UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA 
 “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” 

FACULDADE DE MEDICINA 
 

 
 
 
 
 
 

Bruna Bologna Catinelli 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Análise Morfológica dos Músculos Reto Abdominal e Estriado 

Uretral de Ratas Prenhes Diabéticas Submetidas a Exercício em 

Ambiente Aquático 

 

 

 

Dissertação apresentada à Faculdade de 

Medicina, Universidade Estadual Paulista “Júlio de 

Mesquita Filho”, Câmpus de Botucatu, para 

obtenção do título de Mestre(a) em 

Tocoginecologia.  

 

 

 

 

Orientador(a): Prof(a). Dr(a). Marilza Vieira Cunha Rudge 

Coorientador(a): Prof(a). Dr(a). Patrícia de Souza Rossignoli 

Prof(a). Dr(a). Angélica Mércia Pascon Barbosa 

 
 
 
 
 

Botucatu 
2020 



 
 

Bruna Bologna Catinelli 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Análise Morfológica dos Músculos Reto Abdominal e Estriado Uretral 

de Ratas Prenhes Diabéticas Submetidas a Exercício em Ambiente 

Aquático  

  
  

 
 
 
 
 
 
 

Dissertação apresentada à Faculdade de 

Medicina, Universidade Estadual Paulista 

“Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de 

Botucatu, para obtenção do título de 

Mestre(a) em Tocoginecologia.  

  
  
  
  
 
 
 
 
 

Orientador (a): Prof(a).Dr(a). Marilza Vieira Cunha Rudge 

Coorientador(a):Prof(a).Dr(a). Patrícia de Souza Rossignoli 

Prof(a). Dr(a). Angélica Mércia Pascon Barbosa 

 
 

 
Botucatu 

2020 
 

 



 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉC. AQUIS. TRATAMENTO DA INFORM. 

DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - CÂMPUS DE BOTUCATU - UNESP 

BIBLIOTECÁRIA RESPONSÁVEL: ROSEMEIRE APARECIDA VICENTE-CRB 8/5651 

Catinelli, Bruna Bologna. 

Análise morfológica dos músculos reto abdominal e estriado 

uretral de ratas prenhes diabéticas submetidas a exercício 

em ambiente aquático / Bruna Bologna Catinelli. - Botucatu, 

2020 

 

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista 

"Júlio de Mesquita Filho", Faculdade de Medicina de Botucatu 

Orientador: Marilza Vieira Cunha Rudge 

Coorientador: Patrícia de Souza Rossignoli 

Coorientador: Angélica Mércia Pascon Barbosa 

Capes: 40101150 

 

1. Diabetes gestacional. 2. Incontinência urinária. 

3. Exercícios físicos aquáticos. 4. Músculos - Doenças. 

 

Palavras-chave: Diabetes gestacional; Exercício; 

Incontinência urinária; Miopatia. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 



 
 

ANÁLISE MORFOLÓGICA DOS MÚSCULOS RETO ABDOMINAL E ESTRIADO 

URETRAL DE RATAS PRENHES DIABÉTICAS SUBMETIDAS A EXERCÍCIO EM 

AMBIENTE AQUÁTICO 

 

 

 

 

Dissertação apresentada à Faculdade de Medicina, Universidade Estadual Paulista  

“Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de Botucatu, para obtenção do título de Mestre(a) 

em Tocoginecologia.  

 

 

 

Orientadora: Prof. Emérita Marilza Vieira Cunha Rudge 

Coorientadora: Prof. Dra. Patrícia de Souza Rossignoli 

Prof. Dra. Angélica Mércia Pascon Barbosa 

 

 

Comissão Examinadora: 

 

___________________________________________ 
Prof.a Emérita Marilza Vieira Cunha Rudge 

Faculdade de Medicina de Botucatu – UNESP 
 

 
___________________________________________ 

    Prof.a Dra. Raquel Fantin Domeniconi 
Instituto de Biociências – UNESP campus Botucatu 

 
 

___________________________________________ 
    Prof.a Dr.a Gabriela Marini Prata 

Universidade do Sagrado Coração - USC 
 

 

 

Botucatu, 17 de Fevereiro de 2020 

 



 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 

 

 

 

 

Dedicatória 

 

 



 
 

 

 

 

 

O caminho para atingir mais este objetivo só foi possível pela sua força, 

seus conselhos, seus abraços e por acreditar em mim em momentos que nem eu 

acreditei que conseguiria. Você é minha inspiração como mulher, meu exemplo de 

força, superação, honestidade e vontade. É para você, mãe, a quem dedico esta 

dissertação. É impossível colocar em palavras a imensidão do meu amor por você. 



 
 

 

 

 

 

 

 

 

Agradecimentos 



 
 

À Deus, por sempre me proteger e me guiar em cada passo. 

À minha família. Minha mãe Luciana por sempre lutar para que pudesse 

investir em mim, me apoiar e acreditar que tudo daria certo. Minha avó Célia e meu 

avô Attilio, por todo o carinho, amor e cuidado para comigo. Aos meus tios, tias e 

primos, que são e sempre foram muito presentes em minha vida, me incentivando e 

acompanhando cada passo, cada conquista e compreendendo as minhas ausências. 

Vocês são meu porto seguro. 

À Profa. Emérita Marilza Vieira Cunha Rudge, um agradecimento 

especial por ter acreditado na minha proposta e me proporcionar esta oportunidade 

de crescimento pessoal e profissional. Serei eternamente grata pela oportunidade de 

trabalhar com a senhora, exemplo de dedicação, experiência e competência. 

À Profa. Dra. Patrícia de Souza Rossignoli, minha eterna gratidão pela 

maneira como despertou em mim a paixão pela pesquisa e pela docência. A forma 

com que transmite o conhecimento é admirável, leve e revela o quanto você ama o 

que faz. Obrigada por me acompanhar e me ensinar tanto desde a graduação, por 

acreditar em mim em momentos que eu não acreditei, e por nunca ter saído do meu 

lado, acompanhando esta trajetória com muita dedicação, paciência e carinho, sempre 

lutando incansavelmente para que nossos sonhos tornassem realidade. Seus 

ensinamentos contribuíram muito para o meu crescimento científico e pessoal. 

Obrigada por ter sido além de coorientadora deste trabalho. Obrigada por ter sido meu 

ombro amigo nos momentos difíceis, pelos conselhos, por compartilhar suas 

experiências de vida e sua família comigo. Agradeço também seu marido Marcus e 

seu filho Felipe por momentos agradáveis de convivência. 

À Profa. Dra. Angélica Mércia Pascon Barbosa, por ter acreditado em 

mim e na minha proposta e por ser fundamental para este dia chegasse. Minha eterna 



 
 

admiração pela sua competência, entusiasmo e amor pelo que faz. Sua paixão pela 

Fisioterapia Uroginecológica é minha fonte de inspiração. Obrigada pela coorientação 

deste trabalho, sempre com muita dedicação, objetividade, companheirismo e regada 

a ensinamentos.   

À Aline Medolago Carr, minha companheira de laboratório e de casa. 

Muito obrigada por me ajudar tanto nessa trajetória, sem dúvidas o caminho até aqui 

seria mais difícil sem você ao meu lado. Obrigada por tornar os finais de semana e 

feriados no laboratório mais leves com o seu bom humor, companheirismo e amizade. 

Obrigada por ouvir minhas angústias, por sempre me apoiar e me dar forças quando 

tudo parecia desmoronar. Obrigada por me acompanhar em cada etapa deste trabalho 

e me ajudar a encontrar soluções para cada dificuldade encontrada, e por compartilhar 

a vida e sua família comigo. 

À minha amiga-irmã Emília, minha eterna companheira de casa. Obrigada 

por ter tornado os últimos quatro anos inesquecíveis. Não tenho palavras para 

descrever o quanto você é especial e fundamental em minha vida. Obrigada por me 

ajudar a levantar e seguir em frente nos piores momentos, por celebrar cada conquista 

ao meu lado e por sempre me mostrar que tudo é possível quando persistimos e 

acreditamos nos nossos sonhos. Serei eternamente grata por nossos caminhos terem 

se encontrado. 

À minha amiga e companheira de pós-graduação Caroline Baldini, um 

agradecimento especial por toda paciência, dedicação e por me ensinar tanto, desde 

a graduação. Me orgulho muito por ter a oportunidade de trabalhar e aprender com 

uma fisioterapeuta e pesquisadora tão competente. Sem dúvidas, você me inspira. 

Aos amigos do Grupo de Pesquisa Diamater pelo companheirismo, ajuda 

e ensinamentos. Vocês foram fundamentais para meu crescimento pessoal e 



 
 

profissional ao longo da pós-graduação. Quanta honra e privilégio poder trabalhar e 

contar com vocês. 

Às minhas queridas e inseparáveis amigas Nadine e Deborah, que todos 

os dias me inspiram e me incentivam a ser uma pessoa melhor. Obrigada por 

permanecerem ao meu lado em cada etapa desta trajetória, celebrando cada 

conquista junto a mim e me confortando com suas palavras sinceras e carinhosas nos 

momentos ruins. Vocês são exemplo de amizade, dedicação, incentivo, afeto, 

coragem e resiliência. Minha eterna gratidão por ter vocês em minha vida. 

Aos meus amigos Laís Barreto, Gabriel Oliveira, Alani Bergo, Giovanna 

Camilo, Gabriel Garcia e Ana Paula De Martini, que desde a graduação fazem parte 

dos meus dias. Obrigada por todos os momentos vividos, pelo apoio e por serem a 

minha família em Marília.   

À minha amiga-irmã Marina, que há 17 anos vem me presenteando com a 

sua amizade. Obrigada por permanecer sempre ao meu lado, mesmo a 400 

quilômetros de distância, por ser meu ombro amigo e fazer parte de todas as 

conquistas, incluindo esta. Não consigo imaginar minha vida sem a sua amizade. Te 

amo. 

À Faculdade de Filosofia e Ciências (FFC)/Unesp campus de Marília, 

em especial ao Laboratório de Ciências Fisiológicas pela concessão das 

dependências para realização do trabalho. 

Aos funcionários da FFC/Unesp Marília, em especial ao Assistente de 

Suporte Acadêmico, Augusto Nascimento por todo o suporte durante a coleta de 

materiais, padronização da imunoistoquímica e por sempre nos ajudar a buscar 

respostas para as dúvidas que surgiram ao longo do desenvolvimento do projeto. 

Ao Laboratório de Patologia da Unidade de Pesquisa Experimental 



 
 

(Unipex) da Faculdade de Medicina de Botucatu (FMB), em especial ao Paulo 

Georgete por todo o suporte desde o início da realização deste trabalho, sempre com 

muito bom humor. 

Aos funcionários da Seção Técnica de Pós-Graduação por todo o auxílio 

prestado durante o período de pós-graduação. 

Ao Centro de Microscopia Eletrônica do Instituto de Biociências de 

Botucatu pelo preparo das amostras, e ao Centro de Microscopia e Imagem da 

Faculdade de Odontologia de Piracicaba (UNICAMP), em especial à Flávia 

Sammartino Mariano Rodrigues pelo acolhimento e suporte na obtenção das imagens.  

Aos pesquisadores do Laboratório de Matriz Extracelular pela 

disponibilidade, atenção e contribuições na padronização da imunoistoquímica.  

Ao Laboratório de Embriologia da Faculdade de Medicina de Marília 

(FAMEMA), em especial à Prof. Dra. Maria Angélica Spadella e à Rosa Maria por 

enriquecer este trabalho com todo o suporte nas análises e nas dúvidas que surgiram, 

especialmente nos últimos meses. 

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) 

pela concessão da bolsa de Mestrado no país (Processo nº 2018/03361-8). 

À todos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste 

trabalho. 

 

 



 
 

 

 

 

 

Epígrafe 

 



 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“O que vale na vida não é o ponto de partida e sim a caminhada. Caminhando e 

semeando, no fim terás o que colher.”  

 Cora Coralina 

 



 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Índice  



 
 

 

 

Seção 1: Contextualização 
Relação entre Diabetes Mellitus Gestacional, Incontinência Urinária 
Específica da Gestação e Miopatia Diabética: Novas perspectivas de 
tratamento………………………………………………………………………18 
Trajetória Acadêmica…………………………………………………………. 32 
 

Seção 2: Resumo da Dissertação……………………………………………………… 38 
 
Seção 3: Artigo científico: “Effect of swim exercise on the myopathy of rectus 

abdominis muscle of long-term mild STZ-induced diabetes pregnant 
rats” 
Cover letter…………………………………………………………………….. 41 
Abstract………………………………………………………………………… 42 
Introduction…………………………………………………………………….  43 
Methods………………………………………………………………………... 44 
Results…………………………………………………………………………. 49 
Discussion……………………………………………………………………... 54 
Author Contribution…………………………………………………………… 58 
References…………………………………………………………………….. 59 
 

Seção 4: Artigo científico: “Effect of swim exercise on urethral striated muscle 
myopaty of long-term mild STZ-induced diabetes pregnant rats” 
Cover letter…………………………………………………………………….... 67 
Key points summary……………………………………………………………. 68 
Abstract………………………………………………………………………….. 69 
Introduction……………………………………………………………………… 70 
Methods………………………………………………………………………….  72 
Results…………………………………………………………………………..   76 
Discussion……………………………………………………………………….  82 
References………………………………………………………………………  85 

 
Seção 5: Dificuldades encontradas e meios para superá-las……………………  92 
 
Seção 6: Anexos 

 Anexo 1: Parecer de aprovação pela Comissão de Ética em Uso de Animais 
(CEUA)…………………………………………………………………………..  99 
Anexo 2: Justificativa de alteração de título………………………………… 100 

 

 

 

 

 

 

 



 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Seção 1  



 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Contextualização  
Relação entre Diabetes Mellitus Gestacional, Incontinência 

Urinária Específica da Gestação e Miopatia Diabética: 

Novas Perspectivas de Tratamento



18 
 

 
 

O grupo de pesquisa “Diabetes e Gravidez – Clínico e Experimental” 

realiza, há mais de 40 anos, pesquisas relacionadas à gestação complicada pelo 

diabetes, abordando desde repercussões materno-fetais até o tratamento dessa 

condição. O Diabetes Mellitus Gestacional (DMG), condição definida como 

intolerância à glicose com início ou primeiro reconhecimento no segundo ou terceiro 

trimestre gestacional (1), está associado a complicações neonatais como 

macrossomia, malformações congênitas, alterações cardiorrespiratórias e síndrome 

de desconforto respiratório (2,3). Dentre as complicações maternas, destacam-se 

aumento do ganho de peso durante a gestação, alto risco de desenvolver diabetes 

mellitus tipo 2 após a gravidez (4), aumento das taxas de aborto espontâneo (3), e 

também o aumento da incidência de incontinência urinária específica da gestação 

(IUEG), ou seja, a perda involuntária de urina que ocorre pela primeira vez durante a 

gestação (5). 

A gravidez, por si só, mostrou ser fator de risco independente para o 

aumento da ocorrência de IUEG, com tendência a recorrer durante as gestações 

seguintes (5), porém o mecanismo exato pelo qual a IUEG acontece ainda não é bem 

elucidado. Ao associar a gravidez ao DMG, achados clínicos de Barbosa et al., 2011 

mostraram que o DMG foi fator de risco independente e aumentou significativamente 

a ocorrência de IUEG, e esta foi fator de risco para a ocorrência de incontinência 

urinária (IU) 2 anos pós-parto (PP) cesárea e o DMG foi fator de risco para o 

desenvolvimento de disfunção muscular do assoalho pélvico (DMAP) 2 anos PP 

cesárea, evidenciando intrincada relação entre DMG, IUEG, e IU e DMAP 2 anos PP 

(6). 

Está bem estabelecido que independentemente do tipo de diabetes, 

complicações crônicas podem se instalar, como a neuropatia, nefropatia, retinopatia 



19 
 

 
 

(7), além do aumento de risco para doenças cardiovasculares (8). Porém, o impacto 

do diabetes sobre a musculatura esquelética ainda é pouco estudado. Alterações 

morfológicas como perda de integridade e depósito de tecido não contrátil entre as 

fibras musculares (9,10), bem como alterações na sua capacidade metabólica têm 

sido reportadas (11,12), impactando diretamente na capacidade de geração de força 

pelo músculo e, consequentemente, na função muscular. A alteração muscular 

resultante do diabetes é denominada Miopatia Diabética (13,14). 

O mecanismo pelo qual a hiperglicemia leva à danos musculares ainda é 

discutido, porém estudos em modelos animais têm demonstrado que a exposição ao 

diabetes resulta em falha na regeneração muscular por ineficiência das células 

satélite, provocando mecanismo catabólico (15). Além disso, o tempo de exposição 

ao diabetes, a severidade da doença, bem como as alterações bioquímicas, 

inflamatórias e moleculares influenciam a atividade das células satélite, impactando 

negativamente na sua função, e consequentemente, na saúde muscular geral (10).   

É inquestionável a importância do músculo esquelético na manutenção do 

controle glicêmico, visto que é responsável pela captação de grande parte da glicose 

disponível. Dessa forma, a alteração na sua função pode contribuir para a progressão 

de complicações diabéticas adicionais (10, 16). 

Considerando as alterações musculares resultantes do diabetes e os 

achados clínicos de Barbosa et al., 2011 (6), iniciou-se de forma translacional a etapa 

“bench to bedside” com estudos em modelos experimentais sendo realizados pelo 

nosso grupo de pesquisa, com o objetivo de verificar se alterações musculares já 

evidenciadas na clínica também estavam presentes em músculos envolvidos na 

continência urinária, contribuindo com o estudo do mecanismo fisiopatológico do DMG 

sobre a IUEG. O primeiro estudo de característica translacional foi a dissertação de 



20 
 

 
 

Marini que analisou morfologicamente o músculo estriado uretral de ratas prenhes 

com diabete grave (glicemia acima de 300 md/dL), sendo evidenciado adelgaçamento, 

atrofia, desorganização e rompimento de fibras, associado à perda da localização 

anatômica normal das fibras rápidas e lentas e diminuição na proporção de fibras 

rápidas (17). Ao analisar o músculo estriado uretral em conjunto com a Matriz 

Extracelular (MEC), foi demonstrado plasticidade das fibras musculares rápidas e 

lentas, diminuição de Keratan Sulfato e das glicosaminoglicanas totais e aumento da 

razão de Colágeno tipo I/ Tipo III, indicando MEC mais rígida, que pode estar 

relacionado a alteração no fechamento uretral (18). 

Dando continuidade aos estudos experimentais acerca do impacto do 

diabetes na função muscular, Piculo em sua dissertação também analisou o músculo 

estriado uretral de ratas prenhes diabéticas, mas dessa vez, utilizando o modelo de 

diabete moderado (glicemia entre 120 e 300mg/dl), demonstrando alterações 

similares ao diabete grave, como atrofia, adelgaçamento, aumento de colágeno na 

área de músculo estriado, aumento de vasos, acúmulo de mitocôndrias, além de gotas 

de lipídios e grânulos de glicogênio presentes em grande quantidade, colocalização 

das fibras rápidas e lentas, diminuição de fibras rápidas e a presença de 

fibrose/deposição de fibras de colágeno, associados com atrofia muscular (19). 

Os achados no músculo estriado uretral serviram de inspiração para que 

as investigações acerca de outros músculos envolvidos na continência urinária fossem 

realizadas. Vesentini em sua dissertação analisou o músculo reto abdominal de ratas 

prenhes com diabete grave (glicemia acima de 300 mg/dL) e moderado (glicemia entre 

120-300 mg/dl), demonstrando que em ambos os modelos experimentais de diabetes 

houve aumento do número de fibras de contração lenta, diminuição do número de 

fibras rápidas em ratas prenhes com diabete moderado e aumento do número de 



21 
 

 
 

fibras rápidas em ratas prenhes com diabete grave. Ao contrário do que foi 

evidenciado no músculo estriado uretral, o músculo reto abdominal não apresentou 

diferença relacionada à área de colágeno, porém a própria adaptação da estrutura 

muscular observada frente à hiperglicemia pode contribuir para a disfunção muscular 

(20). 

Com estes achados pré-clínicos retomamos de forma translacional para 

etapa “bedside to bench” em que a função dos músculos do assoalho pélvico (MAP) 

de gestantes com e sem DMG, foram avaliadas por eletromiografia e ultrassonografia 

tridimensional. Os resultados da dissertação de Baldini demonstraram pela 

eletromigrafia que a evolução entre 24-30 e 36-40 semanas gestacionais houve 

diminuição do recrutamento dos músculos do assoalho pélvico no grupo DMG com 

diminuição da atividade em repouso (p=0,042) e na contração tônica (p=0,044) 

quando comparadas com o grupo não-DMG (21). As dissertações de Sartorão Filho e 

Pinheiro demonstraram pela ultrassonografia que o grupo DMG apresentou medidas 

biométricas diferentes em repouso ao longo da gestação, demonstrando menor 

adaptação ao processo fisiológico da gestação (22); e em relação a função dos MAP 

foi observado menor contratilidade, distensibilidade e mobilidade na análise entre 24-

30 semanas de gestação e 36-40 semanas de gestação em gestantes com DMG (23). 

Dessa forma, os resultados encontrados nos estudos pré-clínicos 

corroboram nossos resultados clínicos de que a IUEG em gestantes com DMG está 

associada à DMAP, estabelecendo a miopatia diabética como base fisiopatológica da 

disfunção muscular e IUEG no DMG. 

Conforme mencionado, existem diferentes modelos experimentais de 

diabetes. É importante abordarmos, de maneira breve, quais são esses modelos, as 

drogas utilizadas e como elas agem para simular a hiperglicemia encontrada na 



22 
 

 
 

clínica. É importante ressaltar que os modelos experimentais contribuem para o 

avanço do conhecimento dos mecanismos fisiopatológicos do DMG, visando o 

desenvolvimento de estratégias de tratamento para manter o ambiente intrauterino o 

mais próximo do ideal e melhorar o desenvolvimento perinatal a curto e longo prazo 

(24). 

Para que os modelos experimentais de diabetes sejam obtidos, existem 

duas drogas que são mais utilizadas nos estudos: a aloxana e a streptozotocin (STZ), 

cujo efeito principal é a necrose das células beta pancreáticas, resultando em morte 

celular, e consequentemente, em hiperglicemia insulino-dependente. Apesar de 

ambas as drogas induzirem praticamente as mesmas respostas glicêmicas e 

insulinêmicas, o mecanismo pelo qual há necrose das células beta pancreáticas é 

diferente, sendo o aumento da produção das espécies reativas de oxigênio o efeito 

causado pela aloxana, enquanto a STZ lesa diretamente o DNA celular (25). Em 

decorrência dos efeitos adversos da aloxana e da pouca margem de segurança entre 

a dose letal e a dose eficaz para obtenção do quadro diabético, a STZ é atualmente, 

a droga de escolha para as pesquisas experimentais (25). 

A indução do diabete com STZ apresenta variações em relação ao tipo de 

animal, à dose, via e ao período de vida em que a droga é administrada, podendo 

gerar um quadro de diabete grave ou diabete moderado. Por esse motivo, é 

necessário a escolha de um modelo que se assemelha à hiperglicemia encontrada 

nos quadros de DMG. Os modelos de diabete grave são caracterizados pela 

administração de STZ na vida adulta, na dose de 40-50 mg/kg de peso, via 

intraperitoneal ou intravenosa, resultando em hiperglicemia acima de 300 mg/dL (26). 

No entanto, o diabete grave não mimetiza a condição clínica de hiperglicemia durante 

a gestação. 



23 
 

 
 

Em contrapartida, os modelos de diabete moderado são caracterizados 

pela administração de STZ no período neonatal, com dose variando entre 70 mg/kg a 

100 mg/kg, via intraperitoneal, intravenosa ou subcutânea (27), resultando em 

alterações na capacidade reprodutiva (28), no desenvolvimento embrionário (29) e na 

matriz extracelular (19). O modelo escolhido pelo nosso grupo de pesquisa, e que vem 

sendo utilizado desde então é caracterizado pela administração de STZ no primeiro 

dia de vida, na dose de 100 mg/kg, via subcutânea, resultando em valores de glicemia 

acima de 300 mg/dL após 3 dias da indução, e entre 120-300 mg/dL na vida adulta 

(26,27). Este fato pode ser explicado pela regeneração parcial das células beta 

pancreáticas no decorrer da vida do animal, ou seja, as células que não foram 

atingidas pela STZ podem iniciar o processo de replicação, havendo a possibilidade 

de os níveis glicêmicos retornarem aos valores de normalidade (30). Porém, a 

exposição ao diabete no período neonatal pode causar perda parcial da massa e 

função celular, resultando no quadro de diabete moderado na vida adulta (31). 

Dessa forma, dentre os modelos apresentados, o diabete moderado é o 

que mais se assemelha à hiperglicemia observada na clínica, sendo escolhido para o 

estudo da fisiopatologia do diabete durante a prenhez. Devido a possibilidade de os 

níveis glicêmicos retornarem aos valores de normalidade, pode haver dificuldade na 

obtenção deste modelo, sendo necessário o uso de grande número de animais. 

Neste sentido, diante dos achados de diversos anos de pesquisa em 

modelos pré-clínico e clínico no rastreamento do impacto do DMG na IUEG e o estudo 

desse mecanismo fisiopatológico, além do estabelecimento do modelo experimental 

de diabete que mimetiza a hiperglicemia encontrada em gestantes com DMG, nosso 

grupo de pesquisa constatou a necessidade de continuar e aprofundar as 

investigações, dando origem ao Projeto Temático Diamater (Processo Fapesp nº 



24 
 

 
 

2016/01743-5). O projeto, de característica translacional, tem como proposta 

comprovar se a miopatia evidenciada em ratas prenhes diabéticas também ocorre em 

gestantes hiperglicêmicas, e caracterizar o perfil da miopatia hiperglicêmica 

gestacional por meio de análises morfológicas, bioquímicas, moleculares, funcionais 

e ômicas. Além disso, o acompanhamento das mulheres 6-12 meses pós-parto 

responderá se a hiperglicemia gestacional associada à IUEG é preditora da disfunção 

muscular do assoalho pélvico e IU nesse período. 

Em paralelo ao rastreamento da tríade constituída por hiperglicemia 

gestacional, IUEG e DMAP na fase clínica, o Projeto Temático Diamater também tem 

como proposta testar o uso do biodevice desenvolvido a partir de biomembrana a base 

de látex de seringueira como suporte para células tronco mesenquimais (CTMs) como 

possibilidade alternativa de regeneração muscular. Diante da limitação para pesquisas 

clínicas com intervenção no período gestacional, o biodevice tem sido testado na fase 

pré-clínica no pós-parto imediato de ratas prenhes com diabete moderado, para que 

posteriormente possa ser utilizado em humanos. 

Com o mesmo objetivo de identificar recursos terapêuticos com potencial 

para regeneração da musculatura lesada pela hiperglicemia, nasceu a proposta do 

presente estudo, que por meio de análises morfológicas, responde qual o efeito da 

prática de exercício aquático durante a prenhez de ratas com diabete moderado sobre 

a miopatia dos músculos reto abdominal e estriado uretral. 

Vale ressaltar que o exercício físico tem potencial para prevenir e tratar o 

DMG, visto que a prática regular promove o controle glicêmico por meio do aumento 

da sensibilidade à insulina, aumentando a captação de glicose pelo músculo 

esquelético (29-31). Diferente do que se pensava até poucos anos atrás, exercícios 

aeróbicos podem ser praticados de maneira segura tanto por gestantes sem DMG 



25 
 

 
 

quanto por gestantes com DMG (35,36), sendo exercícios em solo e aquático 

altamente recomendados (34,37). Tendo em vista que exercícios de alto impacto, com 

risco de cair e com riscos de traumas abdominais devem ser evitados, o exercício 

aquático se torna ideal para a gestante, além de se mostrar mais eficaz na prevenção 

do DMG e no controle glicêmico (33,37). 

Dessa forma, a fim de se obter os benefícios resultantes da prática de 

exercício, é recomendado que gestantes, diabéticas ou não, se exercitem por no 

mínimo 30 minutos todos os dias da semana, ou na maioria deles, atingindo pelo 

menos 150 minutos por semana de exercício físico de intensidade moderada 

(33,34,38).  

Embora a importância do exercício físico na prevenção do DMG seja bem 

estabelecida, não há consenso na literatura em relação ao protocolo de exercício que 

apresenta maior efetividade na prevenção, minimização ou tratamento da miopatia 

diabética e IUEG em gestantes com DMG, o que nos motivou a concretizar o presente 

estudo e iniciar as investigações acerca de um recurso terapêutico não farmacológico 

de importância inquestionável. Inicialmente, optamos por utilizar protocolo de 

exercício usualmente empregado em estudos com ratas prenhes diabéticas, porque 

não há respostas sobre sua eficácia para as variáveis analisadas no presente estudo.  

Finalmente, sabemos que este é o início de uma longa trajetória de 

estudos, sempre objetivando ampliar e aprofundar o conhecimento e dispor de novos 

e seguros recursos para melhorar a qualidade de vida das gestantes. 

 

 

 



26 
 

 
 

Referências 

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Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Medicina 

de Botucatu, 2017 

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do assoalho pélvico de gestantes com diabete melito gestacional. Dissertação 



29 
 

 
 

(Mestrado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade 

de Medicina de Botucatu, 2017 

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31 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

Trajetória Acadêmica 



32 
 

 
 

 

No ano de 2014 iniciei a formação acadêmica em Fisioterapia na 

Universidade Estadual Paulista (Unesp) campus de Marília. Foram quatro anos 

intensos, de muito crescimento pessoal e profissional até a conclusão do curso, no 

ano de 2017. 

Em 2015, ainda no segundo ano da graduação me encantei pela Fisiologia 

do Exercício, o que me motivou iniciar projeto de pesquisa na área. Procurei a Profa. 

Patrícia Rossignoli, responsável pela disciplina, com a ideia de trabalhar com diabetes 

gestacional e exercício. Prontamente ela aceitou, me apresentou à Profa. Angélica 

Barbosa e iniciamos a caminhada de três anos desenvolvendo pesquisa experimental. 

Inicialmente não obtivemos sucesso com o modelo de indução do diabetes, e por esse 

motivo desenvolvemos estudos com prenhez e intervenção com exercício aquático, 

mas nunca deixamos de estudar e aprofundar nossos conhecimentos para que 

conseguíssemos trabalhar com o modelo desejado. 

Em Dezembro de 2017, apresentei meu Trabalho de Conclusão de Curso 

(TCC) intitulado “Avaliação do efeito da prática de exercício aquático sobre o estresse 

oxidativo em ratas prenhes”. 

Ao longo desses três anos muitas pessoas me incentivaram a seguir 

carreira acadêmica. Tanto a Profa. Patrícia e Profa. Angélica, quanto outros 

professores que tiveram papel fundamental na minha formação destacaram o quanto 

eu tinha perfil de pesquisadora. Dividindo meu tempo entre aulas e laboratório de 

pesquisa, cheguei à conclusão de que meu coração batia mais forte pela área 

acadêmica, e no último ano da graduação já tive certeza que o Mestrado seria o 

próximo passo a ser dado. 

Dessa forma, a Profa. Patrícia e Profa. Angélica me apresentaram à Profa. 



33 
 

 
 

Marilza Rudge e ao grupo de pesquisa Diamater, no qual foi possível unir as duas 

áreas que mais gosto: Fisiologia do Exercício e Fisioterapia em Uroginecologia e 

Obstetrícia, com a proposta de estudar, em modelos animais, a potencialidade do 

exercício aquático como recurso terapêutico não farmacológico para o tratamento da 

miopatia diabética.  

No início de 2018, ingressei como aluna regular no Programa de Pós-

Graduação, cursei disciplinas, coletei dados, me envolvi diretamente com os alunos 

de iniciação científica, auxiliando no delineamento de novos projetos, nas dificuldades 

encontradas e orientando-os na escrita quando necessário. Além disso, participei de 

atividades de docência no Programa de Aperfeiçoamento à Docência no Ensino 

Superior (PAADES), acompanhando a disciplina de Fisiologia do Exercício, e sendo a 

mim conferida a responsabilidade de ministrar duas aulas, cujos temas foram 

“Metabolismo no Exercício” e “Adaptações Neuromusculares ao Exercício”. Também 

participei do Estágio de Docência na disciplina de Bioquímica, ministrando os temas 

“Regulação do metabolismo energético” e “Estresse oxidativo”. Posso dizer que foi um 

dos maiores desafios enfrentados durante o Mestrado, mas transmitir o conhecimento 

para alunos de graduação despertou sentimentos que até então não havia vivenciado 

neste início de vida e experiência acadêmica.  

Todas as etapas do desenvolvimento desta pesquisa trouxeram grande 

aprendizado, e foram fundamentais para que este momento chegasse. Esses dois 

anos foram intensos, com muitas responsabilidades sendo conferidas a mim, o que 

me levou a me dedicar ainda mais às atividades acadêmicas. Foram muitos dias, 

semanas e meses de dedicação exclusiva, independente de final de semana, feriado 

ou datas comemorativas, mas quando temos pessoas especiais ao nosso lado, estar 

no laboratório nessas datas se torna mais leve. 



34 
 

 
 

O período mais marcante no decorrer desses dois anos foram os meses de 

coleta de dados. Colocar em prática projeto de pesquisa com intervenção é, sem 

dúvida, um desafio. Utilizar um protocolo de exercício com frequência de seis dias por 

semana requer muita dedicação, companheirismo, trabalho em equipe e persistência. 

Com certeza foi o período de maior abdicação. Abdicação às vontades, aos momentos 

em família e amigos, aos finais de semana, feriados e férias. Mas todo o conhecimento 

e experiência adquiridos nesta etapa faz o esforço valer a pena.  

Em paralelo a todas as atividades de laboratório, nosso grupo de pesquisa 

iniciou, no ano de 2018, reuniões semanais às sextas-feiras, cujo objetivo principal é 

analisar criticamente e discutir artigos científicos. A interação entre alunos de iniciação 

científica, mestrado, doutorado e pós-doutorado é muito rica, agregando muito 

conhecimento em termos de estrutura e redação de artigos, bem como de 

delineamento de novos projetos e metodologia de pesquisa. Além disso, reuniões 

gerais são realizadas, nas quais o grupo apresenta as dificuldades encontradas, as 

conquistas e propostas futuras, o que nos motiva a seguir em frente e melhorar cada 

vez mais a qualidade de nossos trabalhos. 

Em relação à produção científica, colaborei com a elaboração de trabalhos 

apresentados em eventos, sendo autora principal de um pôster em evento nacional 

no ano de 2018, autora principal de dois pôsteres no ano de 2019, sendo um deles 

premiado como melhor trabalho, coautora de um pôster em evento nacional, coautora 

de dois trabalhos selecionados para apresentação oral em eventos nacionais, e 

coautora de um trabalho selecionado para apresentação oral em evento internacional.    

Finalizo esta etapa grata especialmente à Prof. Patrícia Rossignoli, à Prof. 

Angélica Barbosa e à Prof. Marilza Rudge pela confiança em meu trabalho, e ao apoio, 

ensinamentos e ajuda do grupo de pesquisa Diamater, que foram fundamentais para 



35 
 

 
 

que meu sonho se tornasse realidade. As experiências vividas me tornaram uma 

pesquisadora mais experiente, criteriosa, crítica, e com a certeza que, apesar de todas 

as dificuldades, este é o caminho que quero trilhar.  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



36 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

Seção 2  
 
 
 
 
 
 
 
 



37 
 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

Resumo da Dissertação 

 



38 
 

 
 

Catinelli, BB. Análise morfológica dos músculos reto abdominal e estriado uretral 
de ratas prenhes diabéticas submetidas a exercício em ambiente aquático. 2020. 
Dissertação (Mestrado) – Faculdade de Medicina de Botucatu, Universidade Estadual 
Paulista, Botucatu, Brasil. 
 
 
Introdução: O Diabete Mellitus Gestacional (DMG) é complicação comum na 
gestação e trabalhos recentes têm demonstrado que independentemente do nível 
glicêmico, há falha na manutenção da saúde muscular denominada Miopatia 
Diabética. Resultados de pesquisas evidenciaram alterações morfológicas 
importantes no músculo reto abdominal (MRA) e estriado uretral de ratas prenhes 
diabéticas sedentárias. Dessa forma, é fundamental avaliar a potencialidade do 
programa de exercício em ambiente aquático para regeneração do MRA e do músculo 
estriado uretral de ratas prenhes com diabete moderado para subsidiar a aplicação 
clínica em humanos. Objetivo: Analisar o efeito do exercício em ambiente aquático 
sobre o MRA e músculo estriado uretral de ratas prenhes com diabete moderado, por 
análises morfológicas. Material e Método: No primeiro dia de vida, ratas de linhagem 
Wistar foram submetidas à indução do diabete moderado por Streptozotocin (100 
mg/kg, via subcutânea). Aos 90 dias de vida foi realizada medida de glicemia, 
considerando diabéticas as ratas que apresentaram nível glicêmico entre 120-300 
mg/dL e normoglicêmicas <120 mg/dL. Iniciou-se o acasalamento, e no dia zero de 
prenhez as ratas foram distribuídas entre os grupos não diabético sedentário (NDS), 
não diabético exercitado (NDE), diabético sedentário (DS) e diabético exercitado (DE).  
O exercício aquático teve início no dia zero de prenhez e foi realizado durante todo o 
período (60 minutos/dia, 6 dias/semana). No 21º dia de prenhez, o MRA e estriado 
uretral foram retirados para análise morfológica (Hematoxilina-Eosina, Picrossirius 
Red, Tricrômico de Masson e Microscopia Eletrônica de Transmissão) e morfométrica 
das fibras musculares e da matriz extracelular. Foi considerado limite de significância 
<0.05. Resultados: Nossos resultados mostraram que no MRA houve diminuição da 
área de músculo ocasionada pelo diabete moderado (p<0,01), sendo que o grupo DE 
não apresentou aumento deste parâmetro, ou seja, o protocolo de exercício utilizado 
não reverteu tal alteração. A análise ultraestrutural mostrou ruptura de sarcômeros em 
ambos os grupos diabéticos e aumento de mitocôndrias intermiofibrilares em ambos 
os grupos exercitados. Em relação ao músculo estriado uretral, foi encontrado apenas 
diminuição da área de vasos sanguíneos nos grupos DS comparado ao NDS 
(p<0.0001), NDE comparado ao NDS (p<0.0001) e DE comparado ao DS e NDE 
(p<0.0001). A análise ultraestrutural mostrou áreas de ruptura de sarcômeros no grupo 
DS, alteração não observada no grupo DE. Conclusão: O diabete moderado resultou 
em alterações estruturais e ultraestruturais no MRA, sendo que o protocolo de 
exercício não reverteu tais alterações. Apesar de não ter sido evidenciado alterações 
morfométricas no músculo estriado uretral, a diminuição da área de vasos sanguíneos 
resultante do diabete moderado e do exercício podem causar alterações vasculares 
com potencial para impactar diretamente no músculo esquelético. Mais estudos 
precisam ser realizados para que seja desenvolvido o protocolo de exercício mais 
eficiente para tratamento da miopatia diabética.  
 

 

 



39 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

Seção 3  



40 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

Artigo científico 
“Effect of swim exercise on the myopathy of rectus 

abdominis muscle of long-term mild STZ-induced diabetes 

pregnant rats”  



41 
 

 
 

Artigo elaborado seguindo as normas da revista “Plos One” – Qualis A2 na Medicina 

III. Fator de Impacto 2.77. 

Effect of swim exercise on the myopathy of rectus abdominis muscle of long-

term mild STZ-induced diabetes pregnant rats  

Myopathy of the pregnant rats and swim exercise 

Bruna B. Catinelli1¶‡, Patrícia S. Rossignoli2¶‡, Aline M. Carr1&, Karina S. 

Suyama2&, Gabriele B. Rabadan2&, Lívia M. Nascimento2&, Juliana N. 

Fernandes2&, Maria Angélica Spadella3&, Denise Haibara2&, Juliana F. Floriano2& 

Angélica M.P. Barbosa2¶●, Marilza V.C. Rudge1¶●, Diamater Study Group^ 

 

1 Department of Gynecology and Obstetrics, Botucatu Medical School (FMB), São 

Paulo State University (UNESP), Botucatu, São Paulo State, Brazil. 

2 Department of Physiotherapy and Occupational Therapy, School of Philosophy and 

Sciences, São Paulo State University (UNESP), Marília, São Paulo State, Brazil. 

3 Marília Medical School (FAMEMA), Marília, São Paulo State, Brazil. 

 

Corresponding author 

Marilza V. C. Rudge 

Department of Gynecology and Obstetrics 

Botucatu Medical School 

E-mail: marilzarudge@gmail.com 

 

¶These authors contributed equally to this work 

&These authors also contributed equally to this work 

‡ BBC and PSR are first authors on this work.  

● AMPB and MVCR are last authors on this work. 

Membership of The Diamater Study Group is provided in the Aknowledgments. 

Funding: This work received a scholarship from Sao Paulo Research Foundation 

(FAPESP) protocol number 2018/03361-8 to BBC. MVCR recevied financial 

assistance to develop the tematic project from Sao Paulo Research Foundation 



42 
 

 
 

(FAPESP) protocol number 2016/01743- 5. The funders had no role in study design, 

data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript. 

Competing interests: The authors have declared that no competing interests exist. 

 

 

Abstract 

Objective: The objective of this work was evaluate the effect of swim exercise on the 

myopathy of rectus abdominis muscle of long-term mild STZ-induced diabetes 

pregnant rats. Methods: At the first day of birth Wistar newborns received 

Streptozotocin 100 mg/kg (diabetic group) or citrate buffer (non-diabetic group) 

subcutaneously. At adult life, after mating, the animals were divided in control – 

sedentary and exercised non-diabetic and diabetic – sedentary and exercised diabetic 

groups, starting the swim exercise protocol on gestational day 0 (60 minutes/day, 6 

days/week). On 21st day of pregnancy rectus abdominis muscle was extracted and the 

sections were cut and analyzed by Hematoxylin & Eosin (H&E) and Picrossirius Red 

staining and Transmission Electron Microscopy to ultrastructural analysis. Results: 

Decreased muscle area and sarcomeres disruption areas were observed in diabetic – 

sedentary diabetic and diabetic – exercised diabetic groups. The swim exercise did not 

change these parameters. Also, no difference were observed in collagen area between 

groups. Conclusions: The present study demonstrated that the swim exercise protocol 

employed did not reverse the long-term mild diabetes-induced changes in the RAM, 

suggesting that different frequencies and durations of exercise should be investigated, 

aiming to develop the most efficient exercise protocol to treat diabetic myopathy. 

 

 

 



43 
 

 
 

Introduction 

Gestational Diabetes Mellitus (GDM) is a complication that affects 15-20% 

of pregnant women (1). GDM is glucose intolerance first diagnosed in the second or 

third trimester of pregnancy without previous diagnosis of Diabetes type 1 or Diabetes 

type 2 (1). 

It has been reported that hyperglycemia can cause injuries to tissues, 

including failure in health and function of skeletal muscle, called diabetic myopathy 

(2,3). Previous clinical study reported GDM as an independent risk factor to the 

development of pelvic floor muscle (PFM) dysfunction 2 years after cesarean section 

(4). 

PFM dysfunction induced by GDM can contribute to the occurance of other 

maternal complications, such as Pregnancy Specific Urinary Incontinence (PSUI), 

once PFM are crucial to urinary continence. PSUI is characterized by the first complaint 

of involuntary leakage of urine during pregnancy (5). 

In addition to PFM, the abdominal muscles contribute to urinary continence. 

The mechanism is still discussed, but the abdominal muscles are activated during PFM 

contraction (6-8), and the co-activation seems to contribute to the generation of a 

strong pelvic floor muscle contraction, resulting in increased vaginal pressure and 

consequently increased urethral pressure, an important mechanism to urinary 

continence (9,10).  

Experimental study in animal models of Streptozotocin (STZ)-induced 

diabetes showed decreased muscle area and changes in fiber type of the rectus 

abdominis muscle (RAM) of diabetic pregnant rats (11), contributing to the knowlege 

advance about the pathophysiology of GDM on skeletal muscle health and how 

diabetic myopathy contributes to PSUI. Thus, structural and ultrastructural changes in 



44 
 

 
 

RAM may impair the strong pelvic floor muscle contration and increase PSUI 

occurance. 

The literature is clear about exercise as treatment of diabetes and its 

complications (12-14) and the benefits of exercise practice during pregnancy on 

prevention of GDM and glycemic control (12, 13, 15). Different modalities of exercise 

are recommended during pregnancy, including land exercise, such as walking, 

running, dancing and water exercise, such as swimming and aquatic activities (12), but 

aquatic exercise showed to be more effective to prevent GDM compared to land 

exercise, and also presents improvement of mobility, low risk of falling and abdominal 

trauma (12, 16). However, the effect of swim exercise on diabetic myopathy in women 

with GDM is not elucidated. 

In addition, experimental studies have demonstrated benefical effects of 

swim exercise and resistance training on the myopathy of gastrocnemious and soleus 

muscles in a rat model of type 2 diabetes (17, 18), demonstrating that exercise practice 

can also delay or prevent diabetic myopathy. However, there are no experimental 

studies evaluating the effect of swim exercise on diabetic myopathy of pregnant rats. 

Thus, the aim of the present study was to evaluate the effect of swim 

exercise on the myopahy of RAM of long-term mild STZ-induced diabetes pregnant 

rats.  

 

Materials and Methods 

 

Ethics Statement 

 This experimental study was developed at Physiological Sciences 

Laboratory and the ethical permission was obtained from the Ethics Committee on 



45 
 

 
 

Animal Experiments nº 007/2016, both from São Paulo State University (UNESP). All 

surgery was performed under ketamine-xylazine anesthesia, and all efforts were made 

to minimize suffering. 

 

Animals 

Female and male Wistar rats were housed in plastic cages during all 

experimental protocol, maintened under controled conditions of temperature (22 ± 3°C) 

and humidity (50 ± 10%), in a 12 hour light-dark cicle, with food and water ad libitum.  

 

Experimental Sequence 

The experimental sequence of the groups is shown in Figure 1. 

Fig 1: Experimental sequence of groups. 

 

Experimental diabetes induction 

On the first day of life, half of the female newborns received STZ (Sigma®) 

diluted in citrate buffer (0.1 mol/l pH 4.5) at dose of 100 mg/kg. The other half of the 



46 
 

 
 

females was submitted only to the administration of citrate buffer (0.1 mol/l pH 4.5) 

(19). All female newborn rats (NB) were maintained with their mothers until the end of 

the lactation period (21 days). After this period, the mother rats were killed with an 

excessive dose of anesthetic (Thiopentax® - 80 mg/kg). 

Blood glucose level was tested in adult life, and to be included in the study, 

diabetic animals should present blood glucose level between 120 md/dl and 300 mg/dl, 

and non-diabetic animals should present blood glucose level <120 mg/dl (20). 

 

Mating 

At approximately 90 days of age, each four female rats were mated 

overnight with one male rat for the maximum period of 15 days. A vaginal smear was 

performed everyday in the morning, considering day 0 of pregnancy if spermatozoa 

were found (21). 

 

Experimental Groups 

On gestational day 0, the pregnant rats were distributed in 4 groups: Control 

– Sedentary Non-Diabetic (C), Control – Exercised Non-Diabetic (Cex), Diabetic – 

Sedentary Diabetic (D) and Diabetic – Exercised Diabetic (Dex). 

 

Swim exercise protocol 

The exercised groups (Cex and Dex) started the protocol of swim exercise 

on gestational day 0 until gestational day 20, at a depth of 40 cm at water temperature 

31±1°C and frequency of 6 days/week. The protocol started with 20 minutes at the first 

day, with progressive increases of 10 minutes/day until 60 minutes (22-24). The 

sedentary rats (C and D) were exposed since gestational day 0 until gestational day 



47 
 

 
 

20, for 15 minutes at a depth of 10 cm at water temperature 31±1°C and frequency of 

6 days/week aiming not to promote physiological adaptations from exercise practice. 

 

Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) 

On the 17th day of pregnancy the females were submitted to the OGTT to 

confirm the glucose intolerance in diabetics (19). Before the test, the fasting blood 

glucose level was measured, followed by administration of an intragastric glucose 

solution (0.2 g/mL) at a dose of 2.0 g/kg. Blood glucose levels were measured at 10, 

20, 30, 60 and 120 minutes after administration of the solution and it was considered 

diabetes when two or more blood glucose measurements were >140 mg/dL (25). 

 

Tissue extraction 

On gestational day 21 the animals were anesthetized by intramuscular 

ketamine-xylazine injection (10:1, 0.5 ml/300g body weight), followed by decapitation. 

The lower third on the right side of the rectus abdominis muscle (RAM) were obtained 

to morphological analysis. The fragment had approximately 0,25 cm2.  

 

Morphological analysis 

The samples obtained to morphological analysis were stocked in 10% 

buffered formaldehyde for 24 hours, transferred to 70% alcohol and maintained at 

room temperature and embedded in paraffin The fragments were sectioned in 

microtome (Reichert-Jung model 820) and fixed of microscope glass slides stained 

with Hematoxylin & Eosin (H&E) and Picrossirius Red. 

H&E-stained slides were used to observe the general morphology of the RA 

muscle. Picrossirius Red-stained slides were analyzed with the color-segmentation 



48 
 

 
 

method to determine the red- (collagen) and yellow (muscle fiber)-stained tissue in the 

same section and used to determine muscle area and collagen area. The slides were 

analyzed in light microscope (Olympus Corporation®/BX41TF coupled with DP25-4 

digital câmera. The photographs were obtained with cell Sens Ver 1.18 Olympus 

Corporation® software. 

Morphometric analysis: To morphometric analysis of muscle area and 

collagen area, 40 sections each group (5 animals/group, 8 sections/animal) were 

selected and analyzed using CellSens Standard (Olympus Corporation®) image 

analysis software (20x magnification).  

Ultrastructural analysis: The samples obtained to ultrastructural analysis (3 

samples/group) were immediatley fixed in Karnovsky for 3 hours at room temperature 

and transferred to the refrigerator to post-fixation in osmium tetroxide. Subsequently, 

specimens were embedded in resin to select areas of interest and perform ultra-thin 

cuts. The sections were obtained using an ultramicrotome at a longitudinal orientation, 

and stained sections were examined using transmission electron microscope (JEM 

1400, JEOL®). 

 

Statistical analysis 

The data were expressed as mean ± standard deviation (SD). Comparisons 

of the measurements between groups were performed with Two-way ANOVA followed 

by Tukey’s multiple comparison tests. All analyses were performed using the 

GraphPad Prism® v. 8.0 software. Statistical significance was considered to be p<0.05.  

 

 

 

 



49 
 

 
 

Results 

 

Maternal glycemia 

The OGTT showed that D and Dex rats had two or more blood glucose 

measurements >140 mg/dl. These data confirm that the induction of long-term mild 

diabetes was efficient, including the animals in the experimental groups. The swim 

exercise practice during pregnancy did not promote changes in blood glucose levels 

(Figure 2). 

 

 

Control – Sedentary Non-Diabetic (C) 

In the morphometric analysis this group showed muscle area of 

302308±70427µm2 (Figures 3A and 4A) and collagen area of 7941±5822 µm2. 

(Figures 3B and 4A). Ultrastructural analysis showed disorganized Z lines, 

intermyofibrillar mitochondria, organized triads and myelin figures associated with 

degenerated organeles. (Figures 5A and 5B). 

 

Fig. 2. Oral glucose tolerance test. Blood glucose level before the test and 10, 20, 30, 60 and 
120 minutes after the administration of intragastric glucose solution in Diabetic – Sedentary 
Diabetic and Diabetic – Exercised Diabetic. 



50 
 

 
 

 

Control – Exercised Non-Diabetic (Cex) 

This group showed no difference in the muscle area (328943±73701 µm2) 

compared to the C group (Figures 3A and 4B). Also there was no difference in the 

collagen area (9008±6721 µm2) compared to the C, D and Dex groups (Figures 3B 

and 4B). Ultrastructural analysis showed sarcomeres disruption areas, intermyofibrillar 

mitochondria, organized triads and myelin figures associated with degenerated 

organeles. Disorganized Z lines were not observed. (Figures 5C and 5D). 

 

Diabetic – Sedentary Diabetic (D) 

This group showed decreased muscle area (249018±71311µm2) compared 

to C group (p<0.01) (Figures 3A and 4C). There was no difference in the collagen area 

(7082±4716 µm2) compared to the C, Cex and Dex groups (Figures 3B and 4C). 

Ultrastructural analysis showed disorganized Z lines, sarcomeres disruption areas, 

intermyofibrillar mitochondria, organized triads and myelin figures associated with 

degenerated organeles. (Figures 5E and 5F). 

 

Diabetic – Exercised Diabetic (Dex) 

This group showed decreased muscle area (268118±84198µm2) compared 

to Cex group (p<0.01) (Figures 3A and 4D). There was no difference in the muscle 

area compared to the sedentary groups (C and S). Also there was no difference in the 

collagen area (7498±6517µm2) compared to Cex, C and D groups (Figures 3B and 

4D). Ultrastructural analysis showed disorganized Z lines, sarcomeres disruption 

areas, intermyofibrillar mitochondria and organized triads (Figures 5G and 5H). 



51 
 

 
 

 

Fig. 3: Analysis of muscle area (A) and collagen area (B) from control – sedentary and exercised and 

diabetic – sedentary and exercised groups. **p<0.01, ****p<0.0001. 

 



52 
 

 
 

 

Fig. 4: Rectus abdominis muscle after Picrossirius Red staining of striated muscle (yellow) and collagen 

(red). Control – Sedentary Non-Diabetic sedentary (A), Control – Exercised Non-Diabetic (B), Diabetic 

– Sedentary Diabetic (C) and Diabetic – Exercised Diabetic (D). Magnification 20x. Scale bar: 50µm  

 

 

 



53 
 

 
 

 
Fig. 5: Electron micrographs of rectus abdominis muscle from control – sedentary non-diabetic (A and 

B), control – exercised non-diabetic (C and D), diabetic – sedentary diabetic (E and F) and diabetic – 

exercised diabetic (G and H). The micrographs show disorganized Z lines (red arrows), sarcomeres 

disruption areas (green arrows), intermyofibrillar mitochondria (yellow arrows), myelin figures (purple 

arrows) and organized triads (blue arrows). Scale bar: 1 µm. 



54 
 

 
 

Discussion 

 

The effect of diabetes on skeletal muscle structure and function is well 

established (2, 3), which turns relevant the development of therapeutic strategies to 

minimize the deleterious effect of diabetes. The present study is the first investigation 

about the effect of swim exercise on diabetic myopathy of RAM in pregnant rats. 

Our data demonstrated that long-term mild diabetes induced decrease in 

the muscle area in the RAM of pregnant rats. Also, our data showed no difference in 

this parameter of both control groups (sedentary and exercised non-diabetic), which 

confirms that diabetes alone was responsible to decrease the muscle area. Many 

clinical and experimental studies have associated both type 1 and type 2 diabetes to 

muscle structural changes, including reduction in myofiber and myofibrilar diameter, 

reduced muscle mass (3, 26), reduced muscle fiber size (27) and decreased capacity 

for repair from damage (26). These structural alterations are related to functional 

changes as well, such as decline in muscle strength and increased fatigability, which 

contributes to decreased physical work capacity (3, 27).  

However, there are few studies that evaluate the impact of GDM on the 

structure of muscles involved in urinary continence. The effect of long-term mild 

diabetes and short-term severe diabetes were evaluated in the RAM (11) and in the 

urethral striated muscle (28, 29) of pregnant rats, and structural changes including 

reduced muscle area were observed in those studies. The structural damage to these 

muscles may impair their function, and consequently contribute to the increased 

incidence of PSUI. 

Our hypotesis was that the swim exercise during pregnancy would be 

capable of improve long-term mild diabetes induced changes in striated muscle, but 

our data showed no difference in the muscle area between diabetic exercised and 



55 
 

 
 

diabetic sedentary groups. Also, sarcomeres disruption areas were observed in both 

diabetic groups, which reinforces the deleterious effect of diabetes and confirms that 

the protocol of swim exercise used in the present study did not reverse these 

alterations in the RAM. 

In contrast to our findings, studies have shown beneffical effects of exercise 

on diabetic myopathy. Alaca et al. demonstrated that different swimming exercise 

modalities improved the proinflammatory and pro-oxidant effects, and increased the 

diameter of both slow-twitch and fast-twitch fibers on gastrocnemius and soleus 

muscles in animal model of type 2 diabetes (17). In addition, a resistance training 

protocol which consisted of climbing a ladder with progressive loads enhanced muscle 

strenght on extensor digitorum longus muscle, gastrocnemius and soleus muscles of 

male rats with STZ-induced diabetes, which was responsible to improve muscle 

physical and motor function in diabetic animals, minimizing the deleterious effect of 

diabetes on muscles (18). The different types and frequencies of exercise, as well as 

muscles analyzed may contribute to the discrepance of findings. 

In models of muscle injury or damage, as well as diabetes (30), there is 

accumulation of extracellular matrix (ECM), including collagen. The ECM is important 

to skeletal muscle integrity and provide support, contributing to skeletal muscle 

function (31). Despite the important function of ECM on skeletal muscle, the chronic 

increase of ECM can cause muscle fibrosis, characterized by increased fiber size 

variability and increased amount of collagen in the tissue, which impairs muscle 

function (32). Exercise practice seems to remodelate ECM depending on the 

mechanical loading to the skeletal muscle (33). Experimental study showed that a 

protocol of moderate exercise on a treadmill for 12 weeks (40 minutes/day, 5 

days/week) was responsible to decrease collagen deposition in skeletal muscle of rats 



56 
 

 
 

submitted to high fat diet (34). However, a protocol of acute exercise composed by a 

single bout of 5-minutes running separated by 2-minutes rest on a treadmill for 130 

minutes (35), as well as high-force eccentric exercise contractions (36) showed 

increased collagen deposition during days after the exercise session. The present 

study showed no difference in the collagen area, which means that neither moderate 

diabetes nor aquatic exercise resulted in muscle fibrosis. Similar findings were 

reported in previous study (11). Also, it is possible to suggest that the exercise protocol 

employed in the present study is not extenuating, once it does not cause changes in 

collagen deposition. 

Although the swim exercise protocol used in the present study has not 

reversed long-term mild diabetes-induced changes in RAM, it is well established in the 

literature to diabetic pregnant rats (22, 37, 38). However, there is limitation regarding 

frequency and duration of the exercise sessions, because they do not entirely 

represent clinical conditions. The guidelines recommend that pregnant women should 

exercise at least 150 minutes/week or 30 minutes/day most days of week (12, 13, 39).  

Thus, different frequencies and duration of the exercise sessions should be explored 

with the aim of develop an efficient swim exercise protocol to treat diabetic myopahty 

in pregnant rats, and in the future, be appropriate to diabetic pregnant women as well. 

In addition, moderate diabetes induction occured before pregnancy in constrast with 

GDM, that is developed during pregnancy, which means that future studies should 

consider develop a model of induction that mimics GDM not only in blood glucose 

levels, but also the time of exposure to hyperglycemia.    

In conclusion, our findings demonstrated that the swim exercise protocol 

employed did not reverse the long-term mild diabetes-induced changes in the RAM, 

suggesting that further investigations should be made, aiming to find the most efficient 



57 
 

 
 

exercise protocol to treat diabetic myopathy. 

 

Aknowledgments 

The authors would like to thank the staff from the Physiological Sciences 

Laboratory, specially A. Nascimento (Unesp, campus of Marília) and P. Georgete from 

Pathology Laboratory (Unesp, campus of Botucatu). Transmission electron 

microscopy images were obtained at the Centre of Microscopy and Image (CMI), 

Piracicaba Dental School, UNICAMP and the technical support of Flavia Sammartino 

Mariano Rodrigues is appreciated. The study was financially supported by fellowship 

grants from Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP 

2018/03361-8). Diamater Study Group: Rudge MVC, Barbosa, AMP, Caldeiron IMP, 

Souza FP, Hijas A, Sobrevia L, Palma MS, Graeff CFO, Arni RK, Herculano RD, 

Salvadori DF, Mateus S, Dal Pai Silva M, Magalhães CG, Costa RA, Lima SAM, 

Emanueli C, Felisbino S, Barbosa W, Atallah A, Girão MJB, Di Bella Z, Uchoa SM, 

Payão S, Berghman B, De Bie R, Junginger B, Alves FCB, Rossignoli PS, Abbade J, 

Prudencio CB, Orlandi MIG, Gonçalves MI, Nunes SK, Catinelli BB, Quiroz S, 

Sarmento BV, Pinheiro FA, Sartorão CI, Quiroz SBCV, Reyes DRA, Enriquez EMA, 

Oliveira RG, Floriano JF, Marcondes JPC, Sarmento, Costa SMB, Dangió TD, Pascon 

T, Hallur LSR, Melo JVF, Takano L, Reis FVDS, Caldeirão TD, Carr AM, Garcia GA, 

Rabadan GB, Bassin HCM, Suyama KS, Damasceno LN, Takemoto MLS, Menezes 

MD, Bussaneli DG, Nogueira, VKC, Lima PR, Lourenço IO, Marostica de Sá J, Megid 

RA, Caruso IP, Rasmussen LT, Prata GM, Piculo F, Vesentini G, Arantes MA, Ferraz 

GAR, Camargo LP, Kron MR, Corrente JE, Nunes HRC. 

 

 



58 
 

 
 

Author contribution 

Conceptualization: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Juliana F. Floriano, 

Angélica M. P. Barbosa, Marilza V. C. Rudge. 

Data curation: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Maria A. Spadella, Marilza 

V. C. Rudge. 

Formal analysis: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Marilza V. C. Rudge. 

Funding aquisition: Bruna B. Catinelli, Angélica M. P. Barbosa, Marilza V. C. Rudge. 

Investigation: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Aline M. Carr, Karina S. 

Suyama, Lívia M. Nascimento, Gabriele B. Rabadan, Juliana N. Fernandes. 

Methodology: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Angélica M. P. Barbosa, 

Marilza V. C. Rudge. 

Project administration: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Aline M. Carr, 

Angélica M. P. Barbosa, Marilza V. C. Rudge. 

Resources: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Maria A. Spadella, Angélica M. 

P. Barbosa, Marilza V. C. Rudge. 

Software: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Maria A. Spadella, Marulza V. C. 

Rudge 

Supervision: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Aline M. Carr, Angélica M. P. 

Barbosa, Marilza V. C. Rudge. 

Validation: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Maria A. Spadella, Denise 

Haibara, Marilza V. C Rudge. 

Visualization: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Angélica M. P. Barbosa, 

Marilza V. C. Rudge. 

Writing – original draft and preparation: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, 

Angélica M. P. Barbosa, Marilza V. C. Rudge. 



59 
 

 
 

Writing – review and editing: Bruna B. Catinelli, Patrícia S. Rossignoli, Angélica M. 

P. Barbosa, Marilza V. C. Rudge. 

 

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Seção 4  



66 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Artigo científico 
“Effect of swim exercise on the urethral striated muscle 

myopathy of long-term mild STZ-induced diabetes 

pregnant rats” 



67 
 

 
 

Artigo elaborado seguindo as normas da revista “The Journal of Physiology” – A2 na 

Medicina III. Fator de impacto 4.95 

 

Effect of swim exercise on urethral striated muscle myopathy of long-term mild 

STZ-induced diabetes pregnant rats  

Urethral striated muscle and swim exercise 

 

Bruna B. Catinelli1☯‡, Patrícia S. Rossignoli2☯‡, Aline M. Carr1*, Karina S. 

Suyama2*, Gabriele B. Rabadan2*, Lívia M. Nascimento2*, Juliana N. Fernandes2*, 

Maria Angélica Spadella3*, Denise Haibara2*, Juliana F. Floriano1*, Angélica M. P. 

Barbosa2☯●, Marilza V. C. Rudge1☯●, Diamater Study Group1^ 

1 Department of Gynecology and Obstetrics, Botucatu Medical School (FMB), São 

Paulo State University (UNESP), Botucatu, São Paulo State, Brazil. 

2 Department of Physiotherapy and Occupational Therapy, School of Philosophy and 

Sciences, São Paulo State University (UNESP), Marília, São Paulo State, Brazil. 

3 Marília Medical School (FAMEMA), Marília, São Paulo State, Brazil. 

 

☯These authors contributed equally to this work. 

‡ BBC and PSR are first authors on this work.  

* These author contributed equally to this work. 

● AMPB and MVCR are last authors on this work 

^Diamater Study Group: Rudge MVC, Barbosa, AMP, Caldeiron IMP, Souza 

FP, Hijas A, Sobrevia L, Palma MS, Graeff CFO, Arni RK, Herculano RD, Salvadori 

DF, Mateus S, Dal Pai Silva M, Magalhães CG, Costa RA, Lima SAM, Emanueli C, 

Felisbino S, Barbosa W, Atallah A, Girão MJB, Di Bella Z, Uchoa SM, Payão S, 

Berghman B, De Bie R, Junginger B, Alves FCB, Rossignoli PS, Abbade J, Prudencio 

CB, Orlandi MIG, Gonçalves MI, Nunes SK, Catinelli BB, Quiroz S, Sarmento BV, 

Pinheiro FA, Sartorão CI, Quiroz SBCV, Reyes DRA, Enriquez EMA, Oliveira RG, 

Floriano JF, Marcondes JPC, Sarmento, Costa SMB, Dangió TD, Pascon T, Hallur 

LSR, Melo JVF, Takano L, Reis FVDS, Caldeirão TD, Carr AM, Garcia GA, Rabadan 

GB, Bassin HCM, Suyama KS, Damasceno LN, Takemoto MLS, Menezes MD, 



68 
 

 
 

Bussaneli DG, Nogueira, VKC, Lima PR, Lourenço IO, Marostica de Sá J, Megid RA, 

Caruso IP, Rasmussen LT, Prata GM, Piculo F, Vesentini G, Arantes MA, Ferraz GAR, 

Camargo LP, Kron MR, Corrente JE, Nunes HRC. 

 

Corresponding author 

Prof. Marilza Vieira Cunha Rudge 

Department of Gynecology and Obstetrics 

Botucatu Medical School 

E-mail: marilzarudge@gmail.com 

 

Funding: This work received a scholarship from Sao Paulo Research Foundation 

(FAPESP) protocol number 2018/03361-8 to BBC. MVCR recevied financial 

assistance to develop the tematic project from Sao Paulo Research Foundation 

(FAPESP) protocol number 2016/01743- 5. The funders had no role in study design, 

data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript. 

Competing interests: The authors have declared that no competing interests exist. 

 

Key words: gestational diabetes mellitus, urethra, striated muscle, exercise, rats 

 

Key points summary 

 Our idea was explore treatment possibilities aiming to reverse the alterations. 

The exercise is well known for its benefits on hyperglycemia, but its impact on 

urethral striated muscle impairment is not elucidated, inspiring the present work. 

 The results showed that long-term mild diabetes and swim exercise decreased 

blood vessels area in urethral striated muscle, which might represent a 

deleterious effect on vascular function of the studied muscle. 

 Further investigations should be made aiming to develop the most efficient 

exercise protocol to treat diabetes-induced changes in urethral striated muscle 

and in the future be able to apply in women with GDM.   

 

mailto:marilzarudge@gmail.com


69 
 

 
 

Abstract 

Introduction: Gestational Diabetes Mellitus (GDM) is related to high prevalence of 

pregnancy specific urinary incontinence (PSUI) and pelvic floor muscle dysfunction. 

Long-term mild diabetes demonstrated changes in urethral striated muscle of pregnant 

rats, and swim exercise may be able to minimize or treat diabetic myopahty. Methods: 

At the first day of birth Wistar newborns received Streptozotocin 100 mg/kg (diabetic 

group) or citrate buffer (control group) subcutaneously. At adult life, after mating, the 

animals were distributed in control – sedentary and exercised and diabetic – sedentary 

and exercised groups, starting the swim exercise protocol on gestational day 0 (60 

minutes/day, 6 days/week). On 21st day of pregnancy urethra and vagina were 

extracted and the sections were cut and analyzed by Hematoxylin & Eosin and 

Masson’s Thricrome staining to morphometric analysis, and Transmission Electron 

Microscopy to ultrastructural analysis. Results: Decreased blood vessels area were 

observed in the urethral striated muscle of both diabetic groups and control – sedentary 

non-diabetic group. No differences were found in total area, striated muscle area, 

smooth muscle area, urothelium area, total collagen area, collagen in striated muscle 

area and collagen in smooth muscle area. However, ultrastructural analysis showed 

sarcomeres disruption areas in diabetic – sedentary diabetic group. Conclusions: The 

present study demonstrated that long-term mild diabetes and swim exercise decreased 

blood vessels area in the urethral striated muscle of pregnant rats, with ultrastructural 

changes in the studied muscle. It is possible to suggest a deleterious effect of diabetes 

on the structure of urethral striated muscle, without reversing diabetes-induced 

changes by aquatic exercise. 

 

 



70 
 

 
 

Introduction 

Gestational Diabetes Mellitus is defined as glucose intolerance first 

recognised in the second or third trimester of pregnancy without previous diagnosis of 

type I and type II diabetes (American Diabetes Association, 2019). Gestational 

hyperglycemia is related to maternal-fetal injuries (American Diabetes Association, 

2019), including the complaint of involuntary leakage of urine during pregnancy, named 

Pregnancy Specific Urinary Incontinence (PSUI) (Hvidman et al., 2002). 

It is reported that Urinary Incontinence (UI) affects at least 40% of pregnant 

women (Morkved; Bo, 1999; Wesnes et al., 2007) and 30-40% of women after delivery 

(Morked; Bo, 1999; Johannessen et al., 2018), suggesting that both pregnancy and 

post partum are related to UI. However, the etiology of PSUI and post partum period 

still remain unclear.  

The crosstalk between GDM and PSUI is not completely elucidated, but it 

is known that independent of the type of diabetes, this condition is related to injuries in 

skeletal muscle health and function, defined as diabetic myopathy (Hernandez-Ochoa 

et al., 2017; Monaco et al., 2017). A high prevalence of PSUI and pelvic floor muscle 

dysfunction (PFMD) 2 years after cesarean section in women with GDM was found 

(Barbosa et al., 2011), showing a relationship between GDM, PSUI and diabetic 

myopathy. 

However, human clinical studies present ethical restrictions, which turns 

translational studies relevant to understand the role of GDM in the pathophysiology of 

UI development. Thus, our research group developed experimental studies using 

models of streptozotocin (STZ) induced long-term mild diabetes (blood glucose level 

120-300 mg/dl) and short-term severe diabetes (blood glucose level >300 mg/dl) in 

pregnant rats demonstrated changes in the urethtal striated muscle, such as atrophy, 



71 
 

 
 

disorganization, decreased fast twitch fibers and increased slow twitch fibers (Piculo 

et al., 2014, Marini et al., 2017). These findings confirm clinical data that PSUI in 

women with GDM are related to PFMD (Barbosa et al., 2011) and suggest that PSUI 

may occur due to changes in urehtral striated muscle, which can lead to insuficient 

functioning of urethral sphincter (Heesakkers & Garretsen, 2004).  

Thus, the development of therapeutic strategies to minimize or treat the 

deleterious effect of diabetes is necessary. Physical exercise during pregnancy is 

effective on glycemic control and can prevent GDM and diabetes complications 

(Colberg et al., 2013, Di Biase et al., 2018, American Diabetes Association, 2019), 

including diabetic myopathy. Different modalities of exercise are recommended during 

pregnancy, including land exercise, such as walking, running, dancing and water 

exercise, such as swimming and aquatic activities (Colberg et al., 2013), but aquatic 

exercise showed to be more effective to prevent GDM compared to land exercise, and 

also presents improvement of mobility, low risk of falling and abdominal trauma 

(Colberg et al., 2013; Barakat et al., 2017). However, the effect of swim exercise on 

diabetic myopathy in women with GDM is not elucidated. 

In addition, experimental studies have demonstrated benefical effects of 

swim exercise and resistance training on the myopathy of gastrocnemious and soleus 

muscles in a rat model of type 2 diabetes (17, 18), which means that exercise practice 

can also delay or prevent diabetic myopathy. However, the literature does not provide 

experimental studies evaluating the effect of swim exercise on diabetic myopathy of 

pregnant rats. 

Thus, the aim of the present study was to evaluate the effect of swim 

exercise protocol on the myopathy of urethral striated muscle of long-term mild STZ-

induced diabetes pregnant rats. To our knowlege the present study is the first 



72 
 

 
 

investigation about exercise practice on diabetic myopathy of urethral striated muscle 

of diabetic pregnant rats. 

 

Methods 

 

Ethical Approval 

 This experimental study was developed at Physiological Sciences 

Laboratory and approved by the Ethics Committee on Animal Experiments nº 

007/2016, both from São Paulo State University (UNESP). 

 

Animals 

Female and male Wistar rats were housed in plastic cages during all 

experimental protocol, maintened under controled conditions of temperature (22 ± 3°C) 

and humidity (50 ± 10%), in a 12 hour light-dark cicle, with food and water ad libitum.  

 

Experimental diabetes induction 

On the first day of life, half of the female newborns received intraperitoneal 

injection of Streptozotocin (STZ) (Sigma®) diluted in citrate buffer (0.1 mol/l pH 4.5) at 

dose of 100 mg/kg. The other half of the females was submitted only to the 

administration of citrate buffer (0.1 mol/l pH 4.5) (Sinzato et al., 2011). All newborn rats 

(NB) were maintained with their mothers until the end of the lactation period (21 days). 

After this period, the mother rats were killed with an excessive dose of anesthetic 

(Thiopentax® - 80 mg/kg). 

In adult life only diabetic rats with blood glucose level between 120 mg/dL – 

300 mg/dL and non-diabetic rats with blood glucose level <120 mg/dl were included in 



73 
 

 
 

the experimental groups (Iessi et al., 2010). 

 

Mating 

At approximately 90 days of age, each four female rats were mated 

overnight with one male rat for the maximum period of 15 days. A vaginal smear was 

performed everyday in the morning, considering gestational day 0 if spermatozoa were 

found (Damasceno et al., 2008). 

 

Experimental Groups 

On day 0 of pregnancy, non-diabetic and diabetic pregnant rats were 

distributed in four groups: Control – Sedentary Non-Diabetic (C), Control – Exercised 

Non-Diabetic (Cex), Diabetic – Sedentary Diabetic (D) and Diabetic – Exercised 

Diabetic (Dex). 

 

Swim Exercise Protocol 

The exercised groups (Cex and Dex) started the protocol of swim exercise 

on gestational day 0 until gestational day 20, at a depth of 40 cm at water temperature 

31±1°C and frequency of 6 days/week (Figure 1). The protocol started with 20 minutes 

at the first day, with progressive increases of 10 minutes/day until 60 minutes 

(Marangon et al., 2002; Manchado et al., 2006; Volpato et al., 2009). The C and D rats 

were exposed since gestational day 0 until gestational day 20, for 15 minutes at a 

depth of 10 cm at water temperature 31±1°C and frequency of 6 days/week aiming not 

to promote physiological adaptations from exercise practice 



74 
 

 
 

 

Fig. 1: Experimental sequence of the swim exercise protocol 

 

Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) 

On the 17th day of pregnancy the females were submitted to the OGTT to 

confirm the glucose intolerance in diabetics (Sinzato et al., 2011). Before the test, 

fasting blood glucose level was measured, followed by intragastric administration of 

glucose solution (0.2 g/mL) at a dose of 2.0 g/kg. Blood glucose levels were measured 

at 10, 20, 30, 60 and 120 minutes after administration of the solution and it was 

considered diabetes when two or more blood glucose measurements were >140 mg/dL 

(Nascimento, 2014). 

 

Tissue extraction 

On 21st day of pregnancy the animals were anesthetized by intramuscular 

ketamine-xylazine injection (10:1, 0.5 ml/300g body weight), followed by decapitation. 

The inguinal region were exposed to dissection of both urethra and vagina. The urethra 

and vagina were extracted as a unit to facilitate their handling. All analyses were 

performed at the same points along the urethral longitudinal axis of the midurethra 

region in which the striated muscle layer becomes denser.  

 



75 
 

 
 

Morphological analysis 

The samples obtained to morphological analysis were stocked in 10% 

buffered formaldehyde for 24 hours, transferred to 70% alcohol and maintained at 

room temperature and embedded in paraffin. The fragments were sectioned in 

microtome (Reichert-Jung model 820) and fixed of microscope glass slides stained 

with Hematoxylin-Eosin (H&E) and Masson’s Trichrome (3 samples from C group, 6 

samples from D group, 5 samples from Cex group and 4 samples to Dex group). 

H&E-stained slides were used to observe the general morphology of the 

urethra and determine urethral tissue cross-sectional area. Masson’s-trichrome-

stained slides were used for morphometric analysis of total area, striated muscle area, 

smooth muscle area, total collagen area, collagen area in the striated muscle, and 

collagen area in the smooth muscle, urothelium area and blood vessels area 

(Magnification 4x). The slides were analyzed in light microscope (Olympus 

Corporation®/BX50 coupled with DP73 digital camera, Olympus). The photographs 

were obtained with cell Sens Ver 1.18 Olympus Corporation® software (Magnification 

4x). 

The samples obtained to ultrastructural analysis (3 samples/group) had 

isolated urethra exctration and immediatley fixed in Karnovsky for 3 hours at room 

temperature and transferred to the refrigerator to post-fixation in osmium tetroxide. 

Subsequently, specimens were embedded in resin and areas of interest were seleced 

and ultra-thin cuts were performed. The investigators controlled the longitudinal axis 

(i.e., proximal to distal) of the urethra by using permanente ink pen markings to identify 

the distal urethra. The sections were obtained using an ultramicrotome at a longitudinal 

orientation, and stained sections were examined using transmission electron 

microscope (JEM 1400, JEOL®). 



76 
 

 
 

Statistical analysis 

Parametric data were expressed as mean ± standard deviation (SD). 

Comparisons of the measurements between groups were performed with Two-way 

ANOVA followed by Tukey’s multiple comparison test. Non-parametric data (blood 

vessel area) were expressed as median with interquartile range. Comparisons of the 

measurements between groups were performed with Kruskal-Wallis followed by 

Dunn's multiple comparisons test. All analyses were performed using the GraphPad 

Prism® v. 8.0 software. Statistical significance was considered to be p<0.05. 

 

Results 

 

Maternal glycemia 

The OGTT showed that D and Dex rats had two or more blood glucose 

measurements >140 mg/dl. These data confirm that the induction of long-term mild 

diabetes was efficient, including the animals in the experimental groups. The swim 

exercise practice during pregnancy did not promote changes in blood glucose levels 

(Figure 2). 

 

Fig. 2. Oral glucose tolerance test. Blood glucose level before the test and 10, 20, 30, 60 and 
120 minutes after the administration of intragastric glucose solution in D and Dex groups. 



77 
 

 
 

Control – Sedentary Non-Diabetic group (C) 

The morphometric analysis showed values of total area 

(6.197.680±1.643.357 µm2), striated muscle area (4.305.945±2.161.640 µm2), smooth 

muscle área (2.966.781±883.716 µm2), urothelium área (302.055±38.378 µm2) and 

blood vessels area (10.492 [5.132 – 22.350]). Also, total collagen area 

(1.563.938±221.327 µm2), collagen in striated muscle area (822.183±285.049 µm2) 

and collagen in smooth muscle area (741.755±211.038 µm2) were shown (Figures 3 

and 4A). The ultrastructural analysis showed well organizied myofibrills forming intact 

sarcomeres. Also, intermyofibrillar and subsarcolemal mitochondria, lipid droplets, 

glycogen granules and vacuoles containing myelin were found (Figure 5A and 5B). 

 

Control – Exercised Non-Diabetic (Cex) 

The morphometric analysis showed decrease in the blood vessels area 

(5.273 [1.955 – 11.716]) compared to C group (p<0.0001). Also, there was no 

difference in total area (5.753.939±1.130.913 µm2), striated muscle area 

(3.209.459±1.074.789 µm2), smooth muscle area (2.262.185±476.548 µm2), 

urothelium area (282.295±231.535 µm2), total collagen area (1.125.084±276.959 µm2), 

collagen in striated muscle area (523.231±211.424 µm2) and collagen in smooth 

muscle area (601.853±202.732 µm2) compared to C and D groups (Figures 3 and 4B).  

Ultrastructural analysis showed disorganized Z lines and intact sarcomeres. 

Intermyofibrillar and subsarcolemal mitochondria, lipid droplets, glycogen granules and 

vacuoles containing myelin were found (Figure 5C and 5D). 

 

Diabetic – Sedentary Diabetic group (D) 

The morphometric analysis showed decrease in the blood vessels area 



78 
 

 
 

(4.612 [2.150 – 13.759]) compared to C group (P<0.0001). Also, there was no 

difference in total area (5.737.021±1.897.036 µm2), striated muscle area 

(2.946.962±688.222 µm2), smooth muscle area (2.305.500±984.620 µm2), urothelium 

area (484.560±315.008 µm2), total collagen area (1.111.087±710.019 µm2), collagen 

in striated muscle area (525.621±228.323 µm2) and collagen in smooth muscle area 

(585.466±491.361 µm2) compared to C, Cex and Dex groups (Figures 3 and 4C). In 

constrast to C group, ultrastructural analysis showed disorganized Z lines and 

sarcomeres disruption. Intermyofibrilar and subsarcolemal mitochondria, lipid droplets, 

glycogen granules and vacuoles containing myelin were found (Figure 5E and 5F). 

 

Diabetic – Exercised Diabetic group (Dex) 

The morphometric analysis showed decrease in the blood vessels area 

(2.521 [1.620 – 4.663]) compared to Cex group (p<0.0001), D group (p<0.0001) and 

C group (p<0.0001). Also, there was no difference in total area (4.925.031±973.572 

µm2), striated muscle area (2.300.277±636.799 µm2), smooth muscle area 

(2.206.458±255.197 µm2), urothelium area (418.296±141.469 µm2), total collagen area 

(1.020.577±371.591 µm2), collagen in striated muscle area (364.890±131.534 µm2) 

and collagen in smooth muscle area (655.687±240.897 µm2) compared to Cex, D and 

C groups (Figures 3 and 4D). In constrast to D group, ultrastructural analysis showed 

intact sarcomeres. Disorganized Z lines, intermyofibrilar and subsarcolemal 

mitochondria, lipid droplets, glycogen granules and vacuoles containing myelin were 

found (Figure 5