EFEITOS DA INTERVENÇÃO DE OXIGÊNIO MICRO-HIPERBÁRICO DE 4 SEMANAS NA FUNÇÃO DO SISTEMA OXIDANTE-ANTIOXIDANTERESUMO
Introdução A intervenção de oxigênio hiperbárico tem um efeito importante na função do sistema oxidativo-antioxidante do corpo.
Objetivo Verificar os efeitos de uma intervenção de oxigênio micro-hiperbárico de 4 semanas na função do sistema oxidante-antioxidante em atletas de skeleton.
Métodos O grupo de teste foi submetido a uma intervenção de oxigênio micro-hiperbárico a 1,3 ATA de 4 semanas, 4 vezes por semana e o grupo controle passou por recuperação natural. Os níveis de malondialdeído (MDA), proteína carbonila (PC), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GSH-PX), capacidade antioxidante total (T-AOC), uréia sanguínea (BU), creatina quinase (CK), testosterona (T) e cortisol (C) foram medidos na semana 0, semana 2 e semana 4 para ambos os grupos de atletas.
Resultados MDA, PC e CK do grupo de teste foram significativamente menores do que os valores do grupo controle (p <0,05) na semana 4. SOD, CAT e T-AOC foram significativamente maiores no grupo de teste na semana 4 do que na semana 0 (p < 0,05) e significativamente maiores do que os valores para o grupo controle (p < 0,05).
Conclusão A intervenção de oxigênio micro-hiperbárico de 4 semanas a 1,3 ATA reduziu significativamente os níveis de estresse oxidativo, aumentou a atividade enzimática antioxidante e reduziu os níveis de fadiga relacionada ao exercício nos atletas de skeleton. Nível de evidência II; Estudos terapêuticos - Investigação dos resultados do tratamento.
Oxigenação hiperbárica; Estresse oxidativo; Fadiga muscular
ABSTRACT
Introduction Hyperbaric oxygen intervention has an important effect on the function of the body’s oxidation-antioxidant system.
Objective To verify the effects of a 4-week micro-hyperbaric oxygen intervention on oxidation-antioxidation system function in skeleton athletes.
Methods The experimental group underwent a 1.3 ATA HBO intervention for 4 weeks and the control group underwent natural recovery. The levels of MDA, PC, SOD, CAT, GSH-PX, T-AOC, BU, CK, T, and C of the two groups were measured at Week 0, Week 2, and Week 4.
Results The MDA, PC, and CK of the Exp group were significantly lower than Con group (P < 0.05) in Week 4. The SOD, CAT, and T-AOC of the Exp group were significantly higher in Week 4 than in Week 0 (P < 0.05) and significantly higher than the Con group values (P < 0.05).
Conclusions A four-week 1.3 ATA HBO intervention decreased the level of oxidative stress, increased the activity of antioxidant enzymes, and reduced the degree of exercise fatigue in skeleton athletes. Level of Evidence II; Therapeutic studies - Investigating treatment results.
Hyperbaric oxygenation; Oxidative stress; Muscle fatigue
RESUMEN
Introducción La intervención con oxígeno hiperbárico tiene un efecto importante en la función del sistema oxidación-antioxidación del organismo.
Objetivo Verificar los efectos de una intervención con oxígeno micro-hiperbárico durante 4 semanas en la función del sistema oxidación-antioxidación en atletas de skeleton.
Métodos El grupo de prueba se sometió a una intervención con oxígeno micro-hiperbárico a 1,3 ATA durante 4 semanas, 4 veces a la semana, y el grupo de control se sometió a una recuperación natural. Se midieron los niveles de malondialdehído (MDA), carbonilo proteico (PC), superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatión peroxidasa (GSH-PX), capacidad antioxidante total (T-AOC), urea en sangre (BU), creatina quinasa (CK), testosterona (T), y cortisol (C) en la semana 0, en la semana 2 y en la semana 4 para ambos grupos de atletas.
Resultados Los valores de MDA, CP y CK del grupo de prueba fueron significativamente inferiores a los del grupo de control (p <0,05) en la semana 4. Los valores de SOD, CAT y T-AOC fueron significativamente mayores en el grupo de prueba en la semana 4 que en la semana 0 (p < 0,05) y significativamente mayores que los valores del grupo de control (p < 0,05) Conclusión: La intervención con oxígeno hiperbárico a 1,3 ATA durante 4 semanas redujo significativamente los niveles de estrés oxidativo, aumentó la actividad de las enzimas antioxidantes y redujo los niveles de fatiga relacionada con el ejercicio en los atletas de skeleton. Nivel de evidencia II; Estudios terapêuticos - Investigación de los resultados del tratamiento.
Oxigenación hiperbárica; Estrés oxidativo; Fatiga muscular
INTRODUÇÃO
A oxigenoterapia hiperbárica (HBO) refere-se à colocação do corpo humano em um ambiente com oxigênio puro, no qual a pressão é maior do que a pressão atmosférica para aumentar a dissolução de oxigênio físico e a pressão parcial de oxigênio no sangue, a diferença da pressão parcial de oxigênio entre o sangue e as células e a distância da difusão efetiva de oxigênio.1 Durante o exercício físico, a HBO é usada principalmente para a reabilitação de lesões esportivas dos atletas.2 , 3 Além disso, diversos estudos também aplicaram a HBO para eliminar a fadiga induzida por exercícios e para recuperar a função física em atletas que se submetem a treinamento físico.4 , 5 Após a realização de exercícios de alta intensidade, a velocidade de recuperação do ácido lático e da frequência cardíaca no grupo de intervenção de oxigênio hiperbárico foi significativamente mais rápida em comparação ao grupo controle, o que sugere que o oxigênio hiperbárico pode favorecer a eliminação da fadiga aguda periférica.4 Outro estudo sugere que a HBO contribui para a produção de força sustentada ao suprimir a progressão da fadiga muscular, além de contribuir para a prevenção do excesso de fadiga dos músculos agonistas para exercícios específicos que envolvam saltos repetidos.5 No entanto, alguns estudos identificaram que a intervenção de HBO em altas doses (pressão > 2 ATA) aumenta a formação de radicais livres, reduz a função do sistema oxidante-antioxidante, conduzindo à peroxidação lipídica e danos aos órgãos, o que resulta na ocorrência de fadiga crônica.6 , 7
A fadiga induzida por exercícios é um fenômeno fisiológico complexo produzido através da interação de muitos fatores. A teoria de danos pelos radicais livres, a qual é aceita por muitos estudiosos, afirma que o exercício excessivo leva ao aumento da produção de radicais livres, causa desequilíbrio entre o estresse oxidativo e a capacidade antioxidante, degrada a coordenação e as funções nos sistemas endócrino, nervoso e imune, causa a redução da função corporal, além de provocar a geração de fadiga induzida por exercícios.8 , 9 O aumento do estresse oxidativo prejudica a função física dos atletas, o que não é favorável à recuperação após a realização de exercícios ou à eliminação da fadiga. A intervenção de oxigênio hiperbárico em altas doses pode aumentar o nível de estresse oxidativo no corpo, porém a intervenção em baixas doses pode não impactar de forma significativa o nível de estresse oxidativo ou até mesmo conseguir mobilizar o sistema de enzimas antioxidantes para proteger contra o dano oxidativo.
Estudos demonstraram que o oxigênio micro-hiperbárico a 1,3 ATA pode reduzir significativamente os metabólitos reativos de oxigênio no soro e o escore médio da escala analógica visual para eliminar a fadiga induzida por exercícios.10 A intervenção de oxigênio micro-hiperbárico a 1,25 ATA e a 1,7 ATA também pode regular a função do sistema antioxidante e proteger contra o dano oxidativo em pacientes diabéticos.11 , 12 Concluindo, os efeitos do oxigênio hiperbárico sobre a função do sistema oxidante-antioxidante talvez dependa do nível da pressão. A intervenção de oxigênio micro-hiperbárico pode gerar efeitos positivos sobre a função do sistema oxidante-antioxidante, porém é necessária a realização de mais estudos para que se confirme tal fato.
Um evento esportivo de corrida de esqui chamado skeleton será uma das principais atrações que ocorrerá na China nos Jogos Olímpicos de Inverno de 2022. No momento, a equipe chinesa de skeleton está no estágio crítico de preparação para os Jogos de Inverno de 2022. No processo de treinamento, o estímulo da carga de exercícios de alta intensidade pode causar o aumento de radicais livres, destruir a função do sistema oxidante-antioxidante, causar dano devido a estresse oxidativo e levar à geração da fadiga por exercício nos atletas. Portanto, a intervenção em tempo hábil após o treinamento para reduzir o nível de estresse oxidativo é útil para a recuperação da função física dos atletas e para a eliminação da fadiga. O objetivo do presente estudo é descobrir se um regime de intervenção de oxigênio micro-hiperbárico durante quatro semanas pode melhorar a função do sistema oxidante-antioxidante em atletas de skeleton durante o treinamento de verão. Supomos que a intervenção de oxigênio micro-hiperbárico de quatro semanas irá reforçar a função do sistema oxidante-antioxidante, estimular a recuperação da função corporal e reduzir o grau da fadiga induzida por exercícios.
MÉTODOS
Participantes
Dezoito atletas da equipe nacional chinesa de skeleton , que se preparam atualmente para os Jogos de Inverno de Beijing 2022, foram selecionados para o estudo. Todos os atletas eram física e mentalmente saudáveis. Eles foram divididos, randomicamente, em dois grupos: um grupo experimental e um grupo controle. Esse estudo está em conformidade com a Declaração de Helsinki (2000) da Associação Médica Mundial, e obteve a permissão do Comitê de Ética da Shanghai University of Sport (Número de aprovação: 102772020RT079). Todos os atletas envolvidos no estudo assinaram o termo de consentimento informado. A composição corporal foi testada com um analisador de composição corporal X-SCAN II (Coreia do Sul). Os dados demográficos e de condição física básica dos participantes constam na Tabela 1 .
Regime de treinamento
A etapa de treinamento de verão (entre 23 de agosto e 21 de setembro) da equipe chinesa de skeleton em 2020 foi considerada como o estágio experimental do estudo. Todos os atletas foram treinados pelo mesmo grupo de treinadores e o seu plano de treinamento, a sua dieta e o tempo de descanso foram idênticos. O conteúdo do treinamento consistiu em treinamento de simulação de impulsão deslizante em solo e de treinamento físico.
Intervenção de oxigênio micro-hiperbárico a 1,3 ATA
Uma câmara de oxigênio hiperbárico portátil e o software associado (OxyMu International Hi-Tech Co., Ltd., Beijing) foram usados nas noites (19:00 horas às 20:00 horas) de segunda-feira, quarta-feira, sexta-feira e sábado de cada semana, para conduzir a intervenção de oxigênio micro-hiperbárico para os atletas no grupo experimental a uma pressão de 1,3 ATA. Os atletas se deitaram em uma cabine, na qual a pressão subiu para 1,3 ATA dentro de 5 minutos, permanecendo neste nível por 60 minutos. Os atletas que sentiram claustrofobia receberam aconselhamento psicológico profissional para evitar quaisquer alterações psicológicas associadas à intervenção. A pressão arterial e a frequência cardíaca (FC) basais foram medidas antes da entrada na cabine.
Medições do soro sanguíneo
Cinco milímetros de sangue foram coletados em três pontos no tempo: antes do experimento, na Semana 2 e na Semana 4 após os atletas jejuarem por 12 horas. Realizou-se a centrifugação do sangue em temperatura ambiente (3500 r/s, 5 min), e o sobrenadante foi armazenado a -80°C durante 30 minutos. A determinação dos níveis de MDA, PC, SOD, CAT, GSH-PX e T-AOC ocorreu através de colorimetria em microplaca ultravioleta, ensaio imunossorvente, luz visível, colorimetria e ensaio em microplaca, respectivamente. Os níveis de BU e CK foram determinados em um analisador bioquímico a seco de sangue total com três canais e tira reagente compatível (Reflotron Plus, EUA). Os níveis de T e C foram determinados por quimioluminescência. Todos os testes foram realizados por um pesquisador profissional.
Análise de dados
Os dados relevantes são apresentados aqui como médias e desvios padrão (médias±DP). Usou-se o software SPSS 25.0 (IBM, Estados Unidos) para a realização da análise dos dados. A normalidade dos dados foi determinada com o uso de um teste de Kolmogorov-Smirnov. Houve o uso de uma análise de variância (ANOVA) com dois fatores (tratamento e tempo) com medições repetidas para a análise das alterações de cada índice nos dois grupos em diferentes semanas, com um teste de Bonferroni para a pós-comparação. O nível de significância foi determinado para P < 0,05.
RESULTADOS
Conforme mostrado na Tabela 2 , houve interações grupo por tempo relevantes em MDA, PC, SOD, CAT e T-AOC. MDA e PC na Semana 4, os quais foram substancialmente inferiores em comparação à Semana 0 (P < 0,05); SOD, CAT e T-AOC na Semana 4 foram significativamente mais altos em comparação à Semana 0 (P < 0,05). Na Semana 4, MDA e PC no grupo experimental estavam consideravelmente mais baixos do que no grupo controle (P < 0,05); SOD, CAT e T-AOC estavam significativamente mais altos no grupo experimental do que no grupo controle (P < 0,05). Não houve interações grupo por tempo significativas em GSH-PX (P>0,05).
Conforme mostrado na Tabela 3 , houve interações grupo por tempo significativas em CK. No grupo controle, CK na Semana 4 estava significativamente mais alto do que na Semana 0 (P < 0,05). Na Semana 4, CK no grupo controle estava substancialmente mais alto do que no grupo experimental (P < 0,05). Não houve interações grupo por tempo relevantes em BU, T, C ou T/C (P > 0,05), mas ocorreu o aumento de BU no grupo controle. O nível de T/C no grupo experimental sofreu leve alta, enquanto apresentou redução no grupo controle.
DISCUSSÃO
Consistente com a nossa hipótese, um regime de intervenção de oxigênio micro-hiperbárico a 1,3 ATA durante 4 semanas reduziu, de forma significativa, o nível de estresse oxidativo e melhorou a capacidade antioxidante, o que pode interferir positivamente na recuperação dos estados funcionais do corpo, além de diminuir o grau de fadiga por exercícios em atletas de skeleton durante o treinamento de verão. Como, se sabe, o treinamento de alta intensidade pode aumentar o nível de estresse oxidativo, criar uma sobrecarga de Ca2no citoplasma, reduzir a excitabilidade dos músculos e a função de contração muscular, além de induzir à ocorrência de fadiga por exercícios. O dano por estresse oxidativo também pode causar a disfunção vasodilatadora e reduzir o fluxo sanguíneo.13 Essa redução do fluxo sanguíneo microvascular não apenas afeta a eliminação oportuna de resíduo metabólico após o exercício, como também interfere no transporte e na troca de matéria e energia durante o exercício, o que pode provocar a geração de fadiga induzida por exercícios e influenciar o desempenho físico. Portanto, é muito importante realizar as medições da intervenção para melhorar a função do sistema oxidante-antioxidante após o treinamento.
Em nosso estudo, houve uma redução expressiva no nível de MDA e PC no grupo Exp (experimental) em quatro semanas de intervenção de oxigênio micro-hiperbárico, o que indica que a intervenção reduziu o nível de estresse oxidativo. Tal efeito é coerente com os resultados do estudo realizado por Kim em 2011, em que o tratamento com oxigênio micro-hiperbárico diminuiu o estresse oxidativo e o escore de fadiga na Escala Visual Analógica, enquanto promovia a eliminação da fadiga.10 A hipóxia é um importante fator na geração de radicais livres derivados do oxigênio. O oxigênio hiperbárico pode melhorar a dissolução de oxigênio no sangue e a pressão parcial de oxigênio, além de expandir a diferença da pressão parcial de oxigênio entre o sangue e o tecido, melhorar o estado de hipóxia do corpo e o fornecimento de oxigênio, acelerar a eliminação de radicais livres e reduzir o nível de estresse oxidativo. No entanto, alguns estudos demonstraram que a intervenção de oxigênio micro-hiperbárico não exerce efeito significativo sobre os níveis dos metabólitos de espécies reativas de oxigênio,14 ou 8-OHdG,15 o qual funciona como um marcador do dano oxidativo sobre o DNA. Além disso, outro estudo descobriu que a fadiga psicológica causada por exercícios de alta intensidade pode ser melhorada, de forma precoce, sem alterações no estresse oxidativo através da intervenção de oxigênio micro-hiperbárico.16 As diferenças em nossos achados podem estar relacionadas à dose da intervenção. A maioria dos estudos acima foi conduzida durante uma ou poucas intervenções de oxigênio micro-hiperbárico, o que pode não ter sido suficiente para produzir efeitos relevantes sobre o corpo. Nesse estudo, conduzimos 16 repetições independentes de intervenção de oxigênio micro-hiperbárico em atletas durante um regime de quatro semanas, demonstrando assim, efeitos positivos.
Alguns estudos também comprovaram que a intervenção de HBO pode aumentar o nível de estresse oxidativo. Na ausência de substâncias antioxidantes, a intervenção de HBO em altas doses pode elevar o nível de estresse oxidativo e aumentar o nível de quebras da cadeia de DNA. Além disso, há uma relação de dose-resposta positiva com a pressão do oxigênio hiperbárico e o tempo de intervenção.17 A oxigenoterapia hiperbárica em longo prazo (15 sessões) resultou em aumentos significativos nos níveis de ROM (ruptura de membranas) e MDA na ausência de suplementação de antioxidante em um estudo anterior.18 A intervenção de HBO em longo prazo parece aumentar o nível de estresse oxidativo, mas o uso da intervenção de HBO por pesquisadores, anteriormente, excedeu 2 ATA, o que representa uma diferença de pressão significativa em comparação ao nosso nível de oxigênio micro-hiperbárico (1,3 ATA). Acreditamos que a pressão de oxigênio hiperbárico acima de 2 ATA pode aumentar a produção de radicais livres ativos e elevar o nível de estresse oxidativo. Quando a pressão é mantida dentro de uma variação adequada, não ocorrerá o aumento da produção de radicais livres e poderá haver a aceleração da eliminação de radicais livres e a redução do nível de estresse oxidativo. Contudo, falta à nossa conclusão evidência de pesquisa suficiente e é necessário que haja mais estudos que a comprovem.
Em nosso estudo, SOD, CAT e T-AOC aumentaram consideravelmente no grupo Exp após a intervenção de oxigênio micro-hiperbárico por quatro semanas, indicando que tal intervenção aumentou a função do sistema antioxidante e reduziu o dano causado por radicais livres às células, o que é consistente com os achados de alguns pesquisadores.11 , 12 A intervenção de oxigênio micro-hiperbárico a 1,25 ATA11 e a 1,7 ATA12 pode regular a função do sistema antioxidante e proteger contra o dano oxidativo em pacientes diabéticos. Porém, outros pesquisadores chegaram a conclusões diferentes. Em um estudo anterior, o tratamento de HBO (15 sessões) reduziu, de modo expressivo, as atividades de SOD e CAT, mas não produziu alteração significativa em GSH-Px na ausência de suplementos de antioxidantes.18 A atividade de SOD diminuiu em todos os indivíduos após 24 horas de exposição a 2 ATA e a 2,4 ATA, respectivamente, mas o nível de GSH-Px diminuiu apenas no ambiente a 2,4 ATA.19 Acreditamos que a pressão de HBO ainda é a principal razão para a diferença entre os nossos resultados e aqueles dos estudos mencionados acima, pois a atividade das enzimas antioxidantes parece diminuir uma vez que a pressão excede um determinado nível. Contudo, tal conclusão também precisa ser confirmada por mais estudos.
A melhora da função do sistema oxidante-antioxidante pode acelerar a eliminação de radicais livres, promover a recuperação do corpo e a supressão da fadiga por exercícios.8 , 9 A fim de avaliar as alterações da função física dos atletas, testamos os níveis de BU, CK, T e C. BU é o produto da decomposição de proteínas, que é um índice importante para avaliar a fadiga induzida por exercícios. Em nosso estudo, o nível de BU foi consideravelmente mais alto no grupo Con (controle) após quatro semanas de treinamento, indicando que o regime de treinamento causou fadiga física nos atletas. No entanto, o nível de BU no grupo Exp não sofreu alterações relevantes sob a mesma carga de treinamento, o que indica que a intervenção de oxigênio micro-hiperbárico de quatro semanas estimulou a recuperação do fornecimento de energia derivada de glicogênio e reduziu a proporção funcional de proteínas após a fadiga. A HBO melhora a hipóxia dos rins, promove a recuperação da função renal, acelera a eliminação de ureia, favorecendo dessa forma, a recuperação corporal dos atletas e aliviando a fadiga por exercícios.
Usa-se a CK (creatinina quinase) para avaliar a adaptação muscular à intensidade dos exercícios e lesões após a realização de exercícios.20 , 21 Quando a membrana muscular é danificada ou há alteração em sua permeabilidade, a CK flui para o sangue da membrana, sendo um processo mais intenso se o dano à membrana celular ocorrer devido ao estresse oxidativo. Em nosso estudo, o nível de CK foi consideravelmente mais alto no grupo Con após quatro semanas de treinamento, indicando que o treinamento de verão de alta intensidade causou certo dano às células musculares dos atletas. Porém, o nível de CK não foi significativamente elevado no grupo Exp, o que sugere que a intervenção de oxigênio micro-hiperbárico de quatro semanas reparou o dano às membranas das células musculares e eliminou a fadiga no músculo esquelético. O resultado encontrado em nosso estudo é coerente com os resultados do estudo realizado por Aunampai em 2011, em que três sessões de oxigenoterapia hiperbárica a 1,7 ATA reduziu o nível de CK após saltos verticais máximos repetidos.22 Contudo, muitos pesquisadores acreditam que a intervenção de HBO não pode reduzir efetivamente o nível de CK após exercícios intensos.23 - 25 Quatro sessões de intervenção de HBO a 1,2 ATA e a 2 ATA23 e cinco sessões a 2,5 ATA24 falharam em melhorar a dor muscular e os níveis de CK induzidos por contrações centrífugas em estudos anteriores. Navid et al . chegaram a uma conclusão semelhante.25 Para resultados de pesquisa diferentes, a dose de intervenção de HBO e o padrão de exercícios podem ser razões importantes, mas é necessário que se realizem estudos adicionais para a confirmação de tal fato.
A testosterona e o cortisol são indicadores importantes da capacidade física dos atletas.26 , 27 Quando os atletas estão fatigados, os níveis de testosterona caem e os níveis de cortisol sobem, levando à elevação do catabolismo e à redução do anabolismo. Os efeitos da intervenção de oxigênio hiperbárico sobre a testosterona e o cortisol séricos ainda é um ponto controverso, principalmente pelo fato de as alterações dos níveis de testosterona e de cortisol não estarem apenas relacionadas ao estímulo da carga de exercício (intensidade e quantidade), mas também serem afetadas por estados psicoemocionais e pelo metabolismo.28 Para os atletas de judô, a intervenção de HBO não exerceu efeito significativo sobre o cortisol ou a testosterona total após o treinamento de alta intensidade.29 Mas, o nível de testosterona em mergulhadores aumentou após o tratamento de reabilitação de HBO.30 Em nosso estudo, o nível de testosterona/cortisol no grupo Con reduziu consideravelmente antes e após o treinamento, o que indica que os atletas estavam em um estado de fadiga e que seu catabolismo foi reforçado durante o treinamento de verão. Apesar disso, a testosterona/o cortisol no grupo Exp aumentou, o que sugere que a intervenção de HBO promoveu o anabolismo, inibiu o catabolismo e melhorou as funções corporais durante todo o processo de treinamento.
CONCLUSÕES
Os resultados desse estudo demonstram que uma intervenção de HBO a 1,3 ATA de quatro semanas melhorou a função do sistema oxidante-antioxidante, o que pode interferir positivamente na recuperação dos estados funcionais do corpo e reduzir o grau de fadiga por exercícios em atletas de skeleton durante o treinamento de verão. Assim, acreditamos que a intervenção de oxigênio hiperbárico a 1,3 ATA pode ser usada para estimular a recuperação da função física e a eliminação da fadiga em atletas.
AGRADECIMENTOS
O autor agradece aos treinadores e aos atletas por sua cooperação ativa durante o experimento. O professor Binghong Gao recebeu financiamento do Programa Nacional Principal de Pesquisa e Desenvolvimento (2019YFF0301603) do Ministério da Ciência e Tecnologia da China.
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Editado por
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Editor Associado responsável pelo processo de revisão: Paulo Zogaib
Datas de Publicação
-
Publicação nesta coleção
05 Ago 2022 -
Data do Fascículo
2023
Histórico
-
Recebido
29 Jul 2021 -
Aceito
14 Abr 2022
