Muscle Injury: Pathophysiology, Diagnosis, and Treatment.

Skeletal muscle tissue has the largest mass in the human body, accounting for 45% of the total weight. Muscle injuries can be caused by bruising, stretching or laceration. The current classification divides these injuries into mild, moderate and severe. The signs and symptoms of grade I lesions are edema and discomfort; grade II, loss of function, gaps and possible ecchymosis; and grade III, complete rupture, severe pain and extensive hematoma. The diagnosis can be confirmed by ultrasound, which is dynamic and cheap, but examiner dependent; and magnetic resonance imaging (MRI), which provides better anatomical definition. The initial phase of the treatment consists in protection, rest, optimal use of the affected limb, and cryotherapy. Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), ultrasound therapy, strengthening and stretching after the initial phase and range of motion without pain are used in the clinical treatment. On the other hand, surgery has precise indications: hematoma drainage and muscle-tendon reinsertion and reinforcement. Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia. This is an open access article published by Thieme under the terms of the Creative Commons Attribution-NonDerivative-NonCommercial License, permitting copying and reproduction so long as the original work is given appropriate credit. Contents may not be used for commecial purposes, or adapted, remixed, transformed or built upon. ( https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ).

Introduction

Muscle injuries are the most frequent cause of physical disability in sports practice. It is estimated that between 30 and 50% of all sports-associated injuries are caused by soft tissue injuries. 1 This incidence may be higher according to the sport. In athletics and soccer, ∼ 30 to 41% of all injuries are muscular, 2 3 4 while in weightlifting, muscle injuries account for up to 59%. 5

Although nonsurgical treatment results in a good prognosis in most athletes with muscle injury, the consequences of treatment failure can be dramatic, postponing the return to physical activity for weeks or even months. 6 Knowledge of some basic principles of skeletal muscle regeneration and repair mechanisms can help prevent imminent dangers and accelerate the return to sport.

Anatomy and biomechanics

Muscle fibers usually originate in a bone or dense connective tissue and insert themselves into another bone through a tendon insertion.

There are muscles that go through one or more joints to generate movement. Muscles with tonic or postural function are usually uniarticular, wide, flat, with low contraction speed and with the ability to generate and maintain large contractile strength. They are usually located in the deepest compartments.

Biarticular muscles have greater contraction speed and ability to change length; however, they have less ability to withstand tension. They are usually located in surface compartments.

Regarding shape, the fusiform muscles allow a greater range of motion, while the feathered muscles have greater contractile strength.

Fiber length is an important determinant of the amount of contraction possible in muscles. Because muscle fibers usually have oblique distribution within a muscle belly, they are usually smaller than the total length of the muscle.

Mechanisms of injury

The cause of muscle injury can be considered indirect or direct. 7 Indirect injury is related to lack of contact. It may be of functional cause, due to mechanical overload or neurological injury, 8 or structural, which occurs when there is a partial or complete muscle rupture, such as the lesion in an eccentric concentration. Direct injury occurs at the contact site, which may cause a laceration or contusion. More than 90% of all sports-related injuries are bruises or stretches. 9 Muscle lacerations are the least frequent injuries in sports.

The tensil strength exerted on the muscle leads to an excessive stretching of myofibrils and, consequently, to a rupture near the myotendinous junction. Muscle stretches are typically observed in the superficial muscles that work crossing two joints, such as the recurrent femoral, semitendinous and gastrocnemius muscles.

Hamstrings, for example, show increased muscle tension as the hip and knee extend, either at the beginning of a sprint or of a kick, into a classic mechanism of muscle injury by eccentric contraction of a biarticulate muscle. 10

Classification

Currently, there are several classification systems described for muscle injuries. In the last 10 years only, 5 different systems have been published. 11 Classically, the systems describe muscle injury at 3 different levels, mild, moderate and severe (or grade I, II and III) from imaging evaluation 12 13 or from the clinical aspects revealed. 14 New systems stage the lesions in a more complex way, 8 15 16 using, in addition to the characteristics described above, aspects related to the etiology and anatomical location of the lesion. Table 1 shows some of the current classification models. 11

Table 1

Summary of 17 currently existing muscle classification models, divided between systems based on clinical and imaging findings, systems based on image evaluation, and systems based on clinical presentation 11

1. Classifications based on clinical and imaging findings
Author	Description
Lopes, A. 1993.	Classification based on etiology and ultrasound findings Type I: muscle injury caused by extrinsic factors: muscle contusionType II: muscle injury caused by intrinsic factors without muscle ruptureType III: muscle injury caused by intrinsic factors with muscle rupture
Verrall, J. 2003.	Clinical parameters				Image findings - MRI Classification of the lesion
	Beginning		Insidious	Abrupt
	Circumstance		Playing	Training	Positive		Negative
	Pain		(0–10) visual analog scale
Malliaropoulos, N. 2010.	Clinical Grade - ROM Deficit				Image findings (US)
	I		< 10 th		Degree0 to 3(based on Peetrons)		Injury area:
	II		10 th –19 th				< 25%
	III		20 th –29 th				25–50%
	IV		> 30 th				> 50%
Pollock, N. 15 (British athletics muscle injury classification)	Degree of injury			Description		MRI
	Grade 0: referred pain
	0a			Local pain		Normal
	0b			Generalized muscle pain		normal or with signs of delayed pain
	Grade 1: small muscle injuries (< 5 cm or < 10% of total muscle area)
	1a			Fascial pain		Intermuscular fluid
	1b			Muscle or JMT pain		Intermuscular fluid
	Grade 2: moderate muscle injuries (5–15 cm or 10–50% of total muscle area)
	2a			Fascial pain		high perspherical signal
	2b			Muscle or JMT pain		high signal in JMT
	2c			Tendon pain		high sign on tendon
	Grade 3: extensive muscle injuries (> 15 cm or > 50% of total muscle area)
	3a			Fascial pain		high perspherical signal
	3b			Muscle or JMT pain		high signal in JMT
	3c			Tendon pain		high sign on tendon
	Grade 4: complete muscle injuries
	4a			Fascial pain		high perspherical signal
	4b			Muscle or JMT pain		high signal in JMT
	4c			Tendon pain		high sign on tendon
Mueller-Wohlfahrt, H. 8 (The Munich consensus statment)	A. Indirect muscle injury
	Functional muscle injury Type 1: Overload-related muscle disorder Type 1A: Fatigue-induced muscle disorder Type 1B: Late-onset muscle pain (DMIT)Type 2: Neuromuscular disorder Type 2A: Related to the spine Type 2B: Related to muscles
	Structural muscle injury Type 3: Partial muscle injury Type 3A: Minimal partial muscle injury Type 3B: Moderate partial muscle injuryType 4: Injury (sub)total Subtotal or complete muscle injury Tendinous avulsion
	B. Direct muscle injury    Bruise Laceration
Maffulli, N. 16	- Direct muscle injury   Bruise  Laceration
	- Indirect muscle injury   Nonstructural muscle injury Type 1: Fatigue muscle injury Type 1A: Fatigue-induced muscle disorder Type 1B: Late-onset muscle pain (DMIT)Type 2: Neuromuscular disorder Type 2A: Related to the spine Type 2B: Related to muscles
	- Indirect muscle injury   Structural muscle injury Type 3: Partial muscle injury Type 3A: Minimal partial muscle injury Type 3B: Moderate partial muscle injury (< 50%)Type 4: Injury (sub)total Subtotal or complete muscle injury Tendinous avulsionStructural lesions can be proximal (P), middle (M), and distal (D)
Valle, X. 7	Clinical findings
	Injury mechanism (M)		Location of the lesion (L)			Degree of injury (G)	Rescan number (R)
	T - Direct lesion of the hamstrings		P Lesion located in the proximal third of the muscle bellyM Lesion located in the middle third of the muscular bellyD Lesion located in the third of the muscular belly			0–3	0: 1 st episode 1 s t reinjury 2: 2 nd reinjury
	I - Indirect injury of the hamstrings, plus index s if it is by stretching (stretching), or index p if it is run.		P Lesion located in the proximal third of the muscle belly. The second letter is index p or d, describing whether the lesion is proximal or distal to JMT, respectivelyM Lesion located in the middle third of the muscle belly, plus the corresponding indexD Lesion located in the middle third of the muscle belly, plus the corresponding index			0–3
	N - Negative MRI injury		N p Lesion in the proximal thirdN m Injury in the middle thirdN d Lesion in the distal third			0–3
	Magnetic resonance findings
	Grade 0		Negative MRI
	Grade 1		Hyperintense muscle fiber edema without intramuscular hemorrhage or change in architecture
	Grade 2		Hyperintense edema of muscle fiber and/or paratendon with minimal intramuscular hemorrhage without gaps or minimal alteration in muscle architecture.
	Grade 3		Any gap between muscle fibers in the craniocaudal or axial plane. Hyperintense focal defect with partial retraction of muscle fibers ± intermuscular hemorrhage.
	(r) code overwrite		Used when there is intratendinous injury or affecting JMT or intramuscular injury with retraction or loss of normal tension.
2. Classifications based on image findings
Pomeranz, S. 1993.	MRI assessment
	Muscle group involved		Injury area		Location		Superficial Involvement
	Semimembranosus		< 50%		Tendineous		Yes
	Semitendinosus		> 50%		JMT		No
	Femoris biceps		Total
	Femoris square
Takebayashi, S. 12	US findings
	Type 1				Normal
	Type 2				Hyperecoic infiltration
	Type 3				Mass
	Type 4				Complete lesion (Infiltration + mass)
Peetrons, P. 13	US findings
	Grade 0		Normal
	Grade 1		Hyperecoic area, < 15 mm on the longest axis; < 5% of muscle.
	Grade 2		5–50% of muscle. Partial muscle rupture.
	Grade 3		Complete muscle or fascia injury, with collection extravasation from the injured muscle.
Slavotinek, J. 2002.	MRI image of hamstring injury
	Affected muscle			Location		Total area of the lesion
	Femoris biceps			Proximal to short biceps head		0–100%
	Semitendinosus			Distal to short biceps head
	Semimembranosus
Bordalo-Rodrigues, M. 2005	MRI image of Proximal Rectus Femoris - anatomical location
	Avulsion injury of the apophysisMusculotendinous junction injury (JMT)Muscle contusion and laceration
Cohen, S. 2011.	MRI-based graduation system
	Item	Description		0 points	1 point	2 points	3 points
	1	N° of muscles involved		No	1	2	3
	2	Location		−	Proximal	Middle	Distal
	3	Insertion		No	−	Yes	−
	4	Total area of injury in % of the muscle involved		0%	25%	50%	≥ 75%
	5	Retraction		No	−	> 2 cm	−
	6	Longitudinal axis involvement		0 cm	1–5 cm	6–10 cm	> 10 cm
Chan, O. 2012	Graduation based on imaging findings and lesion site
	Degree		MRI		US		Local
	I (distension)		< 5% fiber rupture;		Normal; without distortion of architecture		. Proximal to JMT
	II (Partial loom)		< 5% fiber rupture; high intramuscular signal; edema and bleeding of the muscle or JMT extending to the fascial planes between the muscle groups		Discontinuity of muscle fibers		MuscleA. Proximal B. MediumC. Distal
	III (Complete loom)		Complete discontinuity of muscle fibers, hematoma, and muscle retraction		Comparable with MRI		Distal to JMT
Corazza, A. 2013.	Combined US-MRI assessment
	Degree	MRI			US
	0	No pathological findings			No pathological findings
	I	Muscle edema without tissue alteration			Altered echotexture at the site of pain, without rupture
	Ii	Partial muscle injury			Lesion with associated hematoma
	Iii	Complete muscle injury			Complete muscle injury
3. Classifications based on clinical findings
Bass, A. 1969.	Classifies muscle injuries by etiology and location
	Type	Etiology			Location
	I	Direct external contact			Intramuscular
	Ii	Twitch			Intermuscular
Wise, D. 1977	Classification based on cause, severity, and location of leg muscle injury
	Indirect lesions - inflammation
	Direct injuries - trauma
	Degree	Pain	Circumference difference	Arc of motion	During contraction
					Pain	Loss of strength	Function disorder
	I	Minimum;	< 6 mm	100%	Minimum	No	Moderate
	Ii	Substantial	6–12 mm	50%	Middle	Middle	Important
	Iii	Intractable	> 12 mm	<5 0%	Serious	almost total	Don't step

Abbreviations: JMT, myotendinous junction; MRI, magnectic resonance imaging; US, ultrasound.

The classification proposed by Mueller-Wohlfarht et al., 8 known as the Munich Consensus, and the system described by Mafulli et al., 16 also consider etiological aspects. These classify muscle injury as direct, caused by contusion or laceration, and indirect, subclassified into functional (nonstructural) or structural.

The system described by Pollock et al. 15 ( British athletics muscle injury classification) uses the anatomical location and extension of the lesion. It evaluates, through imaging, whether the damage is superficial (myofascial tissue), if it affects the myotendinous junction, or if there is a tendon injury.

The classification published by Valle et al. 7 seeks to group four characteristics of muscle injury into a system formed by the initials MLG-R, related to each letter as follows: mechanism of injury (M), location (L), degree of injury (G) and number of re-injuries (R).

The systems described above also consider clinical aspects, such as intensity, time of onset, and location of pain, to define the type of lesion and provide an adequate prognosis.

The classification of muscle injury in 3 levels is still well-known and used. It is usually based on clinical findings that are related to the extent of muscle tissue rupture, as described below.

Stretches and mild contusions (grade I) represent an injury of only a few muscle fibers with small edema and discomfort, accompanied by no or minimal loss of strength and movement restriction. It is not possible to palpate any muscle defect during muscle contraction. Although pain does not cause significant functional disability, maintenance of the athlete in activity is not recommended due to the high risk of increasing the extent of the injury. 4

Moderate stretches and bruises (grade II) cause greater damage to the muscle, with evident loss of function (ability to contract). It is possible to palpate a small muscle defect, or gap, at the site of the lesion, and a slight local hematoma with eventual ecchymosis occurs within 2 to 3 days. The evolution to healing usually lasts from 2 to 3 weeks and, in ∼1 month, the patient can return to physical activity slowly and carefully. 14

An injury extending throughout the transverse session of the muscle and resulting in virtually complete loss of muscle function and severe pain is determined as severe stretch or contusion (grade III). The failure in the muscle structure is evident, and the ecchymosis is usually extensive, often distant to the site of rupture. This type of injury requires intense rehabilitation and for long periods of up to 3 to 4 months. The patient may remain with some degree of pain for months after the occurrence and treatment of the lesion. 14

Pathophysiology

Skeletal muscle healing follows a constant order, with no major changes depending on the cause (contusion, stretch or laceration).

Three phases were identified in this process: destruction, repair, and remodeling. The last two phases (repair and remodeling) overlap and are closely related.

Phase 1 : destruction – characterized by rupture and subsequent necrosis of myofibrils, by the formation of hematoma in the space formed between the ruptured muscle, and by the proliferation of inflammatory cells.

Phase 2 : repair and remodeling – consists of the phagocytosis of the necrotic tissue, the regeneration of myofibrils, and the concomitant production of connective scar tissue, as well as vascular neoformation and neural growth.

Phase 3 : remodeling – maturation period of regenerated myofibrils, contraction and reorganization of scar tissue, and recovery of muscle functional capacity.

Since myofibrils are fusiform and very long, there is an imminent risk that the necrosis initiated at the site of the lesion extends throughout the length of the fiber. However, there is a specific structure, called a contraction band, which is a condensation of the cytoskeletal material that acts as an "antifire system". 17

Once the destruction phase decreases, the present repair of muscle injury begins with two simultaneous and competitive processes: the regeneration of the myofibril route and the formation of the scar connective tissue. A balanced progression of these processes is a prerequisite for optimal recovery of contractile muscle function. 17

Although myofibrils are generally considered nonlytic, the regenerative capacity of skeletal muscle is guaranteed by an intrinsic mechanism that restores the injured contractile tract. During embryonic development, an undifferentiated cell reserve pool called satellite cells is stored below the basal lamina of each myofibril. In response to the lesion, these cells first proliferate, then differentiate into myofibrils, and finally join each other to form multinucleated myobribules. 18

Over time, the formed scar decreases in size, leading the edges of the lesion to a greater grip with each other. However, it is not known whether the transection of the myofibrils from the opposite sides of the scar will definitely merge with each other or if it will form a septum of connective tissue between them. 19

Immediately after the muscle injury, the interval formed between the rupture of muscle fibers is filled by hematoma. From the 1 st day, inflammatory cells, including phagocytes, invade the hematoma and begin to organize the clot. 20

Blood-derived fibrin and fibronectin intersperse to form granulation tissue, an initial frame and anchoring of the site for the recruited fibroblasts. 17 More importantly, this new formed fabric provides the property of initial tension to resist the contractions applied against it.

Approximately 10 days after the trauma, the maturation of the scar reaches a point in which it is no longer the most fragile site of the muscle injury. 21

Although most skeletal muscle lesions heal without the formation of disabling fibrous scar tissue, fibroblast proliferation may be excessive, resulting in the formation of dense scar tissue within the muscle lesion.

A vital process for the regeneration of the injured muscle is the area of vascularization. Restoration of vascular supply is the first sign of regeneration and is a prerequisite for subsequent morphological and functional recoveries. 21

Diagnosis

The diagnosis of muscle injury begins with a detailed clinical history of the trauma followed by a physical examination with inspection and palpation of the muscles involved, as well as function tests with and without external resistance. 23 The diagnosis is easy when a typical history of muscle contusion is accompanied by an evident edema or ecchymosis distal to the lesion.

Complementary exams

Imaging tests such as ultrasound (US), computed tomography (CT), and magnetic resonance imaging (MRI) provide useful information to verify and determine the lesion more accurately. New methods have been studied to detect physiological changes related to muscle injury, such as thermography.

Ultrasonography is traditionally considered the method of choice for initial evaluation of muscle injury. It is a relatively inexpensive and easily accessible imaging method. It is possible to dynamically evaluate muscle contraction and rupture. Renoux et al. 24 demonstrated a correlation between the severity of the acute muscle injury assessed by US with the time of return to sports activities. This examination presents the disadvantage of being examiner-dependent, having limited field of vision and reduced sensitivity for morphological evaluation. 25

Computed tomography has already been shown to be able to identify changes related to muscle injuries, such as the presence of edema. 26 But the fact that CT generates radiation and produces a static image with little definition in relation to MRI 26 caused this evaluation method to be replaced.

Magnetic resonance imaging allows detailed evaluation of muscle morphology due to the ability to generate multiplanar and high-resolution soft tissue images. 25 It is the method of image evaluation used by many authors to define the classification of muscle injury. 8 15 16 The ability to differentiate ruptures and edemas and to perform calculation of the size of the hematoma proved to be useful in guiding the return time and the risk of re-injury in athletes. 27 In chronic lesions, it has the ability to show signs of tissue healing and fatty degeneration. 25 Advanced MRI techniques allow the evaluation of microstructure and muscle composition. 25

Infrared medical thermography enables a noninvasive and nonradioactive assessment of body temperature. It allows the detection of physiological changes that mean increased risk of muscle injuries, such as inflammatory reactions by overload. 28 29 Thermography does not show data from deep surfaces and should not be used as a single diagnostic tool. Its use has been shown to be effective in preventing muscle injuries, reducing the incidence of injuries in professional soccer players by > 60%. 30

Treatment

The current principles of treatment of muscle injury are lacking in solid scientific foundations.

Early mobilization induces an increase in local vascularization in the lesion area, better regeneration of muscle fibers, and better parallelism between the orientation of regenerated myofibrils when compared with movement restriction. 31 However, reruptures at the original site of the trauma are common if active mobilization begins immediately after the injury. 33

A short immobilization period with firm or similar adhesive bandage is recommended. This period of rest allows the scar tissue to reconnect to the muscle failure. 9

The patient should use a pair of crutches for the most severe muscle injuries of the lower limbs, especially in the initial 3 to 7 days.

Acute phase

Immediate treatment for skeletal muscle injury or any soft tissue injury is known as the Protection, Rest, Ice, Compression, and Elevation (PRICE) principle. The justification for using the PRICE principle is because it is very practical, since the five measures cry out to minimize bleeding from the site of the injury. 23 Some authors advocate the use of the POLICE protocol, which presents as the main innovation the orientation for the optimized use of the injured limb in the acute phase, avoiding the adverse effects of long periods of rest. 33

Putting the injured limb at rest soon after the trauma prevents a late muscle retraction or the formation of a larger muscle gap by reducing the size of the hematoma and, subsequently, the size of the scar connective tissue. Regarding the use of ice, it was shown that the early use of cryotherapy is associated with a significantly smaller hematoma in the gap of ruptured muscle fibers, with lower inflammation, 34 and with accelerated regeneration. 35

The combination of ice application and compression in shifts of 15 to 20 minutes, repeated within intervals of between 30 and 60 minutes is recommended, since this type of protocol results in a decrease in 3° to 7°C of intramuscular temperature and in a 50% reduction of intramuscular blood flow. 37

Finally, the elevation of the limb above the level of the heart results in decreased hydrostatic pressure, reducing the accumulation of fluid in the interstitial space.

Medication

There are few controlled studies using non-hormonal anti-inflammatory drugs (NHAIDs) or glucocorticoids in the treatment of muscle injuries in humans. O'Grady et al. 37 reported that the use of anti-inflammatory drugs in the treatment of in situ necrosis, the mildest type of muscle injury, in the short term, results in a transient improvement in the recovery of exercise-induced muscle injury. Despite the lack of evidence, the effects of NHAIDs have been well-documented. Järvinen 19 argued that short-term use in the early stages of recovery decreased the cellular inflammatory reaction without side effects on the healing process, on the tensil strength, or on the ability to contract muscle.

Furthermore, INAD does not delay the abilities activated by satellite cells in the proliferation or in the formation of myotubules. 38 However, chronic use seems to be harmful in the model of eccentric contraction in stretch lesions, as discussed by Mishra et al. 39

Regarding the use of glucocorticoids, delays in the elimination of hematoma and necrotic tissue were reported, as well as delay in the regeneration process and reduction of the biomechanical strength of the injured muscle. 40

Isometric training (muscle contraction in which the muscle length remains constant and tension changes) can be started without the use of weights and, later, with the addition of them. Special attention should be taken to ensure that all isometric exercises are performed painlessly.

Isotonic training (muscle contraction in which the muscle size changes and tension is maintained) can be initiated when isometric training is performed painlessly with resisted loads.

Isokinetic exercise with minimum load can be initiated once the two previous exercises are performed painlessly.

Acute postphase treatment

Local application of heat or “contrast therapy” (hot and cold) can be of value, accompanied by careful passive and active stretching of the affected muscle. It is emphasized that any rehabilitation activity should be initiated with the proper heating of the injured muscle. 41

Another reason for stretching is to distend the mature scar tissue during the phase when it is still plastic. Pain-free scar stretches can be acquired by gradual stretches, starting with shifts of 10 to 15 seconds and then progressing to periods of up to 1 minute.

However, if the symptoms caused by the lesion do not improve in between 3 and 5 days after the trauma, the possibility of an intramuscular hematoma or of extensively injured tissue that will require special attention should be considered. Puncture or aspiration of the hematoma may be necessary.

Ultrasound

Therapeutic US is diffusely recommended and used in the treatment of muscle injury; some authors argue that there is vague scientific evidence of its effectiveness. 42 The fact that US produces micromassages by high frequency waves apparently makes it work for pain relief. Engelmann et al. 43 showed a reduction in inflammatory activity with the use of pulsed US. Ultrasound may also be useful for the performance of therapeutic procedures and in the surgical treatment of muscle injuries. 44 45

Surgical treatment

There are precise indications in which surgical intervention is required. These indications include patients with large intramuscular hematomas, complete lesions or ruptures (grade III) with little or no associated agonist musculature, and partial lesions in which more than half of the muscle is ruptured. 46 47

Surgical intervention can also be considered if the patient complains of persistent pain when stretching for > 4 to 6 months, particularly if there is an extension deficit. In this case, scar injuries should be suspected, restricting muscle movement at the site of the injury.

After surgical repair, the muscle should be protected by an elastic bandage around the limb to promote relative immobility and compression. Naturally, the duration of immobilization depends on the severity of the trauma. Patients with complete rupture of the quadriceps or of the gastrocnemius muscle are instructed not to load the limb for at least 4 weeks.

If the gap or muscle failure is exceptionally wide, the denervated part can generate a permanent neurological deficit and consequent muscle atrophy. 21 Surgical repair in these circumstances increases the chance of reinnervation, and the development of thick scar tissue can be avoided.

New perspectives

The therapeutic use of growth factors and gene therapy, alone or in combination, and the application of stem cells provide the latest and most promising existing therapeutic options. However, there is currently a need for greater scientific validation for its intensification in the treatment of skeletal muscle injuries.

Growth factors and cytokines are potent mitogenic activators for numerous cells, including myogenic precursor cells (MPCs) during the regeneration of injured muscle cells. 48 Therefore, they are promising therapeutic options to aid in the recovery of skeletal muscles.

In relation to stem cells, it has recently been shown that, in response to the injury, not only tissue-specific cells, but also nonmuscle stem cells participate in the repair process. 49

The first steps of gene therapy have already been taken. Successful studies have shown good results of the use of stem cells in muscle tissue in the treatment of muscular dystrophy, of cardiac muscle injuries, and of urinary incontinence. 10 50 Future studies will demonstrate in which sphere gene therapy can fulfill the current expectations regarding the treatment of muscle trauma scans.

Clinical Presentation

Quadriceps muscle injury

Distal quadriceps injury is an unusual lesion, occurring more frequently in individuals > 40 years old. 51 The injury may occur due to direct trauma, but it is classically reported as a forced eccentric contraction in a position of slight flexion of the lower limb in an attempt to regain balance at the time of a fall.

Spontaneous ruptures and bilateral ruptures have been described in athletes with systemic metabolic disorders and steroid use. 51

The diagnosis of rupture is based on clinical findings. The patient typically presents, after a fall with flexed knees, acute pain above the patella and the inability to remain in the orthostatic position without assistance.

During physical examination, the patient is not able to actively extend the knee and, often, there is a palpable interval above the patella, known as the "groove sign" or gap test. Patients can actively flex the knee and have total passive knee flexion and extension.

Plain radiography is an inexpensive tool for the diagnosis of breakage. Although it does not show a specific alteration of the lesion, it shows indirect signs of rupture. Soft tissue edema, joint effusion, calcifications, shadow of quadriceps rupture, and low patella are all indirect signs seen on plain radiography. 53

Ultrasound is another inexpensive method for diagnosing muscle injury. Magnetic resonance imaging is particularly useful for better visualization, accuracy of lesion location and extent, and anatomical details for preoperative programming.

For complete muscle ruptures, the treatment is surgical. Early surgical treatment in these cases is associated with better functional results. 54 The delay in surgical repair is associated with a period of prolonged physiotherapy, with inadequate flexion, and with loss of total knee extension. 54 After surgical repair, patients have the knee immobilized for 4 to 6 weeks.

Injury of the hamstring muscles

The hamstring muscles are the least elongated of the lower limb and, for this reason, more easily injured during eccentric muscle contraction.

The severity of the injury is usually neglected, especially in the acute phase.

Hamstring stretching is the most common lesion in athletes. 55

The diagnosis of the lesion is usually made from a high rate of clinical suspicion and careful clinical examination. Magnetic resonance imaging is valuable for differentiating between a complete or incomplete lesion and for treatment planning.

Complete rupture of the hamstring muscles proximally in their origin is rare. The conduction of the case varies between conservative treatment with an immobilizer in flexion and surgical repair in a second moment. Although surgical repair in a second moment may show good results, early repair allows for faster functional rehabilitation and avoids the potential neurological symptom of gluteal sciatica.

Adductor muscle injury

The adductor muscle group acts in conjunction with the low abdominal muscles to stabilize the pelvis during activities involving the lower limbs. Athletes who participate in activities that require repetitive kicks, starts, or frequent changes of direction have a higher incidence of chronic pain in the topography of the adductors. 5

There is evidence that athletes with imbalance between the adductor musculature and the abdominal wall are more likely to acquire pubalgia during the season. 57 Weakness of the adductor muscles and decreased amplitude of hip movement are also related to pubalgia. 58

Patients typically present with a sore groin area or medial pain in the thigh and may or may not report a triggering factor. On physical examination, pain is presented on palpation with focal edema along the adductor muscles and decreased muscle strength and pain in resistance exercise of hip adduction.

The diagnosis can be made with the findings of the physical examination. However, contrast-enhanced MRI may be useful to confirm the diagnosis or to make the differential diagnosis between pubic osteitis and sports hernia. 59

The initial treatment is conservative. Infiltration of the long adductor entese may be useful for refractory treatment. In cases of acute rupture, open surgical repair with anchor placement and suture has been described with good results. 60

Patients may resume the sport after returning to the previous pattern of strengthening and range of motion of the hip and resolution of pain. Due to the predisposition of the adductor injury to be caused by muscle imbalance, attention should be paid to strengthening the musculature to prevent further injuries.

Injury of gastrocnemius muscles

Like the hamstring and quadriceps muscles, the gastrocnemius is prone to injury because it crosses two joints.

The medial head of the gastrocnemius is more commonly injured than the lateral head, since it is more active. 61 Deep vein thrombosis may be associated with or be a differential diagnosis of calf pain, as well as thrombophlebitis. 62

The term tennis leg has been used to describe calf pain and injury. The term is attributed to the movement of the serve in tennis, in which there is a complete extension of the knee associated with an abrupt dorsiflexion of the ankle, causing maximum stretching of the calf. However, this injury has also been described in young athletes during periods of strenuous exercises such as basketball, running, and bodybuilding. 63

The onset of pain is sudden, with focal edema and ecmosis of the calf. Classically, tennis leg is referred to as a lesion of the distal myotendinous junction, although proximal injury may occur.

Because of the superficial nature of the lesion, US evaluation is reliable, makes it possible to easily exclude the presence of deep vein thrombosis, and provides aspiration of image-guided liquid collections.

The treatment of most gastrocnemius lesions is conservative. Occasionally, surgery should be performed to drain hematomas, to repair a grade III lesion, or to perform compartmental decompression in cases of compartment syndrome.

Pectoral muscle snare injury

The pectoralis major (PM) muscle presents a complex anatomy. The tendon is bilaminar (anterior and posterior layers) and the muscular belly is composed of the clavicular head and of the sternal head, divided into 7 segments. 65

Cases of PM muscle injury have become more common in recent years. The main reason is the increase in the practice of weightlifting . The most common mechanism is indirect injury during the eccentric phase in weightlifting in supine. 65 This injury is also frequent in sports such as gymnastics, Greco-Roman wrestling, and windsurfing. 66

Loss of upper limb adduction strength leads to the need for surgical treatment, both for acute (up to 3 weeks) and chronic (after 3 weeks) lesions. Treatment in the acute phase is usually repair near the humeral insertion. In chronic lesions, reconstruction of the PM tendon with the use of flexor tendons may be necessary. 66

Minor pectoral muscle injuries are rare, and are often confused with PM injury. Conservative treatment was effective in the few reported cases of this type of lesion. 67

Distal lesion of the brachial biceps muscle

The brachial biceps muscle is composed of the long head, which originates in the supraglenoidal tubercle and acts on the supination, and of the short head, which originates from the coracoid process and presents a greater performance in elbow flexion. The distal insertion is in the radial tuberosity. 68

Distal rupture is uncommon, occurring in 10% of all lesions of the biceps. It happens mainly in the dominant limb, in male patients. The mechanism is eccentric contraction during elbow extension. 9

Biomechanical studies show reduced supination strength and resistance and a lower loss of elbow flexion strength. Conservative treatment is usually indicated for sedentary or low-demand patients. 68 Surgical treatment is performed by reinsertion into the radial tuberosity with the use of cortical buttons, anchors, interference screw, or transosseous suture. 68

Final Considerations

Understanding the pathophysiological mechanisms that regulate muscle repair and its adaptation to physical training are essential for the professional who proposes to treat these patients. They are the basis for the development of means of injury prevention and for the proper treatment and rehabilitation of installed injuries.

Regarding the appropriate time of return to training specific to the sport, the decision can be based on two simple and inexpensive measures: the ability to lengthen the injured muscle as much as the healthy contralateral side, and absence of pain in the injured muscle in basic movements.

When the patient refers to reaching this point in recovery, permission to gradually start the exercises specific to the sport is guaranteed. However, it should always be emphasized that the final phase of rehabilitation should be carried out under the supervision of a qualified professional.

Introdução

As lesões musculares são a causa mais frequente de incapacidade física na prática esportiva. Estima-se que entre 30 e 50% de todas as lesões associadas ao esporte são causadas por lesões de tecidos moles. 1 Tal incidência pode ser mais elevada de acordo com o esporte. No atletismo e no futebol, cerca ∼ 30 a 41% de todas as lesões são musculares, 2 3 4 enquanto no levantamento de peso, as lesões musculares representam até 59% das injúrias. 5

Apesar de o tratamento não cirúrgico resultar em bom prognóstico na maioria dos atletas com lesão muscular, as consequências da falha do tratamento podem ser dramáticas, postergando o retorno à atividade física por semanas ou até mesmo meses. 6 O conhecimento de alguns princípios básicos da regeneração e dos mecanismos de reparo do músculo esquelético pode ajudar a evitar perigos iminentes e acelerar o retorno ao esporte.

Anatomia e biomecânica

As fibras musculares geralmente se originam em um osso ou tecido conectivo denso e se inserem em outro osso através de uma inserção tendínea.

Há músculos que atravessam uma ou mais articulações para gerar movimento. Os músculos com função tônica ou postural geralmente são uniarticulares, largos, planos, com velocidade de contração baixa e com capacidade de geração e manutenção de força contrátil grande. Geralmente, estão localizados nos compartimentos mais profundos.

Os músculos biarticulares têm velocidade de contração e capacidade para mudança de comprimento maiores; contudo, possuem menor capacidade de suportar tensão. Geralmente, estão localizados em compartimentos superficiais.

Quanto à forma, os músculos fusiformes permitem uma maior amplitude de movimento, enquanto os músculos penados têm maior força contrátil.

O comprimento da fibra é um determinante importante da quantidade de contração possível no músculo. Como as fibras musculares geralmente apresentam distribuição oblíqua dentro de um ventre muscular, elas geralmente são menores do que o comprimento total do músculo.

Mecanismos de lesão

A causa da lesão muscular pode ser considerada indireta ou direta. 7 A lesão indireta é relacionada a ausência de contato. Pode ser de causa funcional, por sobrecarga mecânica ou lesão neurológica, 8 ou estrutural, que ocorre quando há uma ruptura muscular parcial ou completa, como a lesão em uma concentração excêntrica. A lesão direta ocorre no local do contato, podendo causar uma laceração ou contusão. Mais de 90% de todas as lesões relacionadas ao esporte são contusões ou estiramento. 9 Já as lacerações musculares são as lesões menos frequentes no esporte.

A força tênsil exercida sobre o músculo leva a um excessivo estiramento das miofibrilas e, consequentemente, a uma ruptura próxima à junção miotendínea. Os estiramentos musculares são tipicamente observados nos músculos superficiais que trabalham cruzando duas articulações, como os músculos reto femoral, semitendíneo e gastrocnêmio.

Os isquiotibiais, por exemplo, apresentam um aumento da tensão muscular à medida que o quadril flete e o joelho estende, seja no início de um sprint ou de um chute, em um clássico mecanismo de lesão muscular por contração excêntrica de um músculo biarticulado. 10

Classificação

Atualmente, há vários sistemas de classificação descritos para as lesões musculares. Apenas nos últimos 10 anos, 5 sistemas diferentes foram publicados. 11 Classicamente, os sistemas descrevem a lesão muscular em 3 diferentes níveis: leves, moderadas e graves (ou graus I, II e III) a partir de avaliação por imagem 12 13 ou dos aspectos clínicos revelados. 14 Novos sistemas estadiam as lesões de forma mais complexa, 8 15 16 utilizando, além das características descritas acima, aspectos relacionados à etiologia e à localização anatômica da lesão. A Tabela 1 mostra alguns dos modelos de classificação existentes atualmente. 11

Tabela 1

Resumo de 17 modelos de classificação muscular existentes atualmente, divididos entre sistemas baseados em achados clínicos e por imagem, sistemas baseados na avaliação por imagem e sistemas baseados na apresentação clínica 11

1. Classificações baseadas em achados clinicos e de imagem
Autor	Descrição
Lopes, A. 1993.	Classificação baseada na etiologia e achados da ultrasonografia Tipo I: lesão muscular causada por fatores extrínsecos: contusão muscularTipo II: lesão muscular causada por fatores intrínsecos sem ruptura muscularTipo III: lesão muscular causada por fatores intrínsecos com ruptura muscular
Verrall, J. 2003.	Parâmetros clínicos				Achados da imagem - RM Classificação da lesão
	Início		Insidioso	Abrupto
	Circunstância		Jogando	Treinando	Positiva		Negativa
	Dor		(0-10) escala visual analógica
Malliaropoulos, N. 2010.	Grau Clínico – Déficit de ADM				Achados da imagem (US)
	I			< 10°	Grau0 to 3(baseado em Peetrons)	Área de lesão:
	II			10°–19°		< 25%
	III			20°–29°		25–50%
	IV			> 30°		> 50%
Pollock, N. 15 (British athletics muscle injury classification)	Grau da lesão			Descrição		RM
	Grau 0: dor referida
	0a			Dor local		Normal
	0b			Dor muscular generalizada		normal ou com sinais de dor tardia
	Grau 1: lesões musculares pequenas (< 5 cm ou < 10% da área muscular total)
	1a			Dor fascial		Líquido intermuscular
	1b			Dor muscular ou da JMT		Líquido intermuscular
	Grau 2: lesões musculares moderadas (5–15 cm ou 10–50% da área muscular total)
	2a			Dor fascial		alto sinal perférico
	2b			Dor muscular ou da JMT		alto sinal na JMT
	2c			Dor tendínea		alto sinal no tendão
	Grau 3: lesões musculares extensas (> 15 cm or > 50% da área muscular total)
	3a			Dor fascial		alto sinal perférico
	3b			Dor muscular ou da JMT		alto sinal na JMT
	3c			Dor tendínea		alto sinal no tendão
	Grau 4: lesões musculares completas
	4a			Dor fascial		alto sinal perférico
	4b			Dor muscular ou da JMT		alto sinal na JMT
	4c			Dor tendínea		alto sinal no tendão
Mueller-Wohlfahrt, H. 8 (The Munich consensus statment)	A. Lesão muscular indireta
	Lesão muscular funcional Tipo 1: Desordem muscular relacionada à sobrecarga Tipo 1A: Desordem muscular induzida por fadiga Tipo 1B: Dor muscular de início tardio (DMIT)Tipo 2: Desordem neuromuscular Tipo 2A: Relacionada à coluna vertebral Tipo 2B: Relacionada à musculatura
	Lesão muscular estrutural Tipo 3: Lesão muscular parcial Tipo 3A: Mínima lesão muscular parcial Tipo 3B: Moderada lesão muscular parcialTipo 4: Lesão (sub)total Lesão muscular subtotal ou completa Avulsão tendínea
	B. Lesão muscular direta    Contusão Laceração
Maffulli, N. 16	- Lesão muscular direta   Contusão  Laceração
	- Lesão muscular indireta   Lesão muscular não estrutural Tipo 1: Lesão muscular por fadiga Tipo 1A: Desordem muscular induzida por fadiga Tipo 1B: Dor muscular de início tardio (DMIT)Tipo 2: Desordem n euromuscular Tipo 2A: Relacionada à coluna vertebral Tipo 2B: Relacionada à musculatura
	- Lesão muscular indireta   Lesão muscular estrutural Tipo 3: Lesão muscular parcial Tipo 3A: Mínima lesão muscular parcial Tipo 3B: Moderada lesão muscular parcial (< 50%)Tipo 4: Lesão (sub)total Lesão muscular subtotal ou completa Avulsão tendíneaLesões estruturais podem ser proximal (P), média (M), e distal (D)
Valle, X. 7	Achados clínicos
	Mecanismo de lesão (M)	Localização da lesão (L)				Grau da lesão (G)	Número de relesão (R)
	T – Lesão direta dos isquiotibiais	P Lesão localizada no terço proximal do ventre muscularM Lesão localizada no terço médio do ventre muscularD Lesão localizada no terço dstal do ventre muscular				0–3	0: 1° episódio1: 1ª relesão2: 2ª relesão
	I - Lesão indireta dos isquiotibiais , mais index s se for por alongamento (stretching), ou index p se for corrida.	P Lesão localizada no terço proximal do ventre muscular. A segunda letra é o index p ou d, descrevendo se a lesão é proximal ou distal a JMT, respectivamenteM Lesão localizada no terço médio do ventre muscular, mais o index correspondenteD Lesão localizada no terço médio do ventre muscular, mais o index correspondente				0–3
	N – Lesão negativa na RM	N p Lesão no terço proximalN m Lesão no terço médioN d Lesão no terço distal				0–3
	Achados da ressonância magnética
	Grau 0	RM negativa
	Grau 1	Edema hiperintenso de fibra muscular sem hemorragia intramuscular ou alteração na arquitetura
	Grau 2	Edema hiperintenso de fibra muscular e/ou paratendão com mínima hemorragia intramuscular sem gaps ou mínima alteração na arquitetura muscular.
	Grau 3	Qualquer gap entre fibras musculares no plano craniocaudal ou axial. Defeito focal hiperintenso com retração parcial das fibras musculares ± hemorragia intermuscular.
	(r) código sobrescrito	Usado quando há lesão intra-tendínea ou afetando a JMT ou lesão intramuscular com retração ou perda da tensão normal.
2. Classificações baseadas em achados por imagem
Pomeranz, S. 1993.	Avaliação por RM
	Grupo muscular envolvido	Área da lesão			Localização		Envolvimento Superficial
	Semimembranosus	< 50%			Tendínea		sim
	Semitendinosus	> 50%			JMT		Não
	Biceps femoris	Total
	Quadratus femoris
Takebayashi, S. 12	Achados do US
	Tipo 1				Normal
	Tipo 2				Infiltração hiperecóica
	Tipo 3				Massa
	Type 4				Lesão completa (Infiltraçao + massa)
Peetrons, P. 13	Achados do US
	Grau 0	Normal
	Grau 1	Área hiperecóica, < 15 mm no eixo mais longo; < 5% do músculo.
	Grau 2	5–50% do músculo. Ruptura muscular parcial.
	Grau 3	Lesão completa do músculo ou fáscia, com extravasamento de coleção a partir do músculo lesionado.
Slavotinek, J. 2002.	Imagem de RM de lesão dos Isquiotibiais
	Músculo afetado			Localização		Área total da lesão
	Biceps femoris			Proximal à cabeça curta do biceps		0–100%
	Semitendinosus			Distal à cabeça curta do biceps
	Semimembranosus
Bordalo-Rodrigues, M. 2005	Imagem de RM do Proximal Rectus Femoris – localização anatômica
	Lesão por avulsão da apófiseLesão na junção musculotendínea (JMT)Contusão muscular e laceração
Cohen, S. 2011.	Sistema de graduação baseado na RM
	Item	Descrição		0 points	1 point	2 points	3 points
	1	N° de músculos envolvidos		Nenhum	1	2	3
	2	Localização		−	Proximal	Médio	Distal
	3	Inserção		Não	−	Sim	−
	4	Área total da lesão em % do músculo envolvido		0%	25%	50%	≥ 75%
	5	Retração		Não	−	> 2cm	−
	6	Envolvimento do eixo longitudinal		0 cm	1–5cm	6–10cm	> 10cm
Chan, O. 2012	Graduação baseada nos achados de imagem e local da lesão
	Grau	RM			US		Local
	I (distensão)	Menos de 5% de ruptura das fibras; alto sinal intramuscular			Normal; sem distorção da arquitetura		Proximal à JMT
	II (Partial tear)	Menos de 5% de ruptura das fibras; alto sinal intramuscular; edema e hemorragia do músculo ou JMT que se extende aos planos fasciais entre os grupos musculares			Descontinuidade das fibras musculares		MúsculoA. Proximal B. MédioC. Distal
	III (Complete tear)	Completa discontinuidade das fibras musculares, hematoma e retração muscular			Comparável com RM		Distal à JMT
Corazza, A. 2013.	Avaliação US-RM combinadas
	Grau	MRI			US
	0	Sem achados patológicos			Sem achados patológicos
	I	Edema muscular sem alteração do tecido			Ecotextura alterada no local da dor, sem ruptura
	II	Lesão muscular parcial			Lesão com hematoma associado
	III	Lesão muscular completa			Lesão muscular completa
3. Classificações baseadas nos achados clínicos
Bass, A. 1969.	Classifica lesões musculares por etiologia e localização
	Tipo	Etiologia			Localização
	I	Contato externo direto			Intramuscular
	II	Contração muscular			Intermuscular
Wise, D. 1977	Classificação baseada em causa, gravidade e localização da lesão muscular na perna
	Lesões indiretas – inflamação
	Lesões diretas - trauma
	Grau	Dor	Diferença de circunferência	Arco de movimento	Durante contração
					Dor	Perda de força	Distúrbio da função
	I	Mínimo;	< 6mm	100%	Mínimo	Nenhum	moderado
	II	Substancial	6–12mm	50%	Médio	Médio	importante
	III	Intratável	> 12mm	<50%	grave	quase total	Não pisa

Abreviações: JMT, junção miotendínea; RM, ressonância magnética; US, ultrassom.

A classificação proposta por Mueller-Wohlfarht et al., 8 conhecida como o Consenso de Munique, e o sistema descrito por Mafulli et al., 16 consideram também aspectos etiológicos. Estes classificam a lesão muscular como direta, causada por contusão ou laceração, e indireta, subclassificada em funcional (não estrutural) ou estrutural.

O sistema descrito por Pollock et al. 15 ( British athletics muscle injury classification ) utiliza a localização anatômica e a extensão da lesão. Avalia, através de exame de imagem, se o dano é superficial (tecido miofascial), acomete a junção miotendínea, ou se há lesão tendínea.

A classificação publicada por Valle et al. 7 busca agrupar quatro características da lesão muscular em um sistema formado pelas iniciais MLG-R, relacionando a cada uma delas: mecanismo de lesão (M), localização (L), grau da lesão (G) e número de re-lesões (R).

Os sistemas descritos acima também consideram aspectos clínicos, como intensidade, tempo de início e localização da dor, para definir o tipo de lesão e fornecer um prognóstico adequado.

A classificação da lesão muscular em três níveis ainda é bastante conhecida e utilizada. Normalmente, baseia-se em achados clínicos que são relacionados à extensão da ruptura do tecido muscular, como descrito abaixo.

Estiramentos e contusões leves (grau I) representam uma lesão de apenas algumas fibras musculares com pequeno edema e desconforto, acompanhadas de nenhuma ou mínima perda de força e restrição de movimentos. Não é possível palpar-se qualquer defeito muscular durante a contração muscular. Apesar de a dor não causar incapacidade funcional significativa, a manutenção do atleta em atividade não é recomendada devido ao grande risco de aumentar a extensão da lesão. 14

Estiramentos e contusões moderadas (grau II) provocam um dano maior ao músculo, com evidente perda de função (habilidade para contrair). É possível palpar-se um pequeno defeito muscular, ou gap, no sítio da lesão, e ocorre a formação de um discreto hematoma local com eventual ecmose dentro de 2 a 3 dias. A evolução para a cicatrização costuma durar de 2 a 3 semanas e, em ∼ 1 mês, o paciente pode retornar à atividade física de forma lenta e cuidadosa. 14

Uma lesão estendendo-se por toda a sessão transversa do músculo e resultando em virtualmente completa perda de função muscular e dor intensa é determinada como estiramento ou contusão grave (grau III). A falha na estrutura muscular é evidente, e a equimose costuma ser extensa, situando-se muitas vezes distante ao local da ruptura. Este tipo de lesão necessita de reabilitação intensa e por períodos longos, de até 3 a 4 meses. O paciente pode permanecer com algum grau de dor por meses após a ocorrência e o tratamento da lesão. 14

Fisiopatologia

A cicatrização do músculo esquelético segue uma ordem constante, sem alterações importantes conforme a causa (contusão, estiramento ou laceração).

Três fases foram identificadas neste processo: destruição, reparo e remodelação. As duas últimas fases (reparo e remodelação) se sobrepõem e estão intimamente relacionadas.

Fase 1 : destruição – caracterizada pela ruptura e posterior necrose das miofibrilas, pela formação do hematoma no espaço formado entre o músculo roto e pela proliferação de células inflamatórias.

Fase 2 : reparo e remodelação – consiste na fagocitose do tecido necrótico, na regeneração das miofibrilas e na produção concomitante do tecido cicatricial conectivo, assim como na neoformação vascular e no crescimento neural.

Fase 3 : remodelação – período de maturação das miofibrilas regeneradas, de contração e de reorganização do tecido cicatricial e da recuperação da capacidade funcional muscular.

Como as miofibrilas são fusiformes e muito compridas, há um risco iminente de que a necrose iniciada no local da lesão se estenda por todo o comprimento da fibra. Contudo, existe uma estrutura específica, chamada de banda de contração, que é uma condensação do material citoesquelético que atua como um "sistema antifogo”. 17

Depois que a fase de destruição diminui, o presente reparo da lesão muscular começa com dois processos simultâneos e competitivos entre si: a regeneração da miofibrila rota e a formação do tecido conectivo cicatricial. Uma progressão balanceada destes processos é pré-requisito para uma ótima recuperação da função contrátil do músculo. 17

Embora as miofibrilas sejam genericamente consideradas não mitóticas, a capacidade regenerativa do músculo esquelético é garantida por um mecanismo intrínseco que restaura o aparato contrátil lesionado. Durante o desenvolvimento embrionário, um pool de reserva de células indiferenciadas, chamadas células satélites, é armazenado abaixo da lâmina basal de cada miofibrila. Em resposta à lesão, estas células primeiramente se proliferam, diferenciam-se em miofibrilas e, finalmente, juntam-se umas às outras para formar miotúbulos multinucleados. 18

Com o tempo, a cicatriz formada diminui de tamanho, levando as bordas da lesão à uma aderência maior entre si. Contudo, não se sabe se a transecção das miofibrilas dos lados opostos da cicatriz vai, definitivamente, se fundir entre si ou se irá formar um septo de tecido conectivo entre elas. 19

Imediatamente após a lesão muscular, o intervalo formado entre a ruptura das fibras musculares é preenchido por hematoma. Ao longo do primeiro dia, as células inflamatórias, incluindo os fagócitos, invadem o hematoma e começam a organizar o coágulo. 20

A fibrina derivada de sangue e a fibronectina se intercalam para formar o tecido de granulação, uma armação inicial e ancoramento do local para os fibroblastos recrutados. 17 Mais importante, este novo tecido formado provê a propriedade de tensão inicial para resistir às contrações aplicadas contra ele.

Aproximadamente 10 dias após o trauma, a maturação da cicatriz atinge um ponto em que esta não é mais o local mais frágil da lesão muscular. 21

Apesar de a maioria das lesões do músculo esquelético curar sem a formação de tecido cicatricial fibroso incapacitante, a proliferação dos fibroblastos pode ser excessiva, resultando na formação de tecido cicatricial denso dentro da lesão muscular.

Um processo vital para a regeneração do músculo lesionado é a área de vascularização. A restauração do suprimento vascular é o primeiro sinal de regeneração e pré-requisito para as recuperações morfológica e funcional subsequentes. 22

Diagnóstico

O diagnóstico da lesão muscular inicia-se com uma história clínica detalhada do trauma, seguida por um exame físico com a inspeção e palpação dos músculos envolvidos, assim como os testes de função com e sem resistência externa. 23 O diagnóstico é fácil quando uma típica história de contusão muscular é acompanhada por um evidente edema ou uma equimose distal à lesão.

Exames complementares

Exames de imagem como ultrassom (US), tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (RM) provêem informações úteis para se verificar e determinar a lesão com maior precisão. Novos métodos têm sido estudados para detectar alterações fisiológicas relacionadas à lesão muscular, como a termografia.

A ultrassonografia é tradicionalmente considerada o método de escolha para avaliação inicial da lesão muscular. É um método de imagem relativamente barato e de fácil acesso, além de possibilitar avaliar dinamicamente a contração e rotura muscular. Renoux et al. 24 demonstraram haver correlação entre a gravidade da lesão muscular aguda avaliada por US com o tempo de retorno ao esporte. Este exame apresenta a desvantagem de ser examinador-dependente, ter campo de visão limitado e sensibilidade reduzida para avaliação morfológica. 25

A TC já mostrou ser capaz de identificar alterações relacionadas às lesões musculares, como a presença de edema. 26 Mas o fato de gerar radiação, produzir imagem estática e com pouca definição em relação à RM, 26 fez com que esse método de avaliação fosse substituído.

A RM permite a avaliação detalhada da morfologia muscular devido à capacidade de gerar imagens multiplanares e de alta resolução dos tecidos moles. 25 É o método de avaliação por imagem utilizado por muitos autores para definir a classificação da lesão muscular. 8 15 16 A habilidade de diferenciar rupturas e edemas e de realizar o cálculo do tamanho do hematoma provou-se útil na orientação do tempo de retorno e do risco de re-lesão em atletas. 27 Nas lesões crônicas, tem a capacidade de mostrar sinais de cicatrização tecidual e degeneração gordurosa. 25 Técnicas avançadas de RM permitem a avaliação da microestrutura e da composição muscular. 25

A termografia médica infravermelha possibilita uma avaliação não invasiva e não radioativa da temperatura corporal. Permite detectar alterações fisiológicas que significam aumento do risco de lesões musculares, como reações inflamatórias por sobrecarga. 28 29 A termografia não mostra dados de superfícies profundas e não deve ser usada como ferramenta diagnóstica única. Seu uso mostrou-se eficaz na prevenção de lesões musculares, reduzindo a incidência de lesões em jogadores de futebol profissional em > 60%. 30

Tratamento

Os atuais princípios de tratamento da lesão muscular são carentes de bases cientificas sólidas.

A mobilização precoce induz a um aumento da vascularização local na área da lesão, a uma melhor regeneração das fibras musculares e a um melhor paralelismo entre a orientação das miofibrilas regeneradas em comparação à restrição do movimento. 31 Contudo, re-rupturas no sítio original do trauma são comuns se a mobilização ativa for iniciada imediatamente após a lesão. 32

Um curto período de imobilização com enfaixamento adesivo firme ou similar é recomendado. Este período de repouso permite que o tecido cicatricial se conecte novamente à falha muscular. 9

O paciente deve utilizar um par de muletas para as lesões musculares mais graves dos membros inferiores, principalmente nos 3 a 7 dias iniciais.

Fase aguda

O tratamento imediato para a lesão do tecido musculoesquelético ou de qualquer tecido de partes moles é conhecido como princípio Proteção, Repouso, Gelo ou Ice, Compressão e Elevação (PRICE). A justificativa do uso do princípio PRICE é por ele ser muito prático, visto que as cinco medidas clamam por minimizar o sangramento do sítio da lesão. 23 Alguns autores defendem o uso do protocolo POLICE, que apresenta como principal inovação a orientação para o uso otimizado do membro lesionado na fase aguda, evitando os efeitos adversos de longos períodos de repouso. 33

Colocando-se o membro lesionado em repouso logo após o trauma, previne-se uma retração muscular tardia ou a formação de um gap muscular maior por se reduzir o tamanho do hematoma e, subsequentemente, o tamanho do tecido conectivo cicatricial. Com relação ao uso do gelo, mostrou-se que o uso precoce de crioterapia está associado a um hematoma significativamente menor no gap das fibras musculares rompidas, a menor inflamação 34 e a regeneração acelerada. 35

É recomendada a combinação do uso de gelo e compressão por turnos de 15 a 20 minutos, repetidos em intervalos de 30 a 60 minutos, visto que este tipo de protocolo resulta em 3 a 7°C de decaimento da temperatura intramuscular e a 50% de redução do fluxo sanguíneo intramuscular. 36

Finalmente, a elevação do membro acima do nível do coração resulta na diminuição da pressão hidrostática, reduzindo o acúmulo de líquido no espaço intersticial.

Medicação

Existem poucos estudos controlados utilizando antiinflamatórios não hormonais (AINHs) ou glicocorticoides no tratamento de lesões musculares em humanos. O'Grady et al. 37 reportaram que o uso de anti-inflamatórios no tratamento da necrose in situ, o tipo mais leve de lesão muscular, em curto prazo, resulta em uma melhora transitória na recuperação da lesão muscular induzida pelo exercício. Apesar do fato da falta de evidência, os efeitos dos AINHs têm sido bem documentados. Järvinen 9 defendeu que o uso em curto período na fase precoce da recuperação diminuiu a reação inflamatória celular sem efeitos colaterais no processo de cicatrização, na força tênsil ou na habilidade de contração muscular.

Além disso, os AINHs não retardam as habilidades ativadas pelas células satélites em se proliferar ou a formação dos miotúbulos. 38 Contudo, o uso crônico parece ser prejudicial no modelo de contração excêntrica nas lesões por estiramento, como discutido por Mishra et al. 39

Com relação ao uso de glicocorticoides, foram reportados atrasos na eliminação do hematoma e do tecido necrótico, retardo no processo de regeneração e redução da força biomecânica do músculo lesionado. 40

Treinamento isométrico (contração muscular na qual o comprimento do músculo se mantém constante e a tensão muda) pode ser iniciado sem o uso de pesos e, posteriormente, com o acréscimo deles. Especial atenção deve ser tomada para garantir que todos os exercícios isométricos sejam realizados sem dor.

Treinamento isotônico (contração muscular na qual o tamanho do músculo muda e a tensão se mantém) pode ser iniciado quando o treino isométrico for realizado sem dor com cargas resistidas.

O exercício isocinético com carga mínima pode ser iniciado uma vez que os dois exercícios anteriores sejam realizados sem dor.

Tratamento pós-fase aguda

A aplicação local de calor ou “terapia de contraste” (quente e frio) pode ser de valor, acompanhada de cuidadoso alongamento passivo e ativo do músculo afetado. Ressalta-se que qualquer atividade de reabilitação deve ser iniciada com o aquecimento adequado do músculo lesionado. 41

Outra razão para o alongamento é distender o tecido cicatricial maduro durante a fase na qual ele ainda é plástico. Alongamentos da cicatriz sem dor podem ser adquiridos por estiramentos graduais, começando com turnos de 10 a 15 segundos e, então, progredindo para períodos de até 1 minuto.

Contudo, se os sintomas causados pela lesão não melhorarem em entre 3 e 5 dias após o trauma, deve-se considerar a possibilidade da existência de um hematoma intramuscular ou de um tecido lesionado extenso que necessitará de atenção especial. A punção ou aspiração do hematoma pode ser necessária.

Ultrassom

O US terapêutico é difusamente recomendado e utilizado no tratamento da lesão muscular; alguns autores defendem que há vaga evidência científica de sua efetividade. 42 O fato de o US produzir micromassagens pelas ondas de alta frequência, aparentemente, funciona para o alívio da dor. Engelmann et al. 43 mostraram a redução da atividade inflamatória com o uso de ultrassom pulsado. A ultrassonografia também pode ser útil para a realização de procedimentos terapêuticos e no tratamento cirúrgico das lesões musculares. 44 45

Tratamento cirúrgico

Há indicações precisas nas quais a intervenção cirúrgica é necessária. Estas indicações incluem: pacientes com grandes hematomas intramusculares, lesões ou roturas completas (grau III) com pouca ou nenhuma musculatura agonista associada e lesões parciais nas quais mais da metade do músculo esteja roto. 46 47

A intervenção cirúrgica também pode ser considerada se o paciente se queixa de dor persistente à extensão por > 4 a 6 meses, particularmente se houver déficit de extensão. Neste caso em particular, deve-se suspeitar de adesões por cicatrizes restringindo o movimento muscular no sítio da lesão.

Após o reparo cirúrgico, o músculo deve ser protegido por uma bandagem elástica ao redor do membro a fim de promover relativa imobilidade e compressão. A duração da imobilização, naturalmente, depende da gravidade do trauma. Pacientes com rotura completa do músculo quadríceps ou gastrocnêmio são instruídos a não colocarem carga no membro por pelo menos 4 semanas.

Se o gap ou falha muscular for excepcionalmente largo, a porção desnervada pode gerar um déficit neurológico permanente e consequente atrofia muscular. 21 O reparo cirúrgico nestas circunstâncias aumenta a chance de reinervação e o desenvolvimento de tecido cicatricial espesso pode ser evitado.

Novas perspectivas

O uso terapêutico de fatores de crescimento e a terapia gênica, sozinhos ou em combinação, e a aplicação de células-tronco proporcionam as últimas e mais promissoras opções terapêuticas existentes. Contudo, há, no momento, necessidade de maior validação científica para a sua intensificação no tratamento de lesões do músculo esquelético.

Os fatores de crescimento e citocinas são potentes ativadores mitogênicos para inúmeras células, incluindo as células precurosas miogênicas (MPCs, na sigla em inglês) durante a regeneração das células musculares lesionadas. 48 Portanto, são opções terapêuticas promissoras para auxiliar na recuperação da musculatura esquelética.

Em relação às células tronco, mostrou-se recentemente que, em resposta à lesão, não somente as células tecido-específicas, como também as células tronco não musculares participam do processo de reparo. 49

Os primeiros passos da terapia gênica já foram dados. Estudos bem-sucedidos têm demonstrado bons resultados do uso de células-tronco em tecido muscular no tratamento de distrofias musculares, lesões musculares cardíacas e na incontinência urinária. 10 50 Os estudos futuros irão demonstrar em que esfera a terapia gênica poderá tornar realidade as atuais expectativas em relação ao tratamento dos traumas musculares.

Lesão muscular do quadríceps

A lesão distal do quadríceps é uma lesão pouco comum, ocorrendo mais frequentemente em indivíduos > 40 anos. 51 A lesão pode ocorrer por motivo de trauma direto, mas classicamente é relatada como uma contração excêntrica forçada em posição de leve flexão do membro inferior na tentativa de se recuperar o equilíbrio em um momento de queda.

As roturas espontâneas e as roturas bilaterais foram descritas em atletas com distúrbios metabólicos sistêmicos e com uso de esteroides. 52

O diagnóstico de rotura é baseado nos achados clínicos. Tipicamente, o paciente apresenta, após uma queda com os joelhos fletidos, uma dor aguda acima da patela e incapacidade de se manter na posição ortostática sem auxílio.

Durante o exame físico, o paciente não é capaz de estender ativamente o joelho e, muitas vezes, existe um intervalo palpável acima da patela, conhecido como o “sinal do sulco” ou gap test . Os pacientes são capazes de fletir ativamente o joelho e possuem flexão e extensão passivas totais do joelho.

A radiografia simples é uma ferramenta barata para o diagnóstico da rotura. Apesar de não mostrar uma alteração específica da lesão, ela evidencia sinais indiretos da rotura. Edema de partes moles, derrame articular, calcificações, sombra da rotura do quadríceps e patela baixa são todos sinais indiretos vistos na radiografia simples. 53

O US é outro método barato para se diagnosticar a lesão muscular. A RM é particularmente útil para melhor visualização, precisão da localização e extensão da lesão e dos detalhes anatômicos para a programação pré-operatória.

Para as roturas musculares completas, o tratamento é cirúrgico. O tratamento cirúrgico precoce nestes casos está associado aos melhores resultados funcionais. 54 Já o atraso no reparo cirúrgico está associado a um período de fisioterapia prolongado, flexão inadequada e perda de extensão total do joelho. 54 Após o reparo cirúrgico, os pacientes têm o joelho imobilizado por 4 a 6 semanas.

Lesão dos músculos isquiotibiais

Os músculos isquiotibiais são os menos alongados do membro inferior e, por este motivo, são mais facilmente lesionados durante a contração muscular excêntrica.

A gravidade da lesão é geralmente negligenciada, especialmente na fase aguda.

O estiramento dos isquiotibiais é a lesão mais comum nos atletas. 55

O diagnóstico da lesão é normalmente realizado a partir de um alto índice de suspeita clínica e exame clínico cuidadoso. A RM é valiosa para se diferenciar entre uma lesão completa ou incompleta e para o planejamento do tratamento.

A rotura completa dos músculos isquiotibiais proximalmente em sua origem é rara. A condução do caso varia entre o tratamento conservador com um imobilizador em flexão e o reparo cirúrgico em um segundo momento. Embora o reparo cirúrgico em um segundo tempo possa apresentar bons resultados, o reparo precoce permite uma reabilitação funcional mais rápida e evita o sintoma neurológico potencial de ciática glútea.

Lesão da musculatura adutora

O grupo muscular adutor atua em conjunto com os músculos abdominais baixos para estabilizar a pelve durante as atividades dos membros inferiores. Os atletas que participam de atividades que requerem chutes repetitivos, arranques ou mudanças de direção frequentes possuem maior incidência de dor crônica na topografia dos adutores. 56

Há evidências de que atletas com desequilíbrio entre a musculatura adutora e a da parede abdominal estão mais propensos a adquirirem pubalgia durante a temporada. 57 A fraqueza dos músculos adutores e a diminuição da amplitude do movimento do quadril também estão relacionadas à pubalgia. 58

Tipicamente, os pacientes apresentam um dolorimento na região da virilha ou dor medial na coxa, podendo relatar ou não um fator desencadeante. Ao exame físico, apresenta-se uma dor à palpação com edema focal ao longo dos músculos adutores, além de diminuição da força muscular e dor ao exercício resistido de adução dos quadris.

O diagnóstico pode ser realizado com os achados do exame físico. Contudo, a RM com contraste pode ser útil para se confirmar o diagnóstico ou realizar-se o diagnóstico diferencial entre osteíte púbica e hérnia do esporte. 59

O tratamento inicial é conservador. A infiltração da entese do adutor longo pode ser útil para o tratamento refratário. Nos casos de rotura aguda, o reparo cirúrgico aberto com colocação de âncoras e sutura tem sido descrito com bons resultados. 60

Os pacientes poderão retomar o esporte após o retorno ao padrão prévio de fortalecimento, a recuperação da amplitude de movimento do quadril e a resolução do quadro álgico. Devido à predisposição da lesão do adutor ser causada pelo desequilíbrio muscular, deve-se ter atenção para o fortalecimento da musculatura a fim de se prevenir novas lesões.

Lesão dos músculos gastrocnêmios

Assim como os músculos isquiotibiais e quadríceps, o gastrocnêmio é propenso a lesões, pois cruza duas articulações.

A cabeça medial do gastrocnêmio é mais comumente lesionada do que a lateral, visto que esta é mais ativa. 61 A trombose venosa profunda pode estar associada ou ser um diagnóstico diferencial de dor na panturrilha, assim como a tromboflebite. 62

O termo tennis leg tem sido utilizado para se descrever a dor e a lesão na panturrilha. O termo é atribuído ao movimento do saque no tênis, no qual há uma extensão completa do joelho associada a uma dorsiflexão do tornozelo abrupta, provocando o máximo alongamento da panturrilha. Contudo, esta lesão foi descrita também em atletas jovens durante períodos de exercícios extenuantes como basquete, corrida e musculação. 63

O aparecimento da dor é repentino, com edema focal e ecmose da panturrilha. Classicamente, o tennis leg é referido como uma lesão da junção miotendínea distal, embora a lesão proximal possa ocorrer.

Por causa da natureza superficial da lesão, a avaliação ultrassonográfica é confiável, possibilita facilmente excluir a presença de trombose venosa profunda e provê a aspiração de coleções líquidas guiadas por imagem.

O tratamento da maioria das lesões do gastrocnêmio é conservador. Ocasionalmente, deve-se realizar cirurgia para se drenar hematomas, reparar uma lesão grau III ou realizar uma descompressão compartimental nos casos de síndrome compartimental.

Lesão dos músculos peitorais

O músculo peitoral maior (PM) apresenta uma anatomia complexa. O tendão é bilaminar (camadas anterior e posterior) e o ventre muscular é composto da cabeça clavicular e da cabeça esternal, dividida em sete segmentos. 64

Casos de lesão do músculo peitoral maior têm se tornado mais comuns nos últimos anos. O principal motivo é o aumento da prática de esportes com levantamento de peso ( weight lifting ). O mecanismo mais comum é a lesão indireta durante a fase excêntrica no levantamento de peso em supino. 65 Essa lesão também é frequente em esportes como ginástica olímpica, luta greco-romana e windsurfe. 66

A perda de força de adução do membro superior leva à necessidade de tratamento cirúrgico, tanto para as lesões agudas (até 3 semanas), como crônicas (após 3 semanas). Normalmente, o tratamento na fase aguda é o reparo próximo à inserção humeral. Nas lesões crônicas, pode ser necessária a reconstrução do tendão PM com uso de tendões flexores. 66

Lesões do músculo peitoral menor são raras e, muitas vezes, são confundidas com lesão do PM. O tratamento conservador foi eficaz nos poucos casos relatados desse tipo de lesão. 67

Lesão distal do músculo bíceps braquial

O músculo bíceps braquial é composto pela cabeça longa, com origem no tubérculo supraglenoidal e com atuação na supinação, e pela cabeça curta, a partir do processo coracoide, e com maior atuação na flexão do cotovelo. A inserção distal é na tuberosidade radial. 68

A ruptura distal é incomum, ocorrendo em 10% de todas as lesões do bíceps, acontecendo principalmente no membro dominante em pacientes masculinos. O mecanismo é a contração excêntrica durante a extensão do cotovelo. 69

Estudos biomecânicos mostram redução da força e da resistência da supinação e uma menor perda de força da flexão do cotovelo. O tratamento conservador é normalmente indicado para pacientes sedentários ou com baixa demanda. 68 O tratamento cirúrgico é realizado através da reinserção na tuberosidade radial com o uso de botões corticais, âncoras, parafuso de interferência ou sutura transóssea. 68

Considerações Finais

A compreensão dos mecanismos fisiopatológicos que regulam a reparação muscular e sua adaptação ao treinamento físico são essenciais para o profissional que se propõe a tratar destes pacientes. Estas são a base para o desenvolvimento dos meios de prevenção de lesões e para o tratamento adequado e reabilitação das lesões instaladas.

Em relação ao tempo apropriado de retorno ao treino específico para o esporte, a decisão pode ser baseada em duas simples e pouco onerosas medidas: a habilidade de alongar o músculo lesionado tanto quanto o lado contralateral sadio e ausência de dor no músculo lesionado em movimentos básicos.

Quando o paciente refere alcançar este ponto na recuperação, a permissão de se iniciar gradualmente os exercícios específicos para o esporte é garantida. Contudo, sempre deve ser enfatizado que a fase final de reabilitação deve ser realizada sob supervisão de profissional capacitado.