UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA unesp “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS – RIO CLARO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA MOTRICIDADE - INTERUNIDADES AJUSTES POSTURAIS SOB PERTURBAÇÃO EXTERNA EM INDIVÍDUOS COM DOENÇA DE PARKINSON E NEUROLOGICAMENTE SADIOS. VICTOR SPIANDOR BERETTA Dissertação apresentada ao Instituto de Biociências do Câmpus de Rio Claro, Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciências da Motricidade. Agosto - 2017 VICTOR SPIANDOR BERETTA AJUSTES POSTURAIS SOB PERTURBAÇÃO EXTERNA EM INDIVÍDUOS COM DOENÇA DE PARKINSON E NEUROLOGICAMENTE SADIOS. Dissertação apresentada à Universidade Estadual Paulista, Câmpus de Rio Claro, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciências da Motricidade. Orientadora: Dra. Lilian Teresa Bucken Gobbi Coorientador: Dr. Fabio Augusto Barbieri Rio Claro 2017 796.022 Beretta, Victor Spiandor B492a Ajustes posturais sob perturbação externa em indivíduos com doença de Parkinson e neurologicamente sadios / Victor Spiandor Beretta. - Rio Claro, 2017 82 f. : il., figs., gráfs., tabs. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências de Rio Claro Orientador: Lilian Teresa Bucken Gobbi Coorientador: Fabio Augusto Barbieri 1. Cinesiologia. 2. Controle postural. 3. Habituação. 4. Informações adicionais. I. Título. (cid:9) Ficha Catalográfica elaborada pela STATI - Biblioteca da UNESP Campus de Rio Claro/SP A minha família, Meus pais, Sergio Beretta e Maria Regina Spiandor Beretta; Minha irmã Stephannie Spiandor Beretta. AGRADECIMENTOS Agradeço, primeiramente a Deus, por tudo o que ocorreu na minha vida, por ter colocado tantas pessoas boas ao meu lado e por mais esse objetivo alcançado nessa jornada. Aos meus pais Sergio Beretta e Maria Regina Beretta, por todo o apoio e confiança que me foi dado, desde a minha formação como pessoa até em relação ao apoio financeiro. São pessoas maravilhosas que sempre estiveram presentes ao meu lado me apoiando e me ajudando nos momentos difíceis e fazendo parte de todas as minhas conquistas. Agradeço por tudo que me ensinaram, pela amizade e por acreditarem em mim. À minha irmã Stephannie Beretta por toda a ajuda tanto com coisas da faculdade como principalmente no apoio emocional, sempre estando do meu lado quando eu precisei, agradeço por ser a minha melhor amiga, minha personal trainer e minha irmãzinha que amo muito. À minha tia Maria Eliza Beretta, por sempre estar comigo em todos os momentos da minha vida, estando do meu lado e vivenciando comigo todos os passos dessa jornada. Não posso esquecer também de agradecer à minha vó Adelaide que apesar de não estar presente fisicamente, sempre esteve ao meu lado me protegendo em todos os momentos. À minha namorada Catarina Scarabottolo, por todo o amor, respeito, companheirismo e paciência comigo durante todo esse tempo. Esteve ao meu lado em toda essa trajetória, nos momentos difíceis e nas conquistas. Agradeço imensamente por toda a ajuda e ensinamento tanto profissional quanto pessoal. Obrigado por ser essa pessoa especial que entrou em minha vida. Te amo! À minha orientadora Profa. Dra. Lilian Gobbi, pela oportunidade de realizar o mestrado sob sua orientação e por todos os ensinamentos, dedicação, paciência, respeito e amizade comigo durante esses anos de convivência. Para mim é um exemplo de orientadora e pesquisadora dedicada e competente. Obrigado pela oportunidade de eu fazer parte de um dos maiores laboratórios de controle motor e estudo da doença de Parkinson. Ao meu coorientador Prof. Dr. Fabio Augusto Barbieri, pelos ensinamentos, correções e puxões de orelha que me estimularam e me fizeram crescer muito dentro da área de pesquisa. Sou e serei grato por tudo o que você fez. Ao professor Mark G. Carpenter, por toda a ajuda e paciência que teve comigo no desenvolvimento desse projeto e pela ótima recepção em seu laboratório. Para mim é um exemplo de pesquisador. Aos membros do LEPLO por todos esses anos de trabalho, alegrias e risadas que passei com vocês, em especial ao Paulo Cezar (PC) e Diego (Jet), por me ajudarem sempre que precisei com as coisas do laboratório, e principalmente com os conselhos que me fizeram crescer como ser humano e na área acadêmica. Obrigado por toda a paciência e por termos trabalhados juntos todos esses anos, espero que isso possa ocorrer por muito tempo. Vocês são irmãos que a vida me deu. Agradeço também ao Diego Jaimes e ao Marcelo pela ajuda na elaboração da rotina para análise dos dados. E ao Marcelo por todas as nossas conversas que me ajudaram muito. Ao Vinicius (B1) pela paciência que teve comigo durante esse período e pelas caronas que me salvaram também (rs). À Mayara, por todas as nossas conversas e ajuda nos momentos difíceis durante esses seis anos de convivência. Ainda, não posso me esquecer de agradecer ao Rodrigo e Ellen, que mesmo de longe, sempre estiveram dispostos a me escutar e a dar conselhos durante esse período. Aos meus amigos que tanto me apoiaram e torceram por mim, vocês são especiais em minha vida. Obrigado aos casais Aninha e PC, Miriã e Jet, Ellen e Rodrigo por todos os momentos juntos na “quarta da alegria”. À CNPq, pelo apoio financeiro, na forma de bolsa de estudos, durante os primeiros meses de realização desta dissertação. Agradeço muito à Fundação de Amparo à Pesquisa do estado de São Paulo (FAPESP) pelo apoio financeiro que possibilitou o desenvolvimento deste projeto (dissertação) e de artigos científicos. Bolsa no país (2016/00503-0) e bolsa no exterior (2016/12477-4). RESUMO Introdução: A manutenção da postura emprega mecanismos de controle preditivos e reativos. Indivíduos com doença de Parkinson (DP) apresentam declínio no controle postural, principalmente na presença de perturbações externas. O uso de informações adicionais sobre a perturbação postural parece ser eficiente para melhorar o controle postural de idosos neurologicamente sadios, porém, na DP ainda é pouco conhecido. Objetivos: a) comparar as respostas dos ajustes posturais preditivos e reativos em idosos neurologicamente sadios (GC) e com DP (Estudo 1); b) verificar o efeito do fornecimento de informações adicionais nos ajustes posturais preditivos e reativos (Estudo 2). Metodologia: Participaram do Estudo 1, 39 (19 com DP e 20 GC) e do Estudo 2, 36 (17 com DP e 19 GC) selecionados na comunidade. Os indivíduos ficaram em pé sobre um equipamento que provocou a perturbação pelo deslocamento da base de suporte com intensidade de 15 cm/s e deslocamento de 5 cm. A perturbação inesperada foi apenas a primeira tentativa e, posteriormente, foram realizadas mais 15 tentativas em que apenas 5 ocorreram a perturbação de maneira imprevisível para análise da habituação à tarefa (Estudo 1). Para o Estudo 2 foram realizadas 20 tentativas com o fornecimento de informações adicionais sobre a perturbação, visual, verbal e somatossensorial do músculo requerido. Os dados EMG e CoP na condição inesperada foram analisados por meio de ANOVA one-way e nas perturbações imprevisíveis (Estudo 1 e 2) por meio de ANOVAs two-way. Resultados: Na perturbação inesperada, os idosos com DP apresentaram maiores valores nos parâmetros da EMG e do CoP em relação ao GC. Na habituação à perturbação, os idosos com DP adaptaram os padrões nos ajustes posturais reativos de forma tardia quando comparados ao GC. Em relação ao efeito das informações adicionais no controle postural, os idosos com DP apresentaram menor oscilação do CoP nos ajustes posturais preditivos em todas as condições de informações quando comparados ao GC. Já o GC aumentou a oscilação do CoP nos ajustes preditivos, considerando as mesmas condições. Nos ajustes posturais reativos, ambos os grupos apresentaram efeitos positivos das informações verbais e somatossensoriais, diminuindo os parâmetros temporais, de amplitude da EMG e espaciais do CoP em relação ás tentativas sem o seu fornecimento ou com o as demais informações (sobre a perturbação e visual). Além disso, os idosos com DP apresentaram controle postural mais adequado quando fornecida informação somatossensorial em relação às demais informações. Por fim, apesar das alterações positivas nos ajustes reativos, os idosos com DP apresentaram maior coativação muscular e tempo para recuperar a posição estável em relação ao GC. Conclusão: Idosos com DP possuem pior controle postural em situações com perturbações externas inesperada e imprevisível, evidenciando alterações temporais, na amplitude da EMG e espaciais do CoP. Além disso, idosos neurologicamente sadios e com DP conseguem alterar os padrões dos ajustes posturais com a exposição de perturbações externas, porém, na DP essa habituação é mais atrasada. As informações adicionais somatossensoriais parecem ter efeito positivo no controle postural dos idosos, principalmente na DP, diminuindo os parâmetros EMG e do CoP nos ajustes preditivos e reativos. Palavras-chaves: Doença de Parkinson. Controle postural. Perturbação externa. Habituação. Informações adicionais. ABSTRACT Introduction: Predictive and reactive postural mechanisms are necessary to maintain the posture. Patients with Parkinson's disease (PD) have a decline in postural control, mainly when occur an external perturbation. The use of additional information about the postural perturbation seems to be efficient to improve the postural control of neurotypical older people, but in PD it is still unclear. Aims: a) To compare the predictive and reactive postural adjustments responses in the neurotypical older people (CG) and the PD patients (Study 1); b) To verify the effect of additional information on predictive and reactive postural adjustments (Study 2). Methods: Participated thirty-nine (19 with PD and 20 GC) in the Study 1 and 36 (17 with PD and 19 GC) in the Study 2, selected in the community. The individuals stood on equipment that caused the perturbation by the displacement of the support base with the velocity of 15 cm/s and the range of 5 cm. The unexpected perturbation was the first trial, and 15 trials were realized in which in just 5 occurred the unpredictably perturbation to analyze the habituation to the task (Study 1). In the Study 2, 20 trail were realized with the additional information about the perturbation characteristics, visual, verbal, and somatosensory of the required muscle. The EMG and CoP data in the unexpected condition were analyzed by ANOVA one-way and in the unpredictable perturbations (Study 1 and 2) by the ANOVAs two-way. Results: In the unexpected perturbation, the PD patients presented higher temporal, range of EMG and spatial of CoP in relation to the CG. For the habituation to the perturbation, the patients with PD adapted the patterns in the reactive postural adjustments of delayed form when compared to the GC. In relation to the effect of the additional information on postural control, the PD patients presented lower CoP oscillation in the predictive postural adjustments in all the information conditions when compared to the CG. The GC increased the CoP oscillation in the predictive adjustments, considering the same information conditions. Both groups presented positive effects of verbal and somatosensory information in the reactive postural adjustments, decreasing temporal, range of EMG and spatial parameters of CoP in relation to trial without the information or with other information (about perturbation and visual). In addition, the PD patients presented more adequate postural control when somatosensory information was provided in relation to the other information. Finally, despite of the improvement in the reactive adjustments, patients with PD have a greater muscular coactivation and time to recover the stable position in relation to the CG. Conclusion: Patients with PD have worse postural control in situations with unexpected and unpredictable external perturbation, evidencing changes in the temporal, range of EMG and spatial of CoP parameters. In addition, neurotypical older people and PD patients can change the patterns of postural adjustments with the exposure of external perturbation, but in PD this habituation is more delayed. Besides that, somatosensory information seems to have a positive effect on the postural control of the older people, mainly in the PD, decreasing the EMG and CoP parameters in the predictive and reactive postural adjustments. Key-words: Parkinson’ disease. Postural control. External perturbation. Habituation. Additional information. Sumário 1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA ........................................................................ 10 2. ESTUDO 1 – Ajustes posturais sob perturbação externa inesperada e imprevisível em idosos com doença de Parkinson e neurologicamente sadios. ........................... 14 2.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 14 2.2 MATERIAIS E MÉTODO ..................................................................................... 17 2.2.1 Participantes ................................................................................................. 17 2.2.2 Delineamento Experimental .......................................................................... 17 2.2.3 Avaliação clínica ........................................................................................... 18 2.2.4 Avaliação do controle postural ...................................................................... 19 2.2.4.1 Parâmetros eletromiográficos .................................................................... 20 2.2.4.4 Parâmetros cinéticos .................................................................................. 23 2.2.4.5 Análise dos dados cinéticos ....................................................................... 23 2.2.5 Análise estatística ......................................................................................... 24 2.3 RESULTADOS .................................................................................................... 26 2.3.1 Condição Inesperada .................................................................................... 26 2.3.1.1 Parâmetros Temporais ............................................................................... 26 2.3.1.2 Parâmetros de amplitude eletromiográfica e espaciais do CoP ................. 27 2.3.2 Condição imprevisível ................................................................................... 28 2.3.2.1 Parâmetros temporais ................................................................................ 28 2.3.2.2 Parâmetros de amplitude eletromiográfica e espaciais do CoP ................. 31 2.3.2.2.1 Ajustes posturais preditivos ..................................................................... 31 2.3.2.2.2 Ajustes posturais reativos ....................................................................... 31 2.4 DISCUSSÃO ....................................................................................................... 35 2.4.1 Perturbação externa inesperada ................................................................... 35 2.4.2 Perturbação externa imprevisível (habituação à tarefa) ................................ 37 2.5 CONCLUSÃO ...................................................................................................... 40 3. ESTUDO 2 – Efeito da informação sobre a perturbação e sobre os ajustes posturais em idosos com doença de Parkinson e neurologicamente sadios. ........... 41 3.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 41 3.2 MATERIAIS E MÉTODO ..................................................................................... 44 3.2.1 Participantes ................................................................................................. 44 3.2.2 Delineamento Experimental .......................................................................... 44 3.2.3 Avaliação do controle postural ...................................................................... 44 3.2.4 Análise dos dados ......................................................................................... 45 3.2.5 Análise estatística ......................................................................................... 46 3.3 RESULTADOS .................................................................................................... 47