Adaptações da junção neuromuscular e das células perissinápticas de Schwann em modelo experimental de lesão muscular

Abstract

O tecido muscular é o mais abundante no organismo dos vertebrados, responsável principalmente pela manutenção postural e reserva energética, com alta capacidade adaptativa. A junção neuromuscular é um componente de grande importância para o funcionamento muscular, responsável pela conversão dos impulsos elétricos em químicos, necessários para a contração muscular, além disso, é considerada uma região estrutural com notável capacidade adaptativa e ampla plasticidade. As células perissinápticas de Schwann (CPS) tem uma importante incumbência na composição celular da estrutura da junção neuromuscular, atuam como alicerces que fornecem sustentação e participam essencialmente da regeneração e adaptação da região. A maior incidência de alterações do tecido muscular se dá em detrimento da prática de exercícios físicos, que frente a sua intensidade podem gerar lesões, que se estendem pelo tecido e afetam a estrutura da junção neuromuscular. Lesões indiretas por contração excêntrica são consideradas as de maior taxa de ocorrência, consequentemente podem afetar a estrutura da junção neuromuscular e assim sua funcionalidade. O objetivo do presente estudo está na análise e descrição das adaptações morfoquantitativas no músculo quadríceps femoral de ratos Wistar adultos, submetidos ao protocolo experimental de lesão muscular induzida por contração excêntrica. Foram utilizados 50 animais machos organizados em 2 Grupos: Controle (C) e Pós Lesão (PL0H; PL24H; PL4D e PL7D). Em relação à massa corporal e muscular dos animais, não foram obtidas alterações significativas nos grupos e períodos analisados. Nas análises de microscopia de luz observamos a organização e disposição dos núcleos celulares no tecido muscular, desta forma foi possível analisar as variáveis referentes a densidade deste elemento, que apresentaram redução da dimensão fractal em todos os grupos experimentais e aumento da área nuclear nos grupos PL0H e PL24H. Após a realização da imunomarcação dos principais elementos estruturais (pré e pós sinápticos) e celulares da junção neuromuscular. Com os dados da região pré-sináptica obtivemos em relação a área, o aumento no grupo PL24H, já quanto aos dados do perímetro o todos os grupos apresentaram ligeiro aumento com destaque para o grupo PL0H, na dispersão observamos a redução do grupo PL24H sem diferença entre os outros grupos experimentais. Os dados referentes a região pós-sináptica como a área e o perímetro apresentaram aumento do grupo PL0H e PL24H e redução nos grupos PL4D e Pl7D, em relação aos dados obtidos pela análise da dispersão todos os grupos experimentais apresentaram alterações significativas em comparação com o grupo controle (p<0.0001). A marcação dos núcleos demonstrou alterações significativas em relação ao grupo PL0H (p<0.01), com aumento também do grupo PL24H e o grupo PL7D apresentou valores próximos ao do grupo Controle. Concluímos que o protocolo experimental de lesão muscular induzida por contração excêntrica gera alterações como aumento das estruturas pré e pós-sinápticas nos grupos PL0H e PL24H e redução da região pós-sináptica nos grupos PL4D e PL7D na junção neuromuscular.

Muscle tissue is the most abundant in the organism of vertebrates, primarily responsible for maintaining posture and energy reserves, with a high capacity for adaptation. The neuromuscular junction is a component of great importance for muscle function, responsible for converting electrical impulses into chemicals necessary for muscle contraction. Additionally, it is considered a structural region with remarkable adaptive capacity and extensive plasticity. Perisynaptic Schwann cells (CPS) play an important role in the cellular composition of the neuromuscular junction, acting as supportive scaffolds that provide stability and are essential in the regeneration and adaptation of the region. The highest incidence of muscle tissue alterations occurs due to physical exercise, which, depending on its intensity, can cause injuries that extend through the tissue and affect the structure of the neuromuscular junction. Indirect injuries caused by eccentric contraction are considered the most common and can consequently impact the structure and functionality of the neuromuscular junction. The aim of this study is to analyze and describe the morphoquantitative adaptations observed in the quadriceps femoris muscle of adult Wistar rats subjected to an experimental protocol of muscle injury induced by eccentric contraction. In this study, 50 male animals were used, divided into 2 groups: Control (C) and Post-Lesion (PL0H, PL24H, PL4D, and PL7D). Regarding body and muscle mass, no significant changes were observed across the groups and periods analyzed. Light microscopy analyses revealed the organization and arrangement of cell nuclei within the muscle tissue, allowing for the assessment of variables related to nuclear density. These variables showed a reduction in fractal dimension across all experimental groups and an increase in nuclear area in groups PL0H and PL24H. After immunolabeling of the main structural (pre and postsynaptic) and cellular components of the neuromuscular junction, the data from the presynaptic region showed an increase in area in group PL24H, while perimeter values slightly increased in all groups, especially in group PL0H. Variability analysis indicated a reduction in the PL24H group, with no differences among the other experimental groups. For the postsynaptic region, parameters such as area and perimeter increased in groups PL0H and PL24H and decreased in groups PL4D and PL7D. When analyzing dispersion, all experimental groups showed significant changes compared to the control group (p<0.0001). Nuclei labeling demonstrated significant alterations in group PL0H (p<0.01), with increases also observed in group PL24H. The PL7D group showed values close to the control group. We conclude that the experimental protocol of muscle injury induced by eccentric contraction causes alterations such as increased pre- and postsynaptic structures in groups PL0H and PL24H, and a reduction in the postsynaptic region in groups PL4D and PL7D at the neuromuscular junction.