Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2013Estudos nos últimos anos tem demonstrado que a terapia com laser de baixa potência (LBP) modula vários processos bioquímicos, principalmente aqueles relacionados ao aumento da respiração mitocondrial e síntese de ATP, com consequente redução de lesões musculares e dérmicas, bem como acelerando o processo de cicatrização. O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a influência da terapia com LBP sobre o processo de cicatrização de feridas dérmicas e também em um modelo de lesão muscular traumática. Além disso, foram avaliados os efeitos da irradiação com LBP sobre atividade da cadeia respiratória em mitocôndrias isoladas de músculo esquelético e em parâmetros relacionados com a respiração celular em células musculares da linhagem L6. Primeiramente nossos resultados demonstram que o LBP Hélio Neônio (HeNe) e Arsêneto de Gálio (AsGa) com comprimentos de onda de 632 e 904 nm, respectivamente, e doses de 1 e 3 J/cm2 induziram um maior fechamento da ferida estimulou a produção de colágeno, aumentando o conteúdo de hidroxiprolina e diminuiu os danos oxidativos a lipídeos e proteínas e as atividades das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) em um modelo de lesão epidérmica, quando comparado com o grupo lesão sem laser. No segundo experimento, demonstramos que o laser AsGa com doses de 3 J/cm2 com início de irradiação 2 horas após a lesão muscular traumática induziu uma diminuição em todos os parâmetros de estresse oxidativo analisados, tais como os conteúdos de oxidação de lipídeos e proteínas, atividades das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase (GPX), SOD e CAT e na concentração de nitritos no plasma e no músculo induziu uma diminuição na expressão gênica de IL-6, VEGF e BDNF como também um aumento na IL-10 no tecido muscular traumatizado e irradiado até 5 dias após a lesão. Os resultados relacionados a parâmetros comportamentais de déficit motor (campo aberto) também comprovaram que os animais com lesão muscular e tratados com a dose de 3 J/cm2 tiveram um aumento na distância percorrida e no número de levantamentos comparados com o grupo lesão muscular, demonstrando uma melhora no déficit motor induzido pela lesão muscular. Os resultados com mitocôndrias musculares saudáveis demonstraram que a irradiação com LBP HeNe com doses de 30 e 60 J/cm2 induziu um aumento significativo nas atividades do complexo I e IV 5 minutos após a irradiação. Além disso, o LBP com doses de 10, 30 e 60 J/cm2 também aumentou a atividade do complexo IV 1 hora após a irradiação. Estudos in vitro com células saudáveis L6 demonstraram que a irradiação com LBP HeNe e dose de 10 J/cm2 teve uma contribuição maior da ATP sintase ao consumo de oxigênio basal e uma concentração maior de FCCP foi usada para induzir a capacidade máxima respiratória. Neste contexto, o presente estudo evidencia que o LBP pode induzir um aumento na velocidade de cicatrização de feridas e acelerar o processo inflamatório agudo da lesão muscular traumática, provavelmente devido a sua capacidade de aumentar o estado energético da mitocôndria e diminuir parâmetros de inflamação e de estresse oxidativo.Abstract: Many studies performed in the past 40 years have proposed that lowpower laser (LPB) therapy reduces dermal and muscle injuries and accelerates the healing process, by modulating several biochemical processes, including those associated with increased mitochondrial respiration and ATP synthesis. The present study aimed to evaluate the influence of LPB therapy on dermal wound healing and on the recovering from muscle injury. In addition, the effects of LPB irradiation on mitochondrial respiratory chain activity and oxygen consumption in skeletal muscle and muscle L6 cell line, were also evaluated. Irradiation with LPB Helium Neon (HeNe) and Galeo arsenide (GaAs) at wavelengths of 632 and 904 nm, and doses of 1 and 3 J/cm2, respectively, accelerated the wound repair, stimulated the collagen production, by increasing the hydroxyproline content and also by decreasing the concentration of oxidized lipids and proteins. The activities of the antioxidants enzymes, including superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) were also decreased after the LPB treatment. The second set of experiments demonstrated that the application of the AsGa laser with 3 J/cm2, 2 hours after the traumatic-induced muscle lesion decreased the oxidative stress parameters, including the activity of antioxidant enzymes, oxidative damage markers and nitrite levels in plasma and muscle tissue. In addition, the irradiation decreased the gene expression of IL-6, VEGF e BDNF, and increased the IL-10 content on injured muscle after 5 days of irradiation. Rat spontaneous locomotor activity, measured in the open field arena, was reduced in traumareceiving animals. The LPB irradiation (3 J/cm2) reverted this effect by increasing the distance traveled and the number of withdrawals of the animals. The third group of experiments showed that healthy muscle mitochondria irradiated with LPB HeNe, with doses of 30 and 60 J/cm2, induced a significant increment in the activity of complexes I and IV 5 minutes after the irradiation. Additionally, LPB, with doses of 10, 30 60 J/cm2, also increased complex IV activity one hour after irradiation. In agreement, studies performed in irradiated (LPB HeNe) healthy L6 cells, with dose and 10 J/cm2, provoked increased of ATP synthaselinked oxygen consumption and required higher concentration of FCCP for inducing the maximal mitochondrial respiratory capacity. In this context, the present study demonstrates that LPB induces wound healing process and accelerates the inflammatory phase during acute traumatic muscle injury, probably by increasing the energy state of mitochondria.