Effects of duodenal-jejunal bypass on structure of diaphragm in western diet obese rats

Abstract Purpose: To evaluate the effects of duodenal-jejunal bypass (DJB) on the diaphragm muscle of obese rats fed on a western diet (WD) . Methods: Eighteen male Wistar rats were fed a standard rodent chow diet (CTL group) or WD ad libitum. After 10 weeks, WD rats were submitted to sham (WD SHAM) or duodenal-jejunal bypass (WD DJB). The structure, ultrastructure, collagen content and the morphometry of the neuromuscular junctions (NMJs) were analyzed two months after surgery. Results: WD SHAM rats displayed an increase in body weight, the Lee index and retroperitoneal and peri-epididymal fat pads compared to the CTL group. DJB did not alter these parameters. The muscle fiber structure and NMJs were similar in the WD SHAM and CTL groups. However, the WD SHAM group showed alterations in the fiber ultrastructure, such as loosely arranged myofibrils and Z line disorganization. In addition, WD SHAM animals presented a considerable amount of lipid droplets and a reduction in the percentage of collagen compared to the CTL group. DJB did not affect the structure or ultrastructure of the muscle fibers or the NMJs in the diaphragm of the WD DJB animals. Conclusion: Duodenal-jejunal bypass did not improve the alterations observed in the diaphragm of western diet obese-rats.

Ultrastructural study of the denervated diaphragm in rats / Estudio ultraestructural del diafragma desnervado en ratas

The structural alterations that occur in the muscle fibers of denervated rat diaphragms were studied. Fifteen adult male albino rats (Rattus norvegicus) with a mean weight of 200 g and about 60 days of age were used. Chronically denervated diaphragms were obtained and the animals were sacrificed after 4, 8 and 12 weeks of denervation. The left antimere of the diaphragm was denervated by sectioning of the phrenic nerve and the right antimere served as control. Each antimere was divided into fragments, which were used for analysis transmission electron microscopy. During the initial phase of denervation (4 weeks), ultrastructural muscle modifications appeared in scattered fibers and in foci along these fibers. Muscle fibers with foci of less dense and loosely arranged myofibrils, disorganized Z line, displaced T tubules, and central nucleus exhibiting reentrances and fragmented aspect were observed. After 8 weeks, formation of large aggregates of small elongated mitochondria showing altered cristae, matrix inclusions and increased electron density was noted. At 12 weeks of denervation the alterations were found to be more drastic. Nuclei with internal deposits of myofibrillar or amorphous material were observed. In these fibers, vacuoles harbored enormous myeloid structures in the subsarcolemmal or intermyofibrillar region.

Fueron estudiadas las alteraciones ultra estructurales de las fibras musculares del diafragma denervado de ratas. Fueron utilizadas 15 ratas albinas (Rattus norvegicus), machos, adultas, con peso promedio de 200 g de aproximadamente 60 días de edad. Los diafragmas crónicamente denervados fueron obtenidos después de 4, 8 y 12 semanas de denervación. El antímero izquierdo del diafragma fue denervado por sección del nervio frénico y el antímero derecho fue utilizado como control. Cada antímero fue dividido en fragmentos, que fueron utilizados para el estudio en microscopia electrónica de transmisión. Durante los períodos iniciales de denervación (4 semanas), las modificaciones en la ultraestructura del músculo se disponen en fibras dispersas y en focos a lo largo de las mismas. Se observan fibras musculares con focos de miofibrillas rarefactas y laxamente dispuestas; línea Z desorganizada; túbulos T dislocados; núcleo central con aspecto fragmentado. Después de 8 semanas de denervación, se observa la formación de numeroso agregados de pequeñas mitocondrias alargadas, con alteraciones en las crestas, inclusiones en la matriz y aumento de la electrodensidad. Con 12 semanas de denervación, las alteraciones se muestran más drásticas; se observan núcleos con depósitos internos de material miofibrillar o amorfo. En estas fibras, las vacuolas presentan grandes estructuras mieloides en la región subsarcolemal o intermiofibrillar.

Morphometric and morphological analysis of neuromuscular junction alterations in the denervated rat diaphragm / Evaluación de las alteraciones morfológicas y morfométricas de las uniones neuromusculares del diafragma denervado en ratas

The morphological and structural alterations that occur in the neuromuscular junctions of the denervated rat diaphragm were studied. Fifteen adult male albino rats (Rattus norvegicus) aged about 60 days and with a mean weight of 200 g were used. Chronically denervated diaphragms were obtained and the animals were sacrificed after 4, 8 and 12 weeks of denervation. The left antimere of the diaphragm was denervated by section of the phrenic nerve and the right antimere was used as control. Each antimere was divided into three fragments: one was used for histochemical (nonspecific esterase) and morphometric study of neuromuscular junctions, and the other two were used for transmission and scanning electron microscopy (SEM) analysis. Histochemical analysis of the diaphragm neuromuscular junctions after denervation showed only small changes in junction morphology. However, these junctions became smaller and elongated and presented less visible contours with increasing time of denervation. Ultrastructural analysis of neuromuscular junctions after 12 weeks showed more or less organized junctional folds on the muscle fiber surface. The junctional cytoplasm exhibited important alterations such as mitochondrial degeneration and the presence of numerous filaments. SEM revealed the presence of deep primary synaptic grooves with peripheral excavations which housed the nerve terminal boutons and exhibited internally the secondary synaptic clefts present among the junctional folds of the sarcolemma. This study showed that some of the morphological changes demonstrated in other denervated striated skeletal muscles are not repeated at the same intensity or in the same temporal pattern in the rat diaphragm.

En este trabajo se estudiaron las alteraciones morfológicas y estructurales de las uniones neuromusculares en el diafragma denervado de ratas. Se utilizaron 15 ratas albinas (Rattus norvegicus), machos, adultos, con peso promedio de 200g y cerca de 60 días de edad. Los diafragmas crónicamente denervados fueron obtenidos y los animales se sacrificaron después de 4, 8 y 12 semanas de denervación. El antímero izquierdo del diafragma fue denervado por sección del nervio frénico y el antímero derecho fue utilizado como control. Cada antímero fue dividido en 3 fragmentos: uno fue utilizado para el estudio histoquímico (esterasa inespecífica) y morfométrico. Los otros dos se destinaron al estudio de microscopía electrónica de transmisión (MET) y microscopia electrónica de barrido (MEB) de las uniones neuromusculares. El estudio histoquímico de las uniones neuromusculares posterior a la denervación, muestra que la morfología de esas uniones sufre pequeñas alteraciones. Con la evolución del tiempo de denervación esas uniones muestran tamaños menores, son alargadas y con contornos menos nítidos. La ultra-estructura de las uniones neuromusculares después de 12 semanas, demostró que la superficie de la fibra muscular exhibe pliegues de unión más o menos organizados. La región del citoplasma de unión exhibe alteraciones importantes, con degeneración mitocondrial y presencia de muchos filamentos. En MEB se observa que los botones sinápticos primarios son profundos, presentan escavaciones periféricas donde estaban alojados los botones de las terminaciones nerviosas y exhiben internamente, los espacios sinápticos secundarios presentes entre los pliegues de unión del sarcolema. Este estudio mostró que algunos patrones morfológicos demostrados en otros músculos estriados esqueléticos denervados no se repiten con la misma intensidad y curso temporal en el diafragma de ratas.

Aspectos biométricos y morfológicos del pericardio fibroso y diafragma en el hombre / Biometric and morphological charachteristics of the fibrous pericardium and the diaphragm in man

El pericardio es una membrana fibro-serosa que envuelve al corazón y a la porción yuxtacardíaca de los grandes vasos. Realizamos un estudio del pericardio y del diafragma, registrando sus dimensiones, sus relaciones, así como también, establecer el tipo de conexiones existente entre ambas estructuras. Fueron disecadas 142 regiones mediastínicas de cadáveres sin fijación o con fijación en formaldehído al 10 por ciento, brasileños, adultos, de ambos sexos, de edades comprendidas entre los 18 y 70 años, fallecidos de diferentes causas. Para el estudio histológico, del conjunto pericardio y diafragma fueron retirados cinco fragmentos de diferentes regiones: anterior próxima al esternón (región 1), lateral izquierda próxima al ápice del corazón (región 2), posterior (región 3), lateral derecha próxima al paso de la vena cava inferior (región 4) y central (región 5). El promedio de los diámetros latero-lateral y antero-posterior del pericardio fueron de 103,3 +/- 6,7 y 66,0 +/- 2,3 mm, respectivamente y del diafragma de 309,4 +/- 27,4 y 152,5 +/- 24,9 mm, respectivamente. El área del diafragma fue en promedio de 37. 260 +/- 2.324 mm2. El área de la base del pericardio sobre el diafragma fue de 6.042 +/- 367 mm2. El espesor del diafragma fue en promedio: parte derecha, 2,42 +/- 0,34 mm; parte izquierda, 2,38 +/- 0,71 mm y la parte anterior, 2,52 +/- 0,66 mm. El promedio del espesor del pericardio separado del diafragma fue de 0,26 +/- 0,02 mm. En la región 2 ambas estructuras fueron separadas con facilidad en 47,2 mm; en la región 5 ambas estructuras se encuentran fusionadas. Los resultados obtenidos en este trabajo complementarán los conocimientos morfológicos sobre el pericardio fibroso y sus relaciones con el diafragma.

The pericardium is a fibrous and serous membrane that surround the heart and the juxta- cardiac portion of the great vessels. We studied the pericardium and diaphragm and we recorded different measurements, relations and connection between both. We dissected 142 mediastinal regions from 10 percent formaldehyde ¡ fixed or fresh individual cadavers, Brazilian adults, of both sexes, from 18-70 years of age. For the histology study from both structures were sectioned five fragments of different regions: anterior, next to sternum (region 1), left lateral, next to heart apex (region 2), posterior (region 3), right lateral, next to course of inferior vena cava (region 4) and central(region 5). The average of transversal and anterior-posterior diameters of pericardium were 103.3 +/- 6.7 mm and 66.0 +/- 2.3 mm, respectively; the same diameters of diaphragm were 309.4 +/- 27.4 mm and 152.5 +/- 24.9 mm, respectively. The diaphragm area was 37,260 +/- 2,324 mm² and the area of pericardium base over the diaphragm was 6,042 +/- 367 mm² . The thickness of diaphragm was 2.42 +/- 0.34 mm in right part, 2.38 +/- 0.71 mm in left part and 2.52 +/- 0.66 mm in anterior part. The thickness of pericardium was 0.26 +/- 0.02 mm. In region 2 both structures were easily separated in 47.2 mm; in the region 4 both structures are fused. The results of this study will complement the morphologic knowledges about fibrous pericardium and its relationships with the diaphragm.

Ultrastructural study on the effect of dexamethasone with and without clenbuterol on the diaphragmatic muscle of adult male albino

Animal and clinical studies have shown respiratory muscle dysfunction caused by treatment with glucocorticoids. Beta-agonists and glucocorticoids are frequently coprescribed for chronic asthma treatment. This work was done to investigate whether clenbuterol was able to ameliorate the structural changes induced hr long-term low-dose dexamethasone administration. Muscle samples were obtained from five groups of adult rats: group I, represents the control rats; group II. represents Sham control animals, group III represents animals receiving clenbuterol orally; group IV represents animals receiving dexamethasone subcutaneously, whereas, group V represents animals receiving both, treatment [dexamethasone and clenbuterol]. At the end of 4th week, rats were anaesthetized, perfused with, 1.5% buffered gluteraldehyde and then sacrificed. The diaphragmatic muscle strips were immersed in 2.5% buffered gluteraldehyde for 24 hours, postfixed in 1% OsO[4] for 2 hours and then, processed to be examined with TEM. Dexamethasone induced myofibrillar disorganization and destruction. The distinct ban ding pattern of sarcomeres was lost. The mitochondria showed increased subsarcolemmal aggregation, transverse orientation, and destruction of their cristae. Sarcoplasmic reticulum showed irregularity, dilatation, and loss of their relationship to A-I junctions. Also, mononuclear cellular infiltration was observed. In combined treatments [DEX + CL], the changes induced by DEX alone were generally minimized. Dexamethasone could induce severe structural changes in the diaphragmatic muscle of rat, timid these changes could be generally minimized on concomitant administration of clenbuterol

Adaptación estructural del diafragma en pacientes con Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC)

Introducción: La función de los músculosrespiratorios de pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) está alterada, entre otros, por eventos mecánicos como la hiperinsuflación pulmonar, trastornos nutricionales (i.e., desnutrición) y cambios metabólicos (i.e., hipoxemia). Sin embargo, un estudio reciente postuló que el músculo puede compensar en alguna medida los efectos deletéreos de la hiperinsuflación. Objetivos: Describir los cambios ultraestructurales del diafragma humano en pacientes con EPOC y relacionarlos con el estado nutricional y la función pulmonar y muscular respectiva. Diseño: estudio observacional prospectivo y descriptivo (serie de casos). Pacientes y Métodos: Se estudiaron 22 pacientes llevados a toracotomía por neoplasia pulmonar localizada (estadio TMN I). Se evaluaron previos a la cirugía el estado nutricional, función pulmonar y mecánica del diafragma y de los demás músculos inspiratorios. Durante la intervención se tomaron muestras del diafragma costal que fueron procesadas para estudios histoquímicos y de microscopía electrónica. resultados: Los pacientes mostraron un volumen espiratorio en el primer segundo (FEV1) de 73+-16 por ciento pred; relación volumen residual/capacidad pulmonar total (RV/TLC), 43+-12 por ciento; y una presión transdiafragmática máxima de 93+-30 cmH2O. En las células musculares del diafragma se evidenciaron 56+-17 secciones mitocondriales por 100um2 (Nmit), una longitud sarcomérica (Lsar) de 2.15+-0.17um, y un área de depósitos de glicógeno (Agly) de 9.6+-4.4 por ciento del área celular total analizada. Se evidenciaron diferencias en elcontenido mitocondrial en asociación con el FEV1, ya que aquellos pacientes con el FEV1 menor de 75 porciento pred tenían mayor Nmit (63+-14 vs 46+-16 mit/100um2, p<0.05). El porcentaje FEV1 correlacionó en forma inversa con Nmit (r=0.53, p<0.01). Por otra parte, las muestras musculares de pacientes con una relación RV/TLC mayor de 35 por ciento mostraron mayores...

The fine structure of the muscle-tendon junction in the rabbit

Ultra-estrutura da junçäo músculo-tendínea em diafragma de coelho. Os autores estudam, no presente trabalho, a ultra-estrutura da junçäo músculo-tendínea do diafragma de coelho. Na extremidade da fibra muscular, o sarcolema apresenta várias fendas e invaginaçöes como dedos de luva. As fibrilas colágenas do tendäo säo sinuosas e estäo inseridas obliquamente na superfície externa da lâmina basal do sarcolema. Esta disposiçäo parece estar relacionada ao mecanismo de transmissäo de tensäo. Na extremidade da fibra muscular, miofibrilas ramificam-se e prendem-se no sarcolema

Ultraestrutura de junçâo músculo-tendinea no coelho / Ultrastructure of the musculo-tendineal junction in rabbits

The fine structure of the myo-tenden junction is studied in the diaphragm muscle of the rabbit. At the termination of the muscle fiber, the sarcolemma is thrown into a series of clefts and finger-like invagination. The collagen fibrilis of the tendon are sinnous and are inserted obliquely into the outer surface of the basal lamina of the sarcolemma. This structure appears to be related to the mechanism of transmission of tension. Myofibrilis branch over the sarcolemma (AU)n into a series of clefts and finger-like invagination. The collagen fibrilis of the tendon are sinnous and are inserted obliquely into the outer surface of the basal lamina of the sarcolemma. This structure appears to be related to the mechanism of transmission of tension. Myofibrilis branch over the sarcolemma