrated by the manufacturer.

Chart 1. Laser parameters.

Irradiation parameters Values
Wavelength 660 nm (red) or 808 nm (infrared)
Operation mode continuous
Optical output 100 mW
Exit spot diameter 1.95 mm
Exit spot area 0.03 cm2
Power density 3.3 W/cm2
Energy per point 4 J
Energy density (fluence) per point 133.3 J/cm2
Application time per point 40 s
Number of points 4
Total energy 16 J
Application mode Stationary mode of contact

We applied the laser on four points of the orbicularis oris muscle: two points on the upper lip and two points on the lower lip (Figure 2) at a dose of 4 J per point, resulting in a total dose of 8 J for the upper and 8 J for the lower lip. For the PG, the equipment was positioned at the same points as for the experimental groups, turned on to emit sound, but not activated. Although the CG did not receive PBMT, we respected the same time interval between irradiation and electromyographic evaluation used for the other groups.

Figure 2. Laser application points.

Figure 2

In all groups, irradiation was performed by placing the tip of the equipment against the skin of the participant. The device was sanitized with 70% alcohol before each application and the tip was covered with a transparent plastic film, which was changed with each new participant. During the irradiation procedure, both researchers and participants used goggles supplied by the equipment manufacturer.

The researcher who applied the laser was not the same who carried out the electromyographic evaluation; the latter was blind to the group to which the individual belonged. The participants were also not aware of which group they were part of. The electric signals were analyzed by a third researcher, who was also blind to the group each participant belonged to and was not informed if the signal analyzed referred to a collection before or after irradiation.

Following irradiation, the participants were given a five-minute rest period, after which the electromyographic evaluation procedures were repeated.

Data analysis

We used the Kolmogorov-Smirnov statistical test to assess the distribution of the variables in the study. Since the variables did not present normal distribution, the analyses were performed through non-parametric tests. The Kruskal-Wallis test was applied to compare the dosages among the groups, while the Wilcoxon test compared the variables before and after the laser intervention. All tests were performed at a significance level of 5%.

RESULTS

The results indicated no statistically relevant difference by comparing the groups regarding age (Table 1).

Table 1. Comparison of the participants’ age among the groups.

Group Age Value of p*
CG (n=15) Average 25.4 0.254
SD 7.1
Median 22.0
Minimum 19.0
Maximum 42.0
RG (n=15) Average 23.4
SD 4.4
Median 22.0
Minimum 19.0
Maximum 35.0
IRG (n=15) Average 26.8
SD 7.3
Median 25.0
Minimum 19.0
Maximum 43.0
PG (n=15) Average 24.5
SD 3.9
Median 23.0
Minimum 20.0
Maximum 34.0
*

Kruskal-Wallis Test

Caption: CG = control group; RG = group irradiated with red laser; IRG = group irradiated with infrared laser; PG = placebo group; SD = standard deviation; n = number of subjects.

Comparative analysis of the electromyographic fatigue indices before and after PBMT indicated no statistically significant difference for the upper and lower lips in any of the groups (Table 2).

Table 2. Comparison of electromyographic fatigue index before and after photobiomodulation.

Electrode site EFI (C5/F5) Before x After Value of p* EFI (L5/F5) Before x After Value of p*
Before PBMT After PBMT Before PBMT After PBMT
Upper lip CG (n=15) Average 0.88 0.89 1.000 0.88 0.87 0.865
SD 0.10 0.04 0.09 0.05
Median 0.87 0.91 0.86 0.87
Minimum 0.69 0.82 0.75 0.77
Maximum 1.08 0.95 1.08 0.98
RG (n=15) Average 0.87 0.83 0.363 0.85 0.82 0.532
SD 0.17 0.09 0.16 0.10
Median 0.89 0.83 0.86 0.85
Minimum 0.35 0.66 0.35 0.66
Maximum 1.14 0.98 1.05 0.99
IRG (n=15) Average 0.88 0.86 0.140 0.87 0.87 0.609
SD 0.05 0.05 0.06 0.06
Median 0.89 0.85 0.86 0.85
Minimum 0.75 0.78 0.75 0.78
Maximum 0.95 0.99 0.98 0.97
PG (n=15) Average 0.89 0.90 0.460 0.90 0.87 0.334
SD 0.08 0.09 0.08 0.08
Median 0.87 0.88 0.91 0.88
Minimum 0.79 0.79 0.79 0.75
Maximum 1.10 1.07 1.10 1.07
Lower lip CG (n=15) Average 0.91 0.98 0.363 0.90 0.90 0.609
SD 0.16 0.31 0.16 0.18
Median 0.89 0.88 0.88 0.86
Minimum 0.63 0.72 0.62 0.72
Maximum 1.28 1.88 1.28 1.52
RG (n=15) Average 0.85 0.93 0.691 0.85 0.92 0.955
SD 0.13 0.25 0.12 0.26
Median 0.86 0.88 0.84 0.88
Minimum 0.64 0.73 0.65 0.71
Maximum 1.09 1.80 1.09 1.80
IRG (n=15) Average 0.94 0.84 0.053 0.94 0.84 0.064
SD 0.25 0.06 0.26 0.07
Median 0.91 0.83 0.90 0.82
Minimum 0.53 0.76 0.71 0.76
Maximum 1.74 1.03 1.82 1.02
PG (n=15) Average 0.92 0.86 0.570 0.92 0.83 0.281
SD 0.21 0.09 0.21 0.10
Median 0.88 0.86 0.87 0.86
Minimum 0.74 0.74 0.74 0.63
Maximum 1.59 1.03 1.59 0.99
*

Wilcoxon Test

Caption: CG = control group; RD = group irradiated with red laser; IRF = group irradiated with infrared laser; PG = placebo group; EFI = electromyographic fatigue index; PBMT = photobiomodulation therapy; SD = standard deviation; n = number of subjects.

The average values of RMS and normalized by the peak amplitudes did not indicate any statistically significant difference compared before and after the PBMT (Table 3).

Table 3. Comparison of the average values of RMS and amplitude normalized by the peak before and after photobiomodulation.

Site of electrode Average (RMS) Values normalized by the peak (%)
Before PBMT After PBMT Before x After p value* Before PBMT After PBMT Before x After p value*
Upper lip CG (n=15) Average 110.10 107.64 0.532 68.94 68.14 0.910
DP 36.57 52.69 9.53 10.19
Median 101.94 109.84 69.71 70.64
Minimum 53.92 27.93 51.01 47.96
Maximum 176.21 199.43 82.74 84.24
RG (n=15) Average 145.61 138.21 0.733 67.94 65.25 0.470
DP 87.17 67.60 6.56 7.90
Median 134.85 116.60 67.25 66.20
Minimum 25.46 37.67 55.44 44.74
Maximum 309.66 263.43 77.02 75.54
IRG (n=15) Average 119.80 120.23 0.955 66.05 66.63 0.865
DP 49.98 47.55 10.11 5.25
Median 111.86 133.43 67.90 64.96
Minimum 43.21 41.59 45.23 60.07
Maximum 195.68 209.90 82.26 75.40
PG (n=15) Average 117.93 115.53 0.496 67.12 64.97 0.394
DP 79.11 67.10 7.38 9.32
Median 118.17 122.36 68.19 67.08
Minimum 26.62 21.78 53.07 42.12
Maximum 308.36 221.91 77.55 75.51
Lower lip CG (n=15) Average 212.51 229.46 0.281 66.58 68.11 0.865
DP 76.01 66.10 12.02 8.38
Median 205.19 235.74 70.32 68.42
Minimum 105.24 111.49 31.16 51.11
Maximum 364.98 329.42 76.09 80.26
RG (n=15) Average 279.60 269.90 0.701 67.51 66.65 0.638
DP 131.33 109.33 12.57 8.46
Median 309.45 238.77 70.98 66.46
Minimum 93.43 117.86 32.64 44.65
Maximum 466.10 463.74 78.30 81.33
IRG (n=15) Average 196.12 226.80 0.233 71.40 63.30 0.820
DP 79.87 91.51 39.17 17.01
Median 213.34 214.28 64.18 66.97
Minimum 56.58 99.28 18.24 13.30
Maximum 321.14 473.99 202.54 79.78
PG (n=15) Average 217.92 212.57 0.650 63.96 65.94 0.865
DP 132.07 105.65 14.00 7.52
Median 158.68 218.37 69.50 66.79
Minimum 35.74 64.26 25.26 53.64
Maximum 452.33 386.26 78.98 81.62
*

Wilcoxon Test

Caption: RMS = Root Mean Square; CG = control group; RG = group irradiated with red laser; IRG = group irradiated with infrared laser; PG = placebo group; PBMT = photobiomodulation therapy; SD = standard deviation, n = number of subjects

Additionally, no statistically relevant differences were found in the comparison analysis between the upper and lower lips before and after the PBMT (Table 4).

Table 4. Difference between the amplitude of lower and upper lips before and after photobiomodulation.

Site of electrode Difference between upper and lower lips (RMS) p value*
Before PBMT After PBMT
CG (n=15) Average 113.71 124.45 0.394
DP 69.56 70.33
Median 99.58 123.57
Minimum 3.91 3.92
Maximum 227.76 210.03
RG (n=15) Average 148.39 131.68 0.173
DP 81.71 70.81
Median 156.60 121.37
Minimum 10.86 16.70
Maximum 313.73 254.37
IRG (n=15) Average 82.00 111.68 0.307
DP 56.00 97.40
Median 94.19 88.46
Minimum 0.45 17.88
Maximum 174.05 399.86
PG (n=15) Average 127.05 114.93 0.532
DP 85.15 61.43
Median 114.49 92.06
Minimum 5.56 24.49
Maximum 302.20 202.00
*

Wilcoxon Test

Caption: RMS = Root Mean Square; CG = control group; RG = group irradiated with red laser; IRG = group irradiated with infrared laser; PG = placebo group; PBMT = photobiomodulation therapy; SD = standard deviation; n = number of subjects.

DISCUSSION

Our study did not find any immediate effects of PBMT on electromyographic fatigue of the orbicularis oris muscle. So far, studies assessing the effects of photobiomodulation on this musculature were not found.

The variable gender of the participants could have influenced the remaining variables, as men usually have greater lip strength than women(19,20). Therefore, we decided to include only female participants in the sample. The statistical analysis demonstrated that the tested groups were homogeneous regarding age, which is relevant since lip strength is also influenced by age(21). Our choice for the dose of 4 J was based on previous studies addressing the effects of PBMT on the performance of different muscles(10,22).

de Almeida et al.(23) studied the effects of red (660 nm) and infrared (830 nm) lasers on the performance of the biceps brachii muscle and found that both lengths had positive effects. However, only infrared laser influenced fatigue. According to the authors, such difference results from an increased penetration range of the infrared laser, which is able to reach deeper fibers, while red wavelength laser acts more superficially(23). Since light penetration increases as the wavelength laser increases(17), infrared laser is more widely used in studies addressing muscle performance analysis(13). However, as the orbicularis oris is a superficially located fine(24) muscle(1), we considered important to observe not only the effects of the infrared but also of the red laser on this muscle.

PBMT at both wavelengths was not able to influence the parameters related to electromyographic signal amplitude (RMS and normalized amplitudes), thus corroborating some previous studies(25,26). da Silva Alves et al.(25) did not observe any effect of infrared laser (850 nm) on the electromyographic signal amplitude of the quadriceps and gastrocnemius muscles in young men, while dos Santos Maciel et al.(26) found no influence of 780-nm laser irradiation before strength and resistance exercises on the RMS of anterior tibial muscles, measured during the exercises. However, Muñoz et al.(27) observed an increase in electromyographic signal amplitude after infrared laser (780 nm) irradiation on the masseter muscle of healthy men(27) at a dose of 0.8 J per point at 8 irradiated points. The differences in the dosimetry parameters and muscles assessed did not enable comparison of these studies’ results.

PBMT has demonstrated positive results when interacting with biological tissues, promoting an increase in the production of cellular energy, especially due to the absorption of light energy by mitochondria, thus stimulating the respiratory chain(11). Such interaction alters the redox potential of the cytoplasm and accelerates the flow in the mitochondrial electron transport chain, increasing ATP synthesis(11), which explains the improved muscle performance after PBMT found in some studies(23,28,29). A possible explanation for our results concerns the short time period between laser application and data collection, which is insufficient for the light to interact with the tissue. The existence of a dose-response curve reported in the irradiation parameters could be another explanation. The laser energy applied to the mouth orbicular may have been insufficient to improve muscle performance.

In this study, regardless of the wavelength, PBMT did not have any effect on electromyographic fatigue, corroborating some studies(29,30) and contradicting others(9,11,16). After subjecting the biceps brachii muscle of young women to a 808-nm- wavelength laser irradiation before the fatigue protocol, Higashi et al.(30) did not observe any effect of the laser on electromyographic fatigue. Similarly, Toma et al.(29) demonstrated that applying PBMT using 808-nm laser after strengthening exercises for the quadriceps of elderly individuals did not alter the electromyographic fatigue index. However, another study(11) found that PBMT (808 nm) carried out immediately before exercises for the rectus femoris muscle significantly reduced the electromyographic fatigue index. After subjecting the femoral quadriceps muscle to a 808-nm laser irradiation between and after exercises for two days, de Brito Vieira et al.(9) verified a decrease in electromyographic fatigue for the vastus medialis and rectus femoris in relation to the placebo group, suggesting an influence of post-irradiation time on reduced muscle fatigue.

de Souza et al.(16) applied an isokinetic dynamometry and found that the PBMT (808 nm) before the exercise reduced fatigue in the ankle plantar flexors of healthy individuals, but did not alter the average frequency of the surface electromyography. The authors suggest that the energy source of the primary action can be related to energy production inside the muscle fibers rather than to the influence of neuromuscular recruitment. The evolution of fatigue encompasses several factors, such as alteration in motor unit recruitment, decrease in electric potential of the membrane, and increase in levels of reactive oxygen species and reactive nitrogen species. Although average frequency is regarded as a satisfactory parameter for the electromyographic analysis of neuromuscular fatigue(16), it reflects the firing rate of neuromuscular action potential. The lack of difference in the average frequency found in this study can be related to the absence of PBMT influence on the neuromuscular recruitment pattern.

Our study also assessed the difference in signal amplitude between the lower and upper lips for considering that it influences the balance between the muscles after PBMT; however, such effect could not be proven. No studies were found to address this variable for comparison.

The limitations of this study include short rest time between exercises, as well as between irradiation and exercise, and lack of control of anatomical characteristics, such as lip thickness, which is likely to influence the results. For this reason, our comparisons were exclusively intragroup. We suggest that further studies use different doses and include individuals with orofacial myofunctional alterations, such as mouth breathers.

CONCLUSION

We found no differences in the surface electromyography between the measures of average frequency and signal amplitude performed before and after mouth orbicular irradiation with low-level laser using the wavelengths of 660 nm and 830 nm. Therefore, photobiomodulation based on the parameters assessed in this study did not result in immediate effects on the fatigue of mouth orbicular.

Footnotes

Study conducted at Centro Universitário Metodista Izabela Hendrix - Belo Horizonte (MG), Brasil.

Financial support: nothing to declare.

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Efeitos imediatos da fotobiomodulação com laser de baixa intensidade e comprimentos de onda vermelho (660 nm) e infravermelho (808 nm) na fadiga eletromiográfica do músculo orbicular da boca: estudo clínico randomizado

Mariana Rodrigues Batista 1, Ludmila Andrade Estrela 2, Vanessa Mouffron Novaes Alves 1, Andréa Rodrigues Motta 3, Renata Maria Moreira Moraes Furlan 3,

RESUMO

Objetivo

comparar os efeitos imediatos da fotobiomodulação com laser nos comprimentos de onda 660 nm e 808 nm na fadiga do músculo orbicular da boca.

Métodos

trata-se de um estudo experimental randomizado, com 60 mulheres, com idade entre 19 e 43 anos. As participantes foram divididas em quatro grupos. O grupo GV recebeu irradiação com laser de comprimento de onda de 660 nm em quatro pontos do orbicular da boca; o grupo GIV recebeu irradiação com laser de comprimento de onda de 808 nm nos mesmos pontos; o grupo controle não recebeu irradiação e o grupo placebo passou pelos mesmos procedimentos dos grupos GV e GIV, porém o equipamento não foi acionado. A irradiação foi realizada com laser de 100 mW de potência, 4 J de energia por ponto e 133,3 J/cm2 de fluência. Avaliação eletromiográfica foi realizada antes e após a irradiação, concomitantemente ao exercício de protrusão labial sustentada até a sensação de fadiga. O índice de fadiga eletromiográfica foi calculado a partir da frequência mediana. A amplitude do sinal foi avaliada, examinando o RMS, e os valores normalizados pelo pico. A diferença na amplitude entre lábios superiores e inferiores também foi analisada. Todas as variáveis foram comparadas antes e após a irradiação.

Resultados

não foram encontradas diferenças significativas nas medidas antes e após a irradiação.

Conclusão

a fotobiomodulação, com os parâmetros investigados neste estudo, não resultou em efeitos imediatos sobre a fadiga do músculo orbicular da boca.

Descritores: Terapia com Luz e Baixa Intensidade, Força Muscular, Lábio, Sistema Estomatognático, Fadiga Muscular

INTRODUÇÃO

O músculo orbicular da boca está envolvido ativamente em importantes funções como fala, respiração, mastigação, deglutição e mímica facial(1). Algumas condições clínicas, tais como respiração oral, paralisia facial e hábitos orais deletérios, podem enfraquecer o músculo orbicular da boca, causando alteração na postura habitual dos lábios(2-4) e prejuízo para as funções orofaciais. Em alguns indivíduos, a incompetência labial influencia a posição dos dentes incisivos, gerando movimentação dentária(4). Sendo assim, quando a fraqueza labial é detectada, exercícios para fortalecimento do músculo orbicular da boca por meio da terapia miofuncional fazem-se necessários(2).

A terapia miofuncional auxilia o paciente a alcançar mudanças musculares e funcionais, por meio de exercícios para modificação da condição muscular (mioterapia) e do trabalho direcionado para as funções que precisam ser corrigidas(2). O sucesso da terapia depende do conhecimento do terapeuta em relação às capacidades individuais e limitações do tratamento(5).

Uma dessas limitações, a fadiga muscular, refere-se à inabilidade do músculo para manter um nível de força esperado durante um determinado período de tempo(6,7). Isso ocorre devido à alta concentração de alguns substratos no interior das células musculares, tais como ácido lático, que interfere no pH intracelular, dificultando a condução dos potenciais de ação essenciais para a ativação muscular. É considerada um mecanismo de defesa natural do músculo, acionado antes que ocorram danos a níveis celulares e orgânicos. A sustentação de exercícios musculares pode acarretar dores, desconforto e interferência no desempenho motor, causando uma diminuição no tempo funcional da terapia(7).

Um método objetivo que possibilita a investigação da fadiga muscular é a eletromiografia de superfície (EMG). A EMG permite avaliar o número de unidades motoras ativadas, por meio da amplitude do sinal, e a frequência de disparo dos neurônios motores, pela análise da frequência mediana (FM). No processo de fadiga muscular, ocorre o aumento do número de unidades motoras ativadas e diminuição da frequência de disparo dos neurônios motores, resultando em uma maior amplitude e menor FM, respectivamente(8).

A literatura indica que a terapia por fotobiomodulação (TFBM) pode retardar a fadiga muscular durante contração máxima e submáxima(9-11). Os benefícios da terapia por fotobiomodulação para o tecido muscular incluem, ainda, melhor desempenho muscular, maior ganho de força e relaxamento da musculatura(12-14). Durante o exercício, as células sintetizam grande quantidade de adenosina trifosfato (ATP), em velocidade acelerada, para suprir as necessidades energéticas e evitar a fadiga(15). O laser aumenta o aporte de ATP, por isso é capaz de aumentar o tempo funcional do exercício muscular, retardando assim a fadiga.

Alguns estudos avaliaram os efeitos da terapia por fotobiomodulação, usando laser com comprimento de onda infravermelho, no desempenho muscular e verificaram retardo/diminuição da fadiga muscular(13). Um estudo(10) encontrou aumento da resistência à fadiga muscular do quadríceps femoral de homens saudáveis quando irradiados com laser com comprimento de onda de 808 nm, aplicado durante intervalos entre séries de exercícios e após a última série. Outro estudo(9) verificou diminuição no índice de fadiga do quadríceps femoral de mulheres saudáveis que treinaram por nove semanas consecutivas. Nesse caso, um laser de comprimento de onda de 808 nm foi aplicado imediatamente após cada sessão de treinamento(9). A terapia por fotobiomodulação, com laser com comprimento de onda de 808 nm, antes do exercício, provocou diminuição significativa do índice de fadiga dinamométrica dos músculos flexores plantares em adultos saudáveis quando comparados aos grupos controle e placebo(16). O mesmo laser, aplicado imediatamente antes do exercício, reduziu a fadiga muscular do músculo reto femoral em mulheres idosas(11). No entanto, não foram encontrados estudos que comprovassem a influência da terapia por fotobiomodulação no desempenho dos lábios. Se comprovado o efeito benéfico da fotobiomodulação no desempenho do músculo orbicular da boca, esta modalidade terapêutica poderá ser utilizada na terapia miofuncional orofacial, para otimizar o processo terapêutico.

Diante disso, o objetivo do presente estudo foi comparar os efeitos da fotobiomodulação com laser nos comprimentos de onda de 660 nm (vermelho) e 808 nm (infravermelho) no desempenho do músculo orbicular da boca em tarefa de contração sustentada. A hipótese levantada foi que a irradiação com laser com comprimento de onda de 808 nm seria mais efetiva, visto que apresenta maior profundidade de penetração no tecido(17).

MÉTODO

Trata-se de um estudo experimental, randomizado, triplo-cego, realizado após a aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa (sob o número CAAE 03142818.9.0000.5096) do Centro Universitário Metodista Izabela Hendrix. Todos os procedimentos realizados nesta pesquisa estão de acordo com padrões éticos do Comitê de Ética em Pesquisa da instituição e com a Declaração de Helsinki de 1964 e suas emendas. Todos os indivíduos envolvidos assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. O estudo foi registrado em ensaiosclinicos.gov.br (RBR-32RP22).

Amostra

A amostra foi composta por 60 mulheres saudáveis, com média de idade de 25 anos, idade mínima de 19 anos, máxima de 43 anos e desvio-padrão de 5,9. As participantes foram alocadas de forma randomizada em quatro grupos, com 15 participantes cada, da seguinte forma:

  • Grupo 1 (GV): foi submetido à irradiação com laser de baixa intensidade e comprimento de onda de 660 nm (vermelho);

  • Grupo 2 (GIV): foi submetido à irradiação com laser de baixa intensidade e comprimento de onda de 808 nm; (infravermelho);

  • Grupo Controle (GC): não foi submetido à irradiação com laser de baixa intensidade;

  • Grupo Placebo (GP): foi submetido ao mesmo procedimento do GV e GIV, porém, o equipamento não foi acionado.

Foram incluídas na amostra, mulheres com idade entre 18 e 60 anos. Constituíram os critérios de exclusão: possuir anomalia craniofacial, doença com comprometimento neuromuscular, uso regular de medicamentos miorrelaxantes e/ou anti-inflamatórios, apresentar contraindicações para a fototerapia, sendo elas fotossensibilidade, gravidez, glaucoma, lesão sem diagnóstico sobre a área a ser irradiada ou próxima a ela, infecção no local da aplicação, histórico de câncer, uso de marcapasso ou outro implante eletrônico(18).

Avaliação eletromiográfica

Cada participante foi instruída a permanecer sentada em uma cadeira, com ângulo de 90° entre quadril, joelhos e tornozelos, postura ereta, guiada pelo Plano de Frankfurt. Foi realizada a limpeza da pele da participante, utilizando gaze embebida em álcool 70% nos locais em que seriam colocados os eletrodos para a avaliação eletromiográfica: sobre a pele acima do músculo orbicular da boca, sendo um par na porção superior e outro par na porção inferior. O eletrodo referência (terra) foi posicionado no osso do punho. A avaliação eletromiográfica foi realizada concomitantemente ao exercício isométrico de protrusão labial sustentada até a participante ter a sensação de fadiga, comumente caracterizada como ligeiro ardor, formigamento, dor e/ou incapacidade de manter a contração, sendo que a participante foi orientada a sinalizar imediatamente este momento ao pesquisador.

O registro do sinal elétrico muscular foi realizado utilizando o equipamento da marca Miotec®, modelo New Miotool Face, com dois canais de entrada, resolução de 16 bits, isolamento de segurança de 3000 V, capacidade de aquisição máxima de 3000 amostras por segundo, filtros passa alta de 20 Hz e passa baixa de 500 Hz. O software Miotec Suite foi utilizado para coleta e análise dos dados em um notebook que não estava conectado à rede elétrica. Para captação dos dados foram utilizados sensores superficiais circulares, do tipo double, de material Ag/AgCl, com gel condutor fixo, sendo a marca Miotec®. Os eletrodos apresentavam diâmetro de 10 mm e a distância entre os eletrodos era fixa de 20 mm. O ganho do equipamento era automático. A impedância de entrada era de 10 GΩ e a taxa de rejeição de modo comum >100 dB.

Para análise do sinal, os primeiros segundos anteriores ao início da atividade muscular foram excluídos, considerando-se como início da atividade muscular o momento em que a amplitude do sinal elétrico ultrapassou a média acrescida de dois desvios padrão do sinal obtido em repouso(8). A partir do início da atividade, foram desconsiderados os 0,5 s iniciais a fim de homogeneizar os trechos analisados. O sinal foi dividido em trechos de 5 s, sendo analisados, no domínio da FM (por transformada rápida de Fourier): os primeiros 5 segundos (F5), os últimos 5 segundos (L5) e o último trecho de 5 segundos com duração comum aos dois sinais (C5). Uma vez que, o sinal elétrico dos lábios foi obtido antes e após a TFBM, tendo diferentes durações, este último parâmetro foi necessário para garantir que a comparação de sinais antes e após a aplicação do laser fosse realizada após o mesmo tempo de contração muscular, como ilustrado na Figura 1.

Figura 1. Desenho esquemático do sinal eletromiográfico e dos trechos analisados. F5 = primeiro trecho de 5 s; L5 = último trecho de 5 s; C5 = último trecho de 5 s comum aos dois sinais.

Figura 1

Também foram analisados os valores de amplitude do sinal elétrico em RMS e normalizados pelo pico do sinal, comparando-se os momentos pré e pós laser. A diferença de amplitude do sinal entre os lábios superior e inferior foi obtida para a investigação de uma possível mudança no equilíbrio muscular. Por fim, calculou-se o índice de fadiga eletromiográfica (IFE), por meio da divisão entre os valores da FM final pela inicial.

As seguintes variáveis foram comparadas entre os momentos anterior e posterior à TFBM: (a) o IFE calculado usando a fórmula IFE=L5/F5(11,16); (b) o IFE calculado usando a fórmula IFE=C5/F5; (c) os valores de amplitude RMS do sinal, em µV; (d) a amplitude normalizada pelo pico; e (e) a diferença da amplitude do sinal elétrico entre lábios superior e inferior.

Aplicação do laser de baixa intensidade

Após a avaliação eletromiográfica inicial, foi realizada a irradiação com laser de baixa intensidade, utilizando equipamento da marca MMOptics® (São Carlos – SP, Brasil). Os parâmetros de irradiação utilizados estão descritos no Quadro 1. Antes de iniciar os experimentos, o equipamento de laser foi calibrado pelo fabricante.

Quadro 1. Parâmetros do laser.

Parâmetros de irradiação Valores
Comprimento de onda 660 nm (vermelho) ou 808 nm (infravermelho)
Modo de operação contínuo
Potência 100 mW
Diâmetro do spot de saída 1,95 mm
Área do spot de saída 0,03 cm2
Densidade de potência 3,3 W/cm2
Energia por ponto 4 J
Densidade de energia (fluência) por ponto 133,3 J/cm2
Tempo de aplicação por ponto 40 s
Número de pontos 4
Energia total 16 J
Modo de aplicação Modo estacionário com contato

O laser foi aplicado em quatro pontos no músculo orbicular da boca: dois pontos no lábio superior e dois pontos no lábio inferior (Figura 2). A dose foi de 4 J por ponto, resultando em dose total de 8 J no lábio superior e 8 J no inferior. No GP, o equipamento foi posicionado nos mesmos pontos que os grupos experimentais, sendo ligado para emitir som, mas não foi acionado. O GC não recebeu TFBM, porém foi respeitado o mesmo intervalo de tempo entre a irradiação e a avaliação eletromiográfica despendido nos demais grupos.

Figura 2. Pontos de aplicação do laser.

Figura 2

Em todos os grupos, a irradiação foi feita encostando a ponteira do equipamento sobre a pele do participante. O aparelho foi higienizado com álcool 70%, antes de cada aplicação e a ponta encapada com um filme plástico transparente, sendo este trocado a cada participante. Durante o procedimento de irradiação, tanto os pesquisadores quanto as participantes utilizaram óculos de proteção fornecidos pelo fabricante do equipamento.

O pesquisador que aplicou o laser não foi o mesmo que realizou a avaliação eletromiográfica. Este último não soube de qual grupo o indivíduo participava. O participante não sabia de qual grupo ele fazia parte e a análise dos sinais elétricos foi realizada por um terceiro pesquisador, que também não sabia a qual grupo cada participante pertencia e nem se o sinal analisado referia-se à coleta anterior ou posterior à irradiação.

Após a irradiação, aos participantes foi concedido um período de descanso de cinco minutos, após o qual, os procedimentos de avaliação eletromiográfica foram repetidos.

Análise dos dados

Aplicou-se o teste estatístico Kolmogorov-Smirnov com a finalidade de avaliar a distribuição das variáveis do estudo. As variáveis não apresentaram distribuição normal e por isso as análises foram feitas por meio de testes não paramétricos. Para comparação das idades entre os grupos utilizou-se o teste Kruskal-Wallis. Para comparação das variáveis antes e após a intervenção do laser utilizou-se o teste Wilcoxon. Todos os testes foram realizados com nível de significância de 5%.

RESULTADOS

Os resultados indicaram ausência de diferença com relevância estatística ao comparar os grupos quanto à idade (Tabela 1).

Tabela 1. Comparação da idade dos participantes entre os grupos.

Grupo Idade Valor de p*
GC (n=15) Média 25,4 0,254
DP 7,1
Mediana 22,0
Mínimo 19,0
Máximo 42,0
GV (n=15) Média 23,4
DP 4,4
Mediana 22,0
Mínimo 19,0
Máximo 35,0
GIV (n=15) Média 26,8
DP 7,3
Mediana 25,0
Mínimo 19,0
Máximo 43,0
GP (n=15) Média 24,5
DP 3,9
Mediana 23,0
Mínimo 20,0
Máximo 34,0
*

Teste Kruskal-Wallis

Legenda: GC = grupo controle; GV = grupo irradiado com laser vermelho; GIV = grupo irradiado com laser infravermelho; GP = grupo placebo; DP = desvio padrão; n = número de indivíduos.

A análise comparativa dos índices de fadiga eletromiográfica antes e depois da TFBM não indicou diferença estatisticamente significativa nos lábios superior e inferior em nenhum dos grupos (Tabela 2).

Tabela 2. Comparação do índice de fadiga eletromiográfica antes e após a fotobiomodulação.

Local do eletrodo IFE (C5/F5) Antes x Após Valor de p* IFE (L5/F5) Antes x Após Valor de p*
Antes da TFBM Após a TFBM Antes da TFBM Após a TFBM
Lábio superior GC (n=15) Média 0,88 0,89 1,000 0,88 0,87 0,865
DP 0,10 0,04 0,09 0,05
Mediana 0,87 0,91 0,86 0,87
Mínimo 0,69 0,82 0,75 0,77
Máximo 1,08 0,95 1,08 0,98
GV (n=15) Média 0,87 0,83 0,363 0,85 0,82 0,532
DP 0,17 0,09 0,16 0,10
Mediana 0,89 0,83 0,86 0,85
Mínimo 0,35 0,66 0,35 0,66
Máximo 1,14 0,98 1,05 0,99
GIV (n=15) Média 0,88 0,86 0,140 0,87 0,87 0,609
DP 0,05 0,05 0,06 0,06
Mediana 0,89 0,85 0,86 0,85
Mínimo 0,75 0,78 0,75 0,78
Máximo 0,95 0,99 0,98 0,97
GP (n=15) Média 0,89 0,90 0,460 0,90 0,87 0,334
DP 0,08 0,09 0,08 0,08
Mediana 0,87 0,88 0,91 0,88
Mínimo 0,79 0,79 0,79 0,75
Máximo 1,10 1,07 1,10 1,07
Lábio inferior GC (n=15) Média 0,91 0,98 0,363 0,90 0,90 0,609
DP 0,16 0,31 0,16 0,18
Mediana 0,89 0,88 0,88 0,86
Mínimo 0,63 0,72 0,62 0,72
Máximo 1,28 1,88 1,28 1,52
GV (n=15) Média 0,85 0,93 0,691 0,85 0,92 0,955
DP 0,13 0,25 0,12 0,26
Mediana 0,86 0,88 0,84 0,88
Mínimo 0,64 0,73 0,65 0,71
Máximo 1,09 1,80 1,09 1,80
GIV (n=15) Média 0,94 0,84 0,053 0,94 0,84 0,064
DP 0,25 0,06 0,26 0,07
Mediana 0,91 0,83 0,90 0,82
Mínimo 0,53 0,76 0,71 0,76
Máximo 1,74 1,03 1,82 1,02
GP (n=15) Média 0,92 0,86 0,570 0,92 0,83 0,281
DP 0,21 0,09 0,21 0,10
Mediana 0,88 0,86 0,87 0,86
Mínimo 0,74 0,74 0,74 0,63
Máximo 1,59 1,03 1,59 0,99
*

Teste Wilcoxon

Legenda: GC = grupo controle; GV = grupo irradiado com laser vermelho; GIV = grupo irradiado com laser infravermelho; GP = grupo placebo; IFE = índice de fadiga eletromiográfica; TFBM = terapia por fotobiomodulação; DP = desvio padrão; n = número de indivíduos.

A média dos valores de RMS e os valores normalizados pelo pico também não mostraram diferença estatisticamente significativa quando comparados antes e depois da TFBM (Tabela 3).

Tabela 3. Comparação da média RMS e os valores de amplitude normalizados pelo pico antes e após fotobiomodulação.

Local do eletrodo Média (RMS) Valores normalizados pelo pico (%)
Antes da TFBM Após a TFBM Antes x Após Valor de p* Antes da TFBM Após a TFBM Antes x Após Valor de p*
Lábio superior GC (n=15) Média 110,10 107,64 0,532 68,94 68,14 0,910
DP 36,57 52,69 9,53 10,19
Mediana 101,94 109,84 69,71 70,64
Mínimo 53,92 27,93 51,01 47,96
Máximo 176,21 199,43 82,74 84,24
GV (n=15) Média 145,61 138,21 0,733 67,94 65,25 0,470
DP 87,17 67,60 6,56 7,90
Mediana 134,85 116,60 67,25 66,20
Mínimo 25,46 37,67 55,44 44,74
Máximo 309,66 263,43 77,02 75,54
GIV (n=15) Média 119,80 120,23 0,955 66,05 66,63 0,865
DP 49,98 47,55 10,11 5,25
Mediana 111,86 133,43 67,90 64,96
Mínimo 43,21 41,59 45,23 60,07
Máximo 195,68 209,90 82,26 75,40
GP (n=15) Média 117,93 115,53 0,496 67,12 64,97 0,394
DP 79,11 67,10 7,38 9,32
Mediana 118,17 122,36 68,19 67,08
Mínimo 26,62 21,78 53,07 42,12
Máximo 308,36 221,91 77,55 75,51
Lábio inferior GC (n=15) Média 212,51 229,46 0,281 66,58 68,11 0,865
DP 76,01 66,10 12,02 8,38
Mediana 205,19 235,74 70,32 68,42
Mínimo 105,24 111,49 31,16 51,11
Máximo 364,98 329,42 76,09 80,26
GV (n=15) Média 279,60 269,90 0,701 67,51 66,65 0,638
DP 131,33 109,33 12,57 8,46
Mediana 309,45 238,77 70,98 66,46
Mínimo 93,43 117,86 32,64 44,65
Máximo 466,10 463,74 78,30 81,33
GIV (n=15) Média 196,12 226,80 0,233 71,40 63,30 0,820
DP 79,87 91,51 39,17 17,01
Mediana 213,34 214,28 64,18 66,97
Mínimo 56,58 99,28 18,24 13,30
Máximo 321,14 473,99 202,54 79,78
GP (n=15) Média 217,92 212,57 0,650 63,96 65,94 0,865
DP 132,07 105,65 14,00 7,52
Mediana 158,68 218,37 69,50 66,79
Mínimo 35,74 64,26 25,26 53,64
Máximo 452,33 386,26 78,98 81,62
*

Teste Wilcoxon

Legenda: RMS = Root Mean Square; GC = grupo controle; GV = grupo irradiado com laser vermelho; GIV = grupo irradiado com laser infravermelho; GP = grupo placebo; TFBM = terapia por fotobiomodulação; DP = desvio padrão; n = número de indivíduos.

Também, não foram encontradas diferenças com relevância estatística na análise da comparação entre os lábios superior e inferior antes e após a TFBM (Tabela 4).

Tabela 4. Diferença entre a amplitude dos lábios inferior e superior antes e após fotobiomodulação.

Local do eletrodo Diferença entre lábios superior e inferior (RMS) Valor de p*
Antes da TFBM Após a TFBM
GC (n=15) Média 113,71 124,45 0,394
DP 69,56 70,33
Mediana 99,58 123,57
Mínimo 3,91 3,92
Máximo 227,76 210,03
GV (n=15) Média 148,39 131,68 0,173
DP 81,71 70,81
Mediana 156,60 121,37
Mínimo 10,86 16,70
Máximo 313,73 254,37
GIV (n=15) Média 82,00 111,68 0,307
DP 56,00 97,40
Mediana 94,19 88,46
Mínimo 0,45 17,88
Máximo 174,05 399,86
GP (n=15) Média 127,05 114,93 0,532
DP 85,15 61,43
Mediana 114,49 92,06
Mínimo 5,56 24,49
Máximo 302,20 202,00
*

Teste Wilcoxon

Legenda: RMS = Root Mean Square; GC = grupo controle; GV = grupo irradiado com laser vermelho; GIV = grupo irradiado com laser infravermelho; GP = grupo placebo; TFBM = terapia por fotobiomodulação; DP = desvio padrão; n = número de indivíduos.

DISCUSSÃO

No presente estudo, não foram observados efeitos imediatos da TFBM na fadiga eletromiográfica do músculo orbicular da boca. Até o momento, não foram encontrados outros estudos que avaliaram os efeitos da fotobiomodulação nessa musculatura.

A variável sexo dos participantes poderia ter influenciado as demais variáveis desse estudo, uma vez que homens usualmente possuem maior força de lábios do que mulheres(19,20). Portanto, optou-se por incluir na amostra somente participantes do sexo feminino. A análise estatística demonstrou que os grupos testados foram homogêneos em relação à idade, fato relevante, pois a força de lábios também sofre influência da idade(21). A dose de 4 J foi escolhida baseada em outros estudos que investigaram os efeitos da TFBM no desempenho de diferentes músculos(10,22).

de Almeida et al.(23) pesquisaram os efeitos do laser vermelho (660 nm) e infravermelho (830 nm) no desempenho do músculo bíceps braquial e verificaram que ambos os comprimentos exerceram efeitos positivos. Contudo, somente o laser infravermelho influenciou a fadiga. De acordo com os autores, essa diferença resulta do maior alcance de penetração do laser infravermelho, que é capaz de atingir fibras musculares mais profundas, enquanto o laser com comprimento de onda vermelho atua mais superficialmente(23). A penetração da luz aumenta, de acordo com o aumento do comprimento de onda do laser (17). Por essa razão, o laser infravermelho é mais empregado em estudos de análise de desempenho muscular(13). No entanto, como o músculo orbicular da boca é fino(24) e superficialmente localizado(1), considerou-se importante verificar os efeitos do laser vermelho, além do infravermelho, neste músculo.

A TFBM, com ambos os comprimentos de onda, não exerceu efeito nos parâmetros relacionados à amplitude do sinal eletromiográfico (RMS e amplitude normalizada), o que concorda com alguns estudos(25,26). da Silva Alves et al.(25) não detectaram efeito do laser infravermelho (850 nm) sobre a amplitude do sinal eletromiográfico dos músculos quadríceps e gastrocnêmio de homens jovens e dos Santos Maciel et al.(26) também não encontraram influência da irradiação com laser de 780 nm antes dos exercícios de força e resistência no RMS dos músculos tibiais anteriores, medidos durante os exercícios. Muñoz et al.(27), contudo, observaram aumento na amplitude do sinal eletromiográfico após a irradiação com laser infravermelho (780 nm) no músculo masseter em homens saudáveis(27), usando uma dose de 0,8 J por ponto em 8 pontos irradiados. As diferenças nos parâmetros dosimétricos e músculos avaliados impossibilitam a comparação dos resultados entre as pesquisas.

A TFBM tem demonstrado resultados positivos na interação com tecidos biológicos, promovendo o aumento na produção de energia celular, devido principalmente à absorção de energia luminosa pelas mitocôndrias, estimulando, assim, a cadeia respiratória(11). Essa interação altera o potencial de redox do citoplasma e acelera o fluxo na cadeia de transporte de elétrons mitocondrial, aumentando a síntese de ATP(11), o que explica o melhor desempenho muscular verificado por alguns estudos após a TFBM(23,28,29). Uma possível explicação para os nossos resultados, inclui o curto período de tempo entre a aplicação do laser e a coleta dos dados, sendo insuficiente para a luz interagir com o tecido. Outra explicação pode ser a existência de uma curva dose-resposta relatada nos parâmetros de irradiação. A energia do laser aplicada no orbicular da boca pode não ter sido suficiente para melhorar a performance muscular.

No presente estudo a TFBM, independentemente do comprimento de onda, também não exerceu efeito na fadiga eletromiográfica. Esse achado está em consonância com o de alguns estudos(29,30) e contrário a outros(9,11,16). Higashi et al.(30) irradiaram o músculo bíceps braquial de mulheres jovens com laser de comprimento de onda de 808 nm antes do protocolo de fadiga e não verificaram efeito do laser na fadiga eletromiográfica, bem como Toma et al.(29) mostraram que TFBM com laser de 808 nm, aplicada após exercícios de força para quadríceps em pessoas idosas, não modificou o índice de fadiga eletromiográfica. Contudo, outro estudo(11) verificou que a TFBM (808 nm), realizada imediatamente antes de exercícios para o músculo reto femoral, reduziu significativamente o índice de fadiga eletromiográfica. de Brito Vieira et al.(9) irradiaram o músculo quadríceps femoral entre e após os exercícios com laser de 808 nm, e, após dois dias da irradiação, os autores verificaram diminuição na fadiga eletromiográfica para o vasto medial e reto femoral comparado ao grupo placebo, o que sugere que há influência do tempo pós irradiação na diminuição da fadiga muscular.

de Souza et al.(16) verificaram, por meio de dinamometria isocinética, que a TFBM (808 nm) antes do exercício reduziu a fadiga nos flexores plantares do tornozelo de indivíduos saudáveis, mas não alterou a frequência mediana da eletromiografia de superfície. Os autores sugerem que a fonte de ação primária de energia pode estar relacionada à produção de energia dentro das fibras musculares, ao invés da influência do recrutamento neuromuscular. O desenvolvimento da fadiga envolve vários fatores como mudança no recrutamento da unidade motora, diminuição do potencial elétrico de membrana e aumento dos níveis de espécies reativas de oxigênio e de espécies reativas de nitrogênio. A frequência mediana é considerada um bom parâmetro para análise eletromiográfica da fadiga neuromuscular(16). Contudo, ela reflete a taxa de disparo dos potenciais de ação neuromusculares. A falta de diferença na frequência mediana verificada nesse estudo pode estar relacionada à falta de influência da TFBM no padrão de recrutamento neuromuscular.

Avaliou-se ainda, neste estudo, a diferença na amplitude do sinal entre o lábio inferior e superior, pois se pensou que poderia haver um efeito no equilíbrio entre os músculos após a TFBM, mas esse efeito não foi provado. Não foram encontrados estudos que tenham estudado esta variável para comparação.

Constituíram limitações do estudo o curto tempo de descanso entre os exercícios, e entre a irradiação e o exercício e a falta de controle das características anatômicas, como a espessura dos lábios, que poderiam possivelmente influenciar os resultados. Por esse motivo, as comparações foram feitas apenas intragrupo. Sugerem-se mais pesquisas com diferentes doses e que incluam indivíduos com alterações miofuncionais orofaciais, tais como respiradores orais.

CONCLUSÃO

Não foram encontradas diferenças na eletromiografia de superfície entre as medidas de frequência mediana e amplitude do sinal, realizadas antes e depois da irradiação do orbicular da boca com laser de baixa intensidade nos comprimentos de onda 660 nm e 830 nm. Portanto, a fotobiomodulação com os parâmetros avaliados na presente pesquisa não resultou em efeitos imediatos sobre a fadiga no orbicular da boca.

Footnotes

Trabalho realizado no Centro Universitário Metodista Izabela Hendrix - Belo Horizonte (MG), Brasil.

Fonte de financiamento: nada a declarar.


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