O tecido ósseo apresenta uma enorme capacidade de regeneração sendo, na maioria das vezes, capaz de restaurar sua arquitetura usual, bem como as suas propriedades mecânicas. O reparo ósseo apresenta fases similares as encontradas no reparo em tecidos moles porém com uma organização diferente (PINHEIRO, GERBI, 2006). O processo de reparo ósseo ocorre normalmente em duas etapas, na fase inicial, correspondente aos 15 primeiros dias, ocorre uma maior atividade celular. Logo após a injuria ao tecido ósseo, o defeito é preenchido por um coágulo sanguíneo e povoado por células inflamatórias que migram para o local, iniciando uma reação inflamatória aguda que logo progride para inflamação crônica. Simultaneamente, os osteoclastos migram para a região a ser reparada e reabsorvem o tecido ósseo comprometido ou desvitalizado nas áreas afetadas pelo trauma. A fase seguinte é caracterizada pela deposição de colágeno que formará as fibras que servirão de arcabouço para o processo de mineralização. O processo de mineralização e consequente neoformação óssea é mais acentuado até 30 dias após o início do reparo devolvendo ao osso a sua morfologia e função (ERIKSEN et al., 1986; PINHEIRO et al., 2001; PINHEIRO, GERBI, 2006; GUDA et al., 2014).
No entanto, existem limites para essa capacidade e a recuperação completa pode não ocorrer, como na presença de deficiência de suprimento sanguíneo, instabilidade mecânica ou competição com tecidos com alta capacidade de proliferação (PINHEIRO, GERBI, 2006). Algumas condições sistêmicas, como o hipotireoidismo e o hipertireoidismo, podem também alterar o processo de reparo ósseo e resultar num reparo incompleto ou de baixa qualidade (FEITOSA et al., 2008).
Os hormônios tireoidianos T3 e T4 têm efeitos importantes no desenvolvimento esquelético, no crescimento e na manutenção da massa óssea. Os hormônios tireoidianos modulam a fosfatase alcalina, osteocalcina, colágeno, alguns fatores de crescimento e citoquinas envolvidas na remodelação óssea em relação à nova formação óssea, sendo assim,
quaisquer alterações na concentração destes hormônios pode alterar a composição óssea e a capacidade natural de reparo (MOSEKILDE et al., 1978; ERIKSEN et al., 1986; FEITOSA et al., 2008). A diminuição dos seus níveis séricos causa o hipotireoidismo e esta condição pode levar a uma diminuição na formação óssea, assim como na reabsorção, o que acarreta em um período mais longo de mineralização. Essas mudanças são muito lentas e o seguimento prospectivo a longo prazo de pacientes hipotireoidianos não tratados é necessário para se demonstrar mudanças clinicamente significativas na densidade óssea (MOSEKILDE et al., 1978; ERIKSEN et al., 1986). Altas taxas de hormônios tireoidianos levam a um estado hipermetabólico conhecido como hipertireoidismo. Neste estado, há um aumento na formação e na reabsorção óssea, porém estas alterações ocorrem de maneira descoordenada, gerando uma alteração na composição e na capacidade natural de reparo deste tecido, podendo levar a osteoporose, uma maior propensão a fratura e dificuldade no processo de reparo ósseo após injúrias (MOSEKILDE, MELSEN, 1978).
Terapias alternativas vêm sendo estudas visando a melhora do reparo ósseo em pacientes que sejam portadores de condições que prejudiquem este processo. As fototerapias Laser e LED têm sido empregadas com sucesso em diversos modelos de condições que afetam o reparo ósseo (PINHEIRO et al., 2002, 2011, 2012, 2014; ACIOLE et al., 2014; de CASTRO et al., 2014; OLIVEIRA et al., 2011; SOARES et al., 2013, 2014, 2015).
CORAZZA et al., (2007) ressaltam a importância de estudos que comparem o efeito terapêutico de diferentes fontes de luz mantendo níveis similares de densidade de energia e densidade de potência. Neste trabalho utilizou-se o SAEF (spatial average energy fluence) de 20,4 J/cm2 no intuito de equalizar a densidade de energia das fototerapias Laser e LED sobre a área de tecido irradiado, em observância as diferenças no modo de aplicação das duas fototerapias, devido aos diferentes tamanhos dos spots. Estudos prévios demonstraram resultados positivos no processo de reparo ósseo, quando utilizados os comprimentos de onda infravermelhos tanto para o Laser quanto para o LED sendo assim, neste estudo foram utilizados os comprimentos de onda de 780 nm para luz Laser e 850nm para luz LED, ambos no espectro
infravermelho, que por suas características ópticas são mais eficazes em tecidos profundos como no caso do osso (CARVALHO et al., 2011; PINHEIRO et al., 2012; ACIOLE et al., 2014; de CASTRO et al., 2014; SOARES et al., 2015).
Estudos prévios afirmam que o Laser infravermelho é capaz de iniciar uma cascata de reações celulares que modulam o comportamento biológico, modulando a angiogênese, macrófagos e linfócitos; a proliferação de fibroblastos e síntese de colágeno; estimulam a diferenciação de células mesenquimais em osteoblastos, desta forma, acelerando assim o processo de reparação óssea (LOPES et al., 2010; TORRES et al., 2008; PINHEIRO et al., 2011).
Existem evidências de que a luz produzida por LEDs, nos mesmos comprimentos de ondas bioestimulatórios de estudos anteriores com o Laser causa efeitos bioquímicos similares (WHELAN et al., 2002; SOUSA et al., 2009). Estudos recentes mostram que a fototerapia LED acelera o processo de reparo, com a presença de osso trabecular neoformado maduro e intensa deposição colagênica. Essas características são observadas em diversos estudos onde foi utilizada fototerapia laser com parâmetros semelhantes e métodos de avaliação que incluíram a análise histológica por microscopia de luz e espectroscopia Raman (GERBI et al., 2008; PINHEIRO et al., 2009; 2010, 2011, 2012a,b, 2013).
Para o estudo do reparo de tecido ósseo normalmente são utilizados os defeitos ósseos que, ao contrário das fraturas, são menos propensos a sofrer influência de fatores mecânicos, sendo assim bastante utilizados em estudos prévios, para o estudo do reparo tecidual (PINHEIRO et al., 2011, 2012a, b, 2013; SOARES et al., 2013, 2014a). Para isso utilizou-se o modelo experimental de ratos Wistar, o qual possui vantagens tais como fácil manuseio e manutenção, apresentarem resistência a variações climáticas e serem de baixo custo, além de seu reparo ósseo ser semelhante ao observado em humanos (PINHEIRO et al., 2011, 2012a, b, 2013; SOARES et al., 2013, 2014a).
No início do processo de reparo ósseo (15 dias), os componentes celulares encontram-se mais proeminentes e podem ser mais facilmente afetados pela luz (CARVALHO et al., 2011; GERBI et al., 2008; PINHEIRO et al., 2012 a,b, 2013; TORRES et al., 2007; WEBER et al., 2006). Estes achados justificam o período experimental de 15 dias utilizado neste estudo para avaliar do efeito das fototerapias no reparo ósseo.
O método escolhido neste estudo para a indução dos animais ao estado de hipotireoidismo foi a tireoidectomia total (HAFEZ, 2016; SAMADI et al., 2017). Durante a tireoidectomia total são removidas também as paratireoides, que se localizam na parte posterior da tireoide, e são responsáveis pela regulação dos níveis de cálcio através da excreção do paratormônio. O cálcio possui uma enorme importância no organismo atuando na fisiologia das células, principalmente musculares e nervosas, na coagulação sanguínea e na composição dos dentes e ossos (GUYTON, HALL, 2006). Sendo assim, após a tireoidectomia total, se faz necessária a reposição diária de cálcio para que sejam restabelecidos os níveis normais, o que justificou a utilização do lactato de cálcio utilizado neste estudo.
A indução ao hipertireoidismo neste estudo foi feita através da administração intraperitoneal do hormônio T4, sendo este método escolhido baseado em estudos anteriores que apresentaram resultados efetivos com 15 dias de aplicações (BASSETT, BLANC, ELGHOZI, 2000; SARAIVA et al., 2015).
As alterações metabólicas causadas pelos estados de hipotireoidismo e hipertireoidismo podem levar a alterações no peso corporal (ALLAIN et al., 1995; FEITOSA et al., 2008). Nossos resultados demonstraram que os grupos que foram induzidos ao hipotireoidismo apresentaram uma pequena perda de peso durante o período experimental, enquanto que os grupos hipertireoidianos apresentaram uma perda mais acentuada, diferindo dos achados de Feitosa e cols. (2008) que observaram um ganho de peso em ambos os grupos, porém esta diferença justifica-se pelo fato de que a avaliação de Feitosa e cols. (2008) foi feita após 60 dias de acompanhamento. Os grupos eutireoidianos
apresentaram um acentuado ganho de peso corporal ao longo do período experimental, sendo este achado similar ao de Feitosa e cols. (2008).
No presente estudo optou-se por realizar inicialmente uma análise histológica qualitativa, para descrever os mecanismos do reparo ósseo em diferentes estados de saúde, submetidos ou não a diferentes tipos de fototerapias, seguindo os parâmetros descritos na metodologia (seção 4.8), e posteriormente foi feita uma análise histomorfométrica comparativa entre os grupos.
Considerando-se o estado de saúde, o grupo EU apresentou melhores resultados para inflamação aguda, reabsorção e neoformação óssea, sendo estatisticamente significantes quando comparados aos grupos HIPO e HIPER. A inflamação crônica no grupo EU foi menos evidente que nos dois outros grupos. Este fato pode ser explicado assumindo-se que processo de reparo está em um estágio mais avançado nos animais saudáveis, que pode ser notado com os resultados mais expressivos obtidos quando avaliadas a reabsorção e a neoformação óssea. O trabeculado ósseo apresentou-se maduro e de espessura variável nos grupos EU e HIPO, sendo que no grupo HIPER apenas um espécime apresentou-se desta maneira. Estes achados sugerem que os estados de hipotireoidismo e hipertireoidismo afetam negativamente os componentes celulares envolvidos neste processo, fato este que já havia sido sugerido em estudos prévios (FEITOSA et al., 2008; BASSETT, WILLIAMS, 2016; WILLIAMS, BASSETT, 2017; GAO et al., 2017). As linhas basofílicas presentes no tecido ósseo foram observadas nos três grupos, ora paralelas entre si, ora não. Porém, no grupo EU as linhas basofílicas apareceram de forma mais organizada, o que pode sinalizar um tecido ósseo mais maduro.
O grupo EU apresentou uma neoformação óssea preenchendo completamente o defeito na maioria dos espécimes, diferindo dos resultados encontrados por Pinheiro et al. (2011 e 2012) e Soares et al. (2014) em estudos que utilizaram o mesmo processo de confecção do defeito ósseo, que não encontraram áreas de reabsorção em seu grupo controle e a maioria dos espécimes não se apresentavam completamente preenchidos por osso
neoformado aos 15 dias. Esse aspecto poderia ser justificado pela diferença entre os animais, que podem apresentar diferenças inespecíficas em alguns casos. Áreas de fibrose foram encontradas em maior quantidade no grupo HIPER, sendo este um achado esperado já que os hormônios tireoidianos têm influência direta e indireta sobre as células responsáveis por este processo. Os hormônios agem estimulando osteoblastos e osteoclastos, alterando o processo de reabsorção e neoformação óssea e gerando um desequilíbrio que leva a formação de tecido fibroso e posteriormente um tecido ósseo de menor qualidade (BASSETT, WILLIAMS, 2016).
Em relação as fototerapias, estudos prévios têm demonstrado os efeitos positivos da utilização do laser e do LED no processo de reparo ósseo (PINHEIRO et al., 2011; CARVALHO et al., 2011; PINHEIRO et al., 2012; SOARES et al., 2014; CASTRO et al., 2014; SOARES et al., 2015). Sendo assim, nos grupos sem alterações metabólicas, era esperado que na comparação entre os grupos que utilizaram as fototerapias (EU+Laser e EU+LED) e o grupo controle (EU), fossem encontrados resultados que demonstrassem um processo mais avançado nos grupos que receberam as fototerapias. Porém, nossos resultados foram de certa forma divergentes. No grupo controle (EU) respostas mais acentuadas foram observadas nos critérios inflamação aguda, reabsorção e neoformação óssea. Em relação a deposição de colágeno, o grupo LED apresentou resultados mais expressivos, sugerindo que o LED talvez obtenha um melhor resultado em uma avaliação feita na segunda fase do processo de reparo (30 dias), já que o colágeno funciona como arcabouço para a deposição mineral subsequente.
O grupo HIPO + LED apresentou maiores valores de inflamação aguda, inflamação crônica e reabsorção óssea. Quando avaliada a deposição de colágeno, apesar de não terem sido estatisticamente significantes, nossos resultados mostraram uma ação um pouco melhor das fototerapias LED e Laser. Estudos anteriores sobre o hipotireoidismo mostram que o processo de reparo é afetado por esta disfunção hormonal, tonando-se mais lento e tendo como produto final um osso com menor qualidade (TSOURDI et al., 2015; WILLIAMS, BASSETT, 2017). A fototerapia LED demonstrou resultados positivos na modulação do reparo ósseo em animais saudáveis (SOARES et
al., 2014; SOARES et al., 2015), porém sua utilização em animais com hipotireoidismo ainda não foi reportada.
Já nos grupos induzidos ao hipertireoidismo, nosso estudo demonstrou um reparo ósseo mais avançado no grupo HIPER + Laser, tendo este grupo mostrado uma intensa deposição colagênica em 100% dos espécimes. A maior parte dos espécimes deste grupo apresentou o defeito completamente preenchido por osso neoformado. Estes achados são similares a estudos prévios, porém quando da utilização do laser em animais saudáveis (PINHEIRO, GERBI, 2006; GERBI et al., 2008; OLIVEIRA et al., 2011; PINHEIRO et al., 2012; SOARES et al., 2013; SOARES et al., 2014).
Considerando-se o grupo EU como padrão natural de reparo, por este grupo não possuir disfunções tireoidianas nem ter recebido quaisquer tratamentos para ajudar no processo de reparo, podemos avaliar quão próximo deste padrão estão os grupos doentes que receberam irradiação, já que constatamos que o estado de saúde interferiu no processo de reparo natural. Comparando-se o grupo EU aos grupos HIPO+Laser e HIPO+LED, foi possível concluir que o grupo HIPO+LASER obteve resultados mais próximos dos encontrados no grupo EU. Por outro lado, relacionando-se o grupo EU com os grupos HIPER+Laser e HIPER+LED, constatou-se que os dois grupos apresentaram resultados similares.
Por se tratar de um estudo que avaliou apenas os primeiros 15 dias do processo de reparo ósseo, onde a fase orgânica do reparo é predominante, nossos resultados devem ser interpretados com cautela pois a avaliação destes parâmetros num período mais longo, pode mostrar uma mudança nestes resultados. Nossa equipe já encontra-se em fase de finalização do período experimental da continuação deste projeto em que serão reavaliados todos os parâmetros ao final de um período experimental de 30 dias para efeito comparativo entre os tempos experimentais.
Nosso estudo demonstrou resultados positivos em relação a utilização das fototerapias em animais com disfunção tireoidiana, porém são necessários mais estudos que avaliem esta relação para que haja comprovação de tais resultados.