An evaluation of an animal model of cerebral palsy: the effects on the morphology of the extensor digitorum longus muscle / Evaluación de un modelo animal de parálisis cerebral: los efectos sobre la morfología del músculo extensor largo de los dedos

Cerebral Palsy (CP) refers to chronic childhood encephalopathy. The objective of this study was to verify effects of CP model that combines prenatal exposure to LPS, perinatal anoxia and sensorimotor restriction on EDL muscle. Male Wistar rat pups were separated: a) Control - pups of mothers injected with saline during pregnancy and b) Cerebral Palsy - pups of mothers injected with LPS during pregnancy, and submitted to perinatal anoxia and sensorimotor restriction. The CP group presented hypertrophy in the type IIB fibers and increase of nuclei/fiber and capillary/fiber ratios. The intrafusal fibers of CP group presented 26 % atrophy in the crosssectional area and intramuscular collagen volume increase 34 %. CP group showed myofibrillar disruption and Z-line disorganization and the NMJs presented increases of 22 % in area.This animal model of CP produces motor deficits and macro and microscopic alterations and in the ultrastructure of the EDL muscle.

La parálisis cerebral (PC) se refiere a la encefalopatía crónica infantil. El objetivo de este estudio fue verificar los efectos del modelo PC que combina la exposición prenatal a LPS, la anoxia perinatal y la restricción sensitivo-motora en el músculo extensor largo de los dedos (MELD). Se separaron las crías de ratas Wistar machos: a) Control: crías de madres inyectadas con solución salina durante la preñez y b) Parálisis cerebral: crías de madres inyectadas con LPS durante la preñez y sometidas a anoxia perinatal y restricción sensitivo-motora. El grupo PC presentó hipertrofia en las fibras tipo IIB y aumento de la relación núcleo / fibra y capilar / fibra. Las fibras intrafusales del grupo PC presentaron un 26 % de atrofia en el área de la sección transversal y el volumen de colágeno intramuscular aumentó un 34 %. El grupo PC mostró disrupción miofibrilar y desorganización de la línea Z y los NMJ presentaron aumentos de 22 % en el área. Este modelo animal de PC produce déficit motores y alteraciones macro y microscópicas y cambios en la ultraestructura del MELD.

Morphological and morphometric study of the muscle fibers and neuromuscular junctions of the extensor digitorum longus in aged rats submitted to maternal protein restriction / Estudio morfológico y morfométrico de las fibras musculares y de las intersecciones neuromusculares del músculo extensor largo de los dedos de ratas de edad avanzada sometidas a la restricción proteica materna

Protein restriction implies the functional involvement of several systems and organs, including the skeletal muscle, because it is a protein reservoir in the body. This study sought to analyze the morphological and morphometric features of the muscle fibers and neuromuscular junctions (NMJs) of the extensor digitorum longus (EDL) muscle in rats at 365 days of age, submitted to maternal protein restriction during the gestation and lactation periods. Wistar rats were divided into two groups: a Control Group - mothers fed a normal-protein diet (17 % protein) during pregnancy and lactation; and a Restricted Group - mothers fed a low-protein diet (6 % protein) during pregnancy and lactation. The pups were kept with the mother throughout the lactation period (21 days), after which the offspring received a normal protein diet until 365 days of age. Histological (HE) and histoenzymological (NADH-TR) studies were conducted on the muscle fibers. The muscle was subjected to Nonspecific Esterase reaction to stain the Neuromuscular Junctions. Regarding the animals from the restricted group: the histologic analysis of the muscle fibers showed the presence of centralized nuclei and a diminished area; the histoenzymological study showed the different types of muscle fibers were randomly distributed in the EDL muscle and the area of the Type IIa muscle fiber was smaller; the ultrastructural study revealed disorganization of the Z line, and the presence of lipid droplets and vacuoles containing myelin figures in subsarcolemmal and intramiofibrilar regions; while the analysis of the NMJs exhibited no significant differences between the groups. Protein restriction in the pregnancy and lactation period may have affected the development of skeletal muscle, producing a permanent muscle-fiber deficit in the EDL muscle of the offspring.

La restricción proteica implica compromiso funcional de diversos sistemas y órganos, entre ellos, el músculo estriado esquelético, por ser una reserva de proteína del organismo. De esa forma, el presente trabajo procuró analizar las características morfológicas y morfométricas de las fibras musculares y de las intersecciones neuromusculares (JNMs) del músculo extensor largo de los dedos (EDL) en ratas de 365 días de edad, sometidas a restricción proteica materna durante los periodos de gestación y lactancia. Las ratas Wistar fueron separadas en dos grupos: El grupo Control - madres alimentadas durante la gestación y lactancia con ración normoproteica (17 % de proteína) y Grupo con restricción ­ madres alimentadas durante la gestación y lactancia con ración hipoproteica (6 % de proteína). Las crías permanecieron con la madre durante todo el periodo de lactancia (21 días) y después de este periodo la prole recibió ración normoproteica hasta los 365 días de edad. Se realizó un estudio histológico (HE) e histoenzimológico (NADH-TR) de las fibras musculares. Para la marcación de las JNMs, el músculo fue sometido a la reacción de Esterasa Inespecífica. El análisis histológico de las fibras musculares de los animales del Grupo con restricción mostró la presencia de núcleos centralizados y una disminución del área en el grupo con restricción. En el estudio histoenzimológico, el músculo EDL presentó una distribución aleatoria de los diferentes tipos de fibras musculares y el área de las fibras musculares del tipo IIa fue menor en el grupo con restricción. En relación al estudio ultraestructural, en los animales del grupo con restricción se observó desorganización de la línea Z, presencia de pequeñas gotas de lípidos y vacuolas que abrigaban figuras de mielina en las regiones subsarcolemal e intramiofibrilar. En el análisis de las JNMs no hubo diferencias significativas. La restricción proteica impuesta en el periodo de gestación y lactancia puede haber afectado el desarrollo del músculo esquelético, produciendo un déficit permanente en las fibras musculares del músculo EDL de la prole.

Ultrastructural study of the neuromuscular junctions of extensor digitorum longus muscle (M. extensor digitorum longus) of the mice / Estudio ultraestructural de las uniones neuromusculares del músculo extensor largo de los dedos (M. extensor digitorum longus) del ratón

The neuromuscular junction of the extensor digitorum longus muscle of fingers was analyzed in 21 young (three months) and old (from six to 25 months) mice, from both genders. Morphologic changes were found throughout the mouse life, being more frequent and visible with aging. According with the data described in the literature consulted and the observations taken in this research, it becomes clear that a continuous process of morphological remodeling occurs in all neuromuscular ultrastructural junctions of the extensor digitorum longus muscle of fingers, during the life of the animal. Theses changes are characterized by figures of myelin in the cytoplasm of Schwann cells, pleomorphic and multivesiclar bodies, mitochondrias with morphologically altered crests in the axon terminal and degenerated junction folders. Coated vesicles are common in older animals and rare in young animals.

La ultraestructura de las uniones mioneurales del músculo extensor largo de los dedos fue analizada en 21 ratones, jóvenes (tres meses) y viejos (de seis a 25 meses), de ambos sexos. Los cambios morfológicos fueron encontrados en toda la vida del ratón, siendo más frecuentes y visibles en el envejecimiento. Según los datos descritos en la literatura comsultada y las observaciones tomadas en esta investigación, se concluye que un proceso continuo de remodelación morfológica ocurre en todas las uniones mioneurales del músculo extensor largo de los dedos, durante la vida del animal. Tales cambios son caracterizados por figuras de mielina en el citoplasma de las células del neurilema, cuerpos pleomórficos y multivesiculares, mitocondrias con crestas morfologicamente cambiadas y pliegues de unión degeneradas. Las vesículas son comunes en animales más viejos y raras en animales jóvenes.