The effect of a low dose of clenbuterol on rat soleus muscle submitted to joint immobilization

The aim of the present study was to evaluate the effect of joint immobilization on morphometric parameters and glycogen content of soleus muscle treated with clenbuterol. Male Wistar (3-4 months old) rats were divided into 4 groups (N = 6 for each group): control, clenbuterol, immobilized, and immobilized treated with clenbuterol. Immobilization was performed with acrylic resin orthoses and 10 µg/kg body weight clenbuterol was administered subcutaneously for 7 days. The following parameters were measured the next day on soleus muscle: weight, glycogen content, cross-sectional area, and connective tissue content. The clenbuterol group showed an increase in glycogen (81.6 percent, 0.38 ± 0.09 vs 0.69 ± 0.06 mg/100 g; P < 0.05) without alteration in weight, cross-sectional area or connective tissue compared with the control group. The immobilized group showed a reduction in muscle weight (34.2 percent, 123.5 ± 5.3 vs 81.3 ± 4.6 mg; P < 0.05), glycogen content (31.6 percent, 0.38 ± 0.09 vs 0.26 ± 0.05 mg/100 mg; P < 0.05) and cross-sectional area (44.1 percent, 2574.9 ± 560.2 vs 1438.1 ± 352.2 µm²; P < 0.05) and an increase in connective tissue (216.5 percent, 8.82 ± 3.55 vs 27.92 ± 5.36 percent; P < 0.05). However, the immobilized + clenbuterol group showed an increase in weight (15.9 percent; 81.3 ± 4.6 vs 94.2 ± 4.3 mg; P < 0.05), glycogen content (92.3 percent, 0.26 ± 0.05 vs 0.50 ± 0.17 mg/100 mg; P < 0.05), and cross-sectional area (19.9 percent, 1438.1 ± 352.2 vs 1724.8 ± 365.5 µm²; P < 0.05) and a reduction in connective tissue (52.2 percent, 27.92 ± 5.36 vs 13.34 ± 6.86 percent; P < 0.05). Statistical analysis was performed using Kolmogorov-Smirnov and homoscedasticity tests. For the muscle weight and muscle glycogen content, two-way ANOVA and the Tukey test were used. For the cross-sectional area and connective tissue content, Kruskal-Wallis and Tukey tests were used. This study emphasizes the importance of anabolic pharmacological...

Changes in types of muscle fibers induced by transcutaneous electrical stimulation of the diaphragm of rats

The objective of the present study was to assess the effect of transcutaneous electrical diaphragmatic stimulation (TEDS) on different types of diaphragm muscle fibers. Male Wistar rats (8-12 weeks old) were divided into 2 experimental groups (N = 8 in each group): 1) control, 2) animals submitted to TEDS [frequency = 50 Hz; T ON/T OFF (contraction/relaxation time) = 2/2 s; pulse duration = 0.4 ms, intensity = 5 mA with a 1 mA increase every 3 min for 20 min] for 7 days. After completing this treatment period, the I, IIA, IIB, and IID diaphragm muscle fibers were identified using the mATPase technique. Statistical analysis consisted of the normality, homoscedasticity and t-tests (P < 0.05). There was a 19.6 percent (P < 0.05) reduction in the number of type I fibers and a 49.7 percent increase (P < 0.05) in type IID fibers in the TEDS group compared with the control group. An important result of the present study was that electrical stimulation with surface electrodes was efficient in altering the distribution of fibers in diaphragm muscle. This therapeutic resource could be used in the treatment of respiratory muscle alterations.

O efeito do estrógeno nas reservas glicogênicas de musculoesqueléticos desnervados de ratas / The estrogen effect on glycogen reserves of denervated skeletal muscles of female rats

OBJETIVO: Avaliar o efeito muscular do estrógeno em ratas submetidas à desnervação de membro posterior. MÉTODO: Ratas Wistar foram divididas em 5 grupos (n=6): Controle, Desnervado 7 dias, Desnervado 15 dias, Desnervado tratado com estrógeno (200æg/rato, via subcutânea, diariamente) durante 7 dias e Desnervado tratado com estrógeno durante 15 dias. Após os períodos experimentais, foi realizada a avaliação de glicogênio (GLI) dos músculos sóleo (S), gastrocnêmio branco (GB) e vermelho (GV), além da avaliação do peso do sóleo. A análise estatística foi feita através do teste de normalidade, ANOVA e teste de Tukey (p<0,05). RESULTADOS: A desnervação promoveu redução (p<0,05) no GLI no período de 7 (S: 44 por cento, GB: 32 por cento; GV: 32 por cento) e de 15 dias (S: 62 por cento, GB: 44 por cento; GV: 53 por cento), além da redução do peso do S (7 dias: 29,7 por cento; 15 dias: 36,6 por cento) . Porém, o tratamento com estrógeno promoveu elevação (p<0,05) no GLI, nessa condição, tanto durante 7 dias (S: 19 por cento; GB: 60 por cento; GV: 18 por cento) quanto durante 15 dias (S: 52 por cento; GB: 51 por cento; GV: 11 por cento), mas não foi suficiente para minimizar a redução do peso muscular. CONCLUSÕES: O tratamento com baixa dose de estrógeno minimizou as alterações metabólicas musculares desencadeadas pela desnervação, porém não foi eficaz em interferir na perda de peso do músculo sóleo, sugerindo que o hormônio atua permitindo uma proteção quimiometabólica com similaridades de ação da via insulínica, porém esse efeito é multifatorial, dependendo da dose, da forma, do tempo de tratamento, além do tempo de desnervação.

OBJECTIVE: To evaluate the effects of estrogen on muscles in female rats subjected to hindlimb denervation. METHODS: Female Wistar rats were divided into five groups (n=6): control; denervated 7 days; denervated 15 days; denervated treated with estrogen (200æg/rat, subcutaneously, daily) for 7 days; and denervated treated with estrogen for 15 days. After the experimental periods, glycogen (GLY) evaluations were performed on the soleus (S), white gastrocnemius (WG) and red gastrocnemius (RG), and the soleus was weighed. The statistical analysis was performed using the normality test, ANOVA and Tukey test (p<0.05). RESULTS: The denervation caused a reduction (p<0.05) in GLY over a 7-day period (S: 44 percent, WG: 32 percent; RG: 32 percent) and 15-day period (S: 62 percent, WG: 44 percent; RG: 53 percent), and also S weight reduction (7 days: 29.7 percent; 15 days: 36.6 percent). However, the estrogen treatment caused elevation (p<0.05) of GLY under this condition, both over 7 days (S: 19 percent; WG: 60 percent; RG: 18 percent) and over 15 days (S: 52 percent; WG: 51 percent; RG: 11 percent), but it was not enough to minimize the muscle weight reduction. CONCLUSIONS: The treatment with low doses of estrogen minimized the metabolic alterations induced by denervation, but it was not effective in interfering in the weight loss of the soleus muscle. This suggests that the hormone acts by enabling chemical-metabolic protection that acts like the insulin route, but the effect is multifactorial and depends on the dose, manner and duration of the treatment, as well as the time since denervation.

Efeitos da estimulação elétrica neuromuscular sobre o membro posterior imobilizado de ratos durante 15 dias: análises metabólicas e morfométricas / Effects of neuromuscular electrical stimulation on rat hind limbs immobilized for 15 days: metabolic and morphometric analyses

OBJETIVO: Avaliar o efeito da estimulação elétrica (EE) sobre o perfil metabólico e morfométrico dos músculos do membro posterior de ratos submetidos à imobilização durante 15 dias. MÉTODO: Ratos Wistar foram divididos em 3 grupos (n=5): controle, imobilizado por 15 dias e imobilizado associado à EE por 15 dias. Foram avaliados: reserva de glicogênio (RG) dos músculos sóleo (S), extensor longo dos dedos (ELD), gastrocnêmio branco (GB), gastrocnêmio vermelho (GV) e tibial anterior (TA), além do peso do sóleo, área das fibras e tecido conjuntivo do S. A análise estatística foi feita pelos testes ANOVA e Kruskal-Wallis (p<0,05). RESULTADOS: A imobilização promoveu alterações significativas (p<0,05) como: redução nas RG (S: 44,73 por cento, GB: 47,82 por cento, GV: 46,34 por cento, ELD: 41,66 por cento, TA: 48,38 por cento), no peso (7,2 por cento) e na área das fibras (35 por cento) do S, além do aumento da densidade do tecido conjuntivo (160 por cento). A EE promoveu aumento significativo (p<0,05) nas RG de todos os músculos imobilizados (S: 90,47 por cento, GB: 62,5 por cento, GV: 95,45 por cento, ELD: 76,19 por cento, TA: 56,25 por cento), no peso (20,94 por cento) e na área das fibras (19,65 por cento) do S e também promoveu redução significativa (15,38 por cento, p<0,05) na densidade do tecido conjuntivo. CONCLUSÕES: A EE minimizou a redução das RG, preveniu a redução da área das fibras e a proliferação do tecido conjuntivo nos músculos submetidos à imobilização.

OBJECTIVE: To evaluate the effect of electrical stimulation on the metabolic and morphometric profile of rat hind limb muscles subjected to immobilization for 15 days. METHOD: Wistar rats were divided into three groups (n=5): control; immobilized for 15 days; and immobilized for 15 days with electrical stimulation. The glycogen reserves of the soleus, extensor digitorum longus (EDL), white gastrocnemius (WG), red gastrocnemius (RG) and tibialis anterior (TA) muscles were evaluated, along with the weight, fibrous area and conjunctive tissue of the soleus. The statistical analysis was performed using the Anova and Kruskal-Wallis tests (p<0.05). RESULTS: Immobilization promoted significant alterations (p<0.05), such as: reductions in the glycogen reserves (soleus: 44.73 percent, WG: 47.82 percent, RG: 46.34 percent, EDL: 41.66 percent, TA: 48.38 percent) and in the weight (7.2 percent) and fibrous area (35 percent) of the soleus, and also increased connective tissue density (160 percent). Electrical stimulation promoted a significant increase (p<0.05) in the glycogen reserves of all the immobilized muscles: (soleus: 90.47 percent, WG: 62.5 percent, RG: 95.45 percent, EDL: 76.19 percent, TA: 56.25 percent) and in the weight (20.94 percent) and fibrous area (19.65 percent) of the soleus, and also promoted a significant reduction (15.38 percent, p<0.05) in connective tissue density. CONCLUSION: Electrical stimulation minimized the reduction in glycogen reserves and prevented the reduction in fibrous area and proliferation of connective tissue in the muscles subjected to immobilization.

Rat hindlimb joint immobilization with acrylic resin orthoses

The objective of the present study was to propose an orthosis of light material that would be functional for the animal and that would maintain only the ankle joint immobilized. Male Wistar rats (3 to 4 months old, 250-300 g) were divided into 2 groups (N = 6): control and immobilized for 7 days. Rats were anesthetized with sodium pentobarbital (40 mg/kg weight) and the left hindlimb was immobilized with the orthoses composed of acrylic resin model, abdominal belt and lateral supports. The following analyses were performed: glycogen content of the soleus, extensor digitorum longus, white gastrocnemius, red gastrocnemius, and tibialis anterior muscles by the phenol sulfuric method, and the weight, fiber area and intramuscular connective tissue of the soleus by the planimetric system. Data were analyzed statistically by the Kolmogorov-Smirnov, Student t and Wilcoxon tests. Immobilization decreased glycogen in all muscles (P < 0.05; soleus: 31.6 percent, white gastrocnemius: 56.6 percent, red gastrocnemius: 39 percent, extensor digitorum longus: 41.7 percent, tibialis anterior: 45.2 percent) in addition to reducing soleus weight by 34 percent (P < 0.05). Furthermore, immobilization promoted reduction of the fiber area (43 percent, P < 0.05) and increased the connective tissue (200 percent, P < 0.05). The orthosis model was efficient comparing with another alternative immobilization model, like plaster casts, in promoting skeletal muscle alterations, indicating that it could be used as a new model in other studies related to muscle disuse.

Estimulação diafragmatica eletrica transcutanea melhora as condicoes metabolicas dos musculos respiratorios de ratos / Transcutaneous electrial stimulation of the diaphragm the mrtabolic conditions of respiratory muscles in rats

Avaliar o conteudo de glicogenio dos musculos respiratorios e o registro eletrocardiografico (ECG) de ratos submetidos a estimulacao diafragmatica eletrica transcutanea (EDET). Metodos: Ratos adultos wistar foram divididos em 2 grupos (n=6): controle (C) e tratado com EDET (f=50Hz; T on/T off=2/2seg.; T=400us, i=5mA com acrescimo de 1mA a cada 3min.; t=20 minutos) durante 5 dias. Apos o periodo experimental, a analise do ECG foi realizada seguida seguida do sacrificio dos animais para a obtencao das amostras dos musculos peitoral, intercostal, diafragma e abdominal, que foram encaminhadas para a analise do conteudo de glicogenio. A analise estatistica foi feita atraves do teste denormalidade e teste t de Student (p<0,05). Resultados A EDET promoveu elevacao no conteudo de glicogenio em 42,85 por cento no diafragama (C:0,21+-0,008xEDET:0,30+-0,04, p<0,05), 81,2 por cento no intercostal (C:0,32+-0,08xEDET:0,58+-0,17, p>0,05), 96,7 por cento no peitoral (C:0,30+-0,05xEDET:0,59+-0,06, p<0,05) e 104,5 por cento no abdominal (C:0,22+-0,01xEDET:0,45+-0,03, p<0,05) quando comparado ao C. Os resultados da analise do ECG mostraram que nao houve alteracao nos parametros analisados (frequencia cardiaca, intervalos QR, QT e QTc) no grupo que recebeu a EDET. Conclusao: alem do trbalho sugerir um protocolo de EDET em animais, os resultados mostraram sua eficacia na melhora das condicoes energeticas da musculatura respiratoria sem interferir na dinamica eletrica cardiaca

Alterações do conteudo de glicogenio e do peso muscular em funcao da posicao articular e do periodo de imobilização / Alterations in muscle glycogen content and muscle weight relating to joint position and length of immobilization

Aplicar dois tipos de orteses (posicao neutra e flexao plantar do tornozelo) em diferentes periodos (3 e 7 dias) e avaliar o glicogenio (GLI) e o peso muscular. Metodo: ratos machos adultos Wistar foram divididos em 5 grupos (n=6): controle (C), imobilizado em posicao neutra por 3 dias (INP3), imobilizado em flexao plantar por 3 dias (IFP3), imobilizadoem posicao neutra por 7 dias (IPN7) e imobilizado em flexao plantar por 7 dias (IFP7). Apos o periodo os animais foram sacrificados e os musculos soleo (S), gastrocenico branco (GB) e vermelho (GV), extensor longo dos dedos (ELD) e tibial anterior (TA) foram coletados para analise do GLI, alem da avaliacao do peso do S e ELD. A analise estatistica constou da ANOVA e do teste t (p<0,05). Resultados: A imobilizacao por 3 dias promoveu reducao no GLI, tanto no grupo IPN3(10,5 S, 34,8 GB, 14,6 GV, 38,9 ELD e 45,2 TA, por cento) quanto no IFP3 (44,7 S, 10,9 GB, 19,5GV, 33,3 ELD e 6,4 TA por cento). A reducao tambem foi observada nos grupos IPN7(31,6 S, 56,5 GB, 39 GV, 41,7 ELD e 38,7 TA por cento) e IFP7 (65,8 S, 32,6 GB, 41,5 GV, 41,7 ELD e 51,6 TA por cento). O peso muscular diminuiu estatisticamente no S dos grupos IPN7(34 por cento) e IFP7(38 por cento) e no ELD dos grupos IPN3(20 por cento) e IPN7(27 por cento). Conclusao: a imobilizacao mostrou-se efetiva em promover alteracoes metabolicas diferenciadas pela posicao articular e pelo periodo, alem de sugerir sua aplicabilidade em outros estudos com tecnicas fisioterapeuticas

Tratamento com nifedipina, um bloqueador de canais de calcio, melhora o conteudo muscular de glicogenio de membro imobilizado de ratos / Treatment with calcium channel blocker (nifedipine) improves muscle glycogen content in immobilized hindlimb of rats

Avaliar se o tratamento com nifedipina interfere nas reservas musculares de gliucogenio que sao alteradas pela imobilizacao (IM) de membro posterior de ratos. Metodo: 24 ratos Wistar machos foram divididos em 4 gruos: controle, controle tratado com nifedipina (NI, via oral, sonda orogastica 1 mg/Kg), imobilizado (posicao neutra do tornozelo) e imobilizado tratado com nifedipina, durante 7 dias. Apos o periodo experimental, o conteudo de glicogenio muscular (GLI) dos musculos soleo(S), gastrocnemios branco (GB) e vermelho (GV), extensor longo dos dedos (ELD) e tibial anterior (TA) foi avaliado pelo metodo do fenol sulfurico, alemdo peso do S e ELD. Os dados foram analisados com o ANOVA (two way) seguido do teste de `t`(p<0,05). Resultados: A IM promoveu reducao no GLI(31,6 no S; 56,6 no GB; 39 no GV; 41,7 no ELD e 45,2 no TA, por cento). No grupo-controle, a NI promoveu elevacao do GLI somente no S (31 por cento), por outro lado, no grupo imobilizado a elevacao foi significativa no GLI dos musculos S(119 por cento), GB(70 por cento), GV (84 por cento) e TA(41 por cento). Cabe ressaltar que o tratamento nao impediu a perda de peso induzida pela IM. Conclusao: o tratamento com nifedipina propiciou melhora nas reservas energeticas do musculo imobilizado, sugerindo interferencia nas alteracoes calcemicas desebcadeadas concomitantemente com o processo de atrofia

Analise do musculo esqueletico desnervado tratado com metformina e/ou estimulacao eletrica de baixa frequencia / Analysis of the skeletal muscle denervated treated wit metformin and electrical stimulation of low frequency

O objetivo deste estudo foi avaliar o conteudo de glicogenio (GLI) dos musculos soleo (S) e gastrocnemios brancos (GB) e vermelho (GV) normais e desnervados, as concentracoes plasmaticas de glicose, acidos graxos livres (AGL) e lactato, alem do peso muscular de ratos machos, submetidos a estimulacao eletrica (EE) percutanea (f=10 Hz; i=5 mA; fase= 3 ms, 20 min/dia, por 30 dias alternados) associada ou nao a metformia (MET, 1,4mg.ml-1). A glicemia e o AGL foram determinados por testes laboratoriais e o GLI, pelo metodo fenol sulfurico. Para analise estatistica foi fixado o nivel critico de 5(por cento p<0,05). A desnervacao reduz 40,91(por cento) o GLI no S,60,61(por cento) no GV e 38,77(por cento) no GB. O tratamento isolado com MET promoveu elevacao de 250(por cento)no S controle (C) e 34,61(por cento) no S desnervado (D); 184,61(por cento) no GVC e 91,30(por cento) no GVD; e 226,53(por cento) no GBC e 166,66(por cento) no GBD. Por sua vez, a EE elevou em 111,36(por cento) o GLI no SC e 103,84(por cento) no SD; 41,54(por cento) no GVC e 147,83(por cento) no GVD; 114,28(por cento) no GBC e 153,33(por cento) no GBD. O tratamento associado (MET+EE) promoveu elevacao de 279,54(por cento) no SC e 150(por cento) no SD; 184,61(por cento) no GVC e 165,22(por cento) no GVD; 285,71(por cento) no GBC e 163,33(por cento) no GBD. A desnervacao promoveu reducao de 43,73(por cento) na massa muscular do S. Observou-se que nao houve alteracoes nas concentracoes plasmaticas de glicose, AGL e lactato. O estudo mostra que tanto a EE quanto a MET mantem o perfil metabolico dos musculos analisados, no entanto, nao foram suficientes para impedir a perda de massa muscular