Repercussões estruturais do exercício agudo na junção miotendínea após atrofia muscular em ratos Wistar

Abstract

A atrofia muscular é uma condição que provoca a fragilidade do tecido musculoesquelético e sua etiologia de distúrbios hereditários ou fisiopatológicos agrava sua incidência e desenvolvimento. Especificamente nos tecidos que compõem o aparelho locomotor, como o músculo estriado esquelético e a junção miotendínea (JMT), a atrofia causa diversas alterações que implicam no comprometimento estrutural e funcional desses tecidos. O treinamento, por sua vez, promove um ambiente regenerativo capaz reverter os efeitos deletérios da atrofia, no entanto, o desfecho crônico foi o primeiro passo para compreender a plasticidade musculoesquelética e miotendínea, o próximo passo é elucidar a cronologia das adaptações agudas nas estruturas e suas correlações. Dessa forma, o objetivo do estudo foi descrever as alterações morfológicas e no período agudo de remodelamento na junção miotendínea do músculo gastrocnêmio, após a atrofia muscular causada pela imobilização articular e intervenção com o treinamento em escada vertical em ratos Wistar. Foram utilizados 65 ratos Wistar divididos em: Controle (C), não submetidos a protocolo; Treinado (T), submetidos ao treinamento resistido; Imobilizado (I), submetidos a atrofia muscular; Imobilizado Treinado (IT), submetidos a atrofia muscular e treinamento resistido. Para compreender as adaptações agudas, as amostras musculares foram coletadas em 4 Períodos: 0 horas (0h), fim da atrofia seguido pela 1ª sessão de treinamento; 24 horas (24h), 24h após o fim da atrofia e 1ª sessão de treinamento; 4 dias (4d), 4 dias após a atrofia e realização de 3 sessões de treinamento em dias alternados; e 7 dias (7d) após a atrofia e realização de 4 sessões de treinamento. A análise do ventre muscular foi realizada através da Microscopia de Luz (Hematoxilina e Eosina e Picro-Sírus Red), para a morfometria da dimensão fractal (DF) dos núcleos e quantificação tecido conjuntivo, e mediante a ATPase Miofibrilar foi mensurada a área de secção transversa (AST) das fibras tipo I e II. A JMT foi analisada por meio da Microscopia de Luz (Hematoxilina e Eosina) para evidenciação da disposição dos núcleos, além da Imunofluorescência para evidenciação dos telócitos (CD34) e células satélites (Pax7). No ventre muscular, a imobilização resultou em redução da DF (I0h), aumento na área de tecido conjuntivo (I0h) e reduções na AST da fibra muscular (I0h, I24h). Enquanto o treinamento após atrofia, promoveu aumento na DF (TI0h), variações na quantificação do tecido conjuntivo (TI0h, TI4d, TI7d) e aumento na AST das fibras (TI0h, TI4d, TI7d). Na JMT, observamos que o treinamento repercutiu no acúmulo de núcleos, no entanto, a imobilização isolada ou associada ao treinamento, resultou em alterações menos expressivas nos núcleos; enquanto os telócitos foram encontrados em todos os grupos experimentais, com alinhamento ao longo da interface após 24 horas de treinamento e livre movimentação, além da íntima relação de proximidade com as células satélites. Concluímos que as estruturas do músculo estriado esquelético (núcleos, tecido conjuntivo e fibras musculares) demonstram a especifidade adaptativa em promover o suporte funcional e estrutural que precede a regeneração muscular. Com destaque, reforçamos a especificidade transcricional dos núcleos na JMT, e a contribuição dos telócitos no início dos processos regenerativos, devido à identificação de telócitos e sua proximidade às células satélites no período agudo de remodelação na JMT.

Muscle atrophy is a condition that causes fragility of musculoskeletal tissue and its etiology of hereditary or pathophysiological disorders aggravates its incidence and development. Specifically in the tissues that make up the locomotor system, such as skeletal striated muscle and the myotendinous junction (MTJ), atrophy causes several changes that imply structural and functional impairment of these tissues. Training, in turn, promotes a regenerative environment capable of reversing the deleterious effects of atrophy. However, the chronic outcome was the first step in understanding musculoskeletal and myotendinous plasticity; the next step is to elucidate the chronology of acute adaptations in the structures and their correlations. Thus, the study's objective was to describe the morphological changes and the acute period of remodeling in the myotendinous junction of the gastrocnemius muscle, after muscle atrophy caused by joint immobilization and intervention with vertical ladder training in Wistar rats. Sixty-five Wistar rats were divided into: Control (C), not subject to protocol; Trained (T), subjected to resistance training; Immobilized (I), subjected to muscle atrophy; Immobilized Trained (IT), subjected to muscle atrophy and resistance training. To understand the acute adaptations, muscle samples were recorded in 4 Periods: 0 hours (0h), end of atrophy followed by the 1st training session; 24 hours (24h), 24h after the end of atrophy and 1st training session; 4 days (4d), 4 days after atrophy and 3 training sessions on alternate days; and 7 days (7d) after atrophy and 4 training sessions. The analysis of the muscle belly was performed through Light Microscopy (Hematoxylin and Eosin and Picrosirus Red) for the morphometry of the fractal dimension (FD) of the nuclei and quantification of the connective tissue, and through the Myofibrillar ATPase the cross-sectional area (CSA) of the type I and II fibers was measured. The JMT was analyzed through Light Microscopy (Hematoxylin and Eosin) for evidence of the arrangement of the nuclei, in addition to Immunofluorescence for evidence of telocytes (CD34) and satellite cells (Pax7). In the muscle belly, immobilization acted in reducing FD (I0h), increasing the area of the connective tissue (I0h), and reducing the CSA of the muscle fiber (I0h, I24h). In comparison, training after atrophy promoted an increase in FD (TI0h), variations in connective tissue quantification (TI0h, TI4d, TI7d), and an increase in fiber CSA (TI0h, TI4d, TI7d). In the MTJ, we observed that training had an impact on the set of nuclei; however, immobilization alone or associated with training, occurred in less expressive changes in the nuclei; while telocytes were found in all experimental groups, with alignment along the interface after 24 hours of training and free movement, in addition to the close relationship of proximity to the satellite cells. We conclude that the structures of skeletal striated muscle (nuclei, connective tissue, and muscle fibers) demonstrate an adaptive specificity in promoting the functional and structural support that precedes muscle regeneration. Most importantly, we reinforce the transcriptional specificity of the nuclei in the MTJ and the contribution of telocytes in the beginning of the regenerative processes, due to the identification of telocytes and their proximity to satellite cells in the acute period of remodeling in the MTJ.