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

ABSTRACT

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.

RESUMEN

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.