Efeitos agudos do alongamento muscular na histomorfometria, e expressão gênica do músculo sóleo de ratas idosas

Abstract

Resumo: Os exercícios de alongamento são frequentemente recomendados para a pessoa idosa e têm-se mostrado como uma técnica capaz de melhorar a amplitude de movimento, o equilíbrio, padrão da marcha, capacidade funcional e diminuir o risco de quedas. Porém, ainda não se sabe quais os efeitos agudos histológicos e moleculares no músculo esquelético, decorrentes dos exercícios de alongamento em idosos. Dessa forma, o objetivo da presente pesquisa foi avaliar os efeitos agudos do alongamento passivo estático na histomorfometria muscular, imunomarcação e expressão gênica no músculo sóleo de ratas idosas. Foram utilizadas 15 ratas idosas, com 26 meses, divididas em grupo alongamento e grupo controle. O protocolo de alongamento consistiu em alongamento mecânico passivo do músculo sóleo esquerdo, composto de uma série de 4 repetições de 1 minuto, com intervalo de 30 segundos entre as repetições, realizado 3 vezes por semana, durante uma semana. Para realização do protocolo, as ratas foram sedadas por via inalatória com isoflurano, inclusive as pertencentes ao grupo controle. No 6º dia do experimento, as ratas foram anestesiadas para a retirada do músculo sóleo esquerdo e posteriormente eutanasiadas. Foi realizada pesagem da massa corporal inicial e final e massa absoluta do músculo sóleo. A massa muscular relativa ao peso corporal foi estimada. A morfologia do músculo sóleo foi avaliada com microscopia de luz, em cortes histológicos transversais, corados com hematoxilina e eosina. A área de secção transversa das fibras musculares foi mensurada por meio do Programa Image J versão 1.45q. Foi realizada imunohistoquimica para análise da marcação de TNF?, TIMP-1, TGF?-1, Colágeno tipo I e tipo III no músculo sóleo. A expressão dos genes TGF?, Colágeno tipo I e tipo III foram analisados pela técnica de PCR em Tempo Real. Para a comparação entre a massa corporal inicial e final foi utilizado o teste t pareado. Para a comparação entre os grupos foi aplicada ANOVA one way para dados paramétricos e para não paramétricos o Kruskall-Wallis. Verificou-se menor área de secção transversa das fibras musculares quando se comparou o grupo alongamento com o controle (4148 ± 1568 ?m2 vs 5032 ± 2125 ?m2; p=0,001, Kruskall Wallis); menor porcentagem de imunomarcação do colágeno tipo I por área de fibra muscular (1,41±1,21% vs 1,67±1,91% p=0,01, Kruskal-wallis), maior porcentagem de imunomarcação de TNF? (0,12±0,11% vs 0,07±0,08%, p=0,04, Kruskall Wallis)e colágeno tipo III (7,06±6,88% vs 4,92±5,30%, p=0,01, Kruskal Wallis). O TGF?-1 apresentou menor porcentagem de imunomarcação (1,60±1,69% vs 1,90 ± 2,85%, p=0,04, Kruskal-wallis) e expressão gênica (0,83±0,89 vs 4,47±5,65 UA, p=0,0001,ANOVA one way) em relação ao grupo controle. Não foi encontrada diferença significativa na massa muscular absoluta e relativa, marcação imunopositiva de TIMP-1 e expressão gênica de Colágeno I e III entre os grupos. Os efeitos agudos do exercício de alongamento causaram hipotrofia muscular esquelética, no entanto, fatores envolvidos com o remodelamento da matriz extracelular indicaram efeito anti-fibrótico, no músculo esquelético de ratas idosas. Palavras-chave: Exercício de alongamento muscular, sarcopenia, envelhecimento, matriz extracelular, ratas, expressão gênica, histomorfometria.

Abstract: The muscle stretching exercises are usually recommended to elderly people, and it has been seen as able to improve the balance, gait pattern, increase range of motion and functional capacity and decrease the risk of falls. Considering that stretching exercise induces skeletal muscle and connective tissue adaptation we aimed to evaluate the effect of acute passive stretch on aged soleus muscle on muscle histomorphometry, immunohistochemistry and gene expression. Fifteen old female rats, with 26 months, were separated in stretching group and control group.The stretching protocol consisted of 4 repetitions each of 1 minute with 30 seconds interval between sets, 3 times a week during 1 week, on the left soleus muscle. The rats were anesthetized with isoflurane inhalation, including the control group. At the 6th day of the experiment, the rats were anesthetized to remove soleus muscle and then euthanized. Initial and final body weight and absolute weight of the soleus muscle were evaluated. The relative muscle mass was also identified. The soleus muscle was stained with hematoxylin and eosin and was analyzed morphologically by light microscope. The cross sectional area of muscle fiber was assessed by Image J 1.45q software. Immunohistochemistry for quantification of TNF?, TGF-?1, type I and type III collagen and TIMP-1 and gene expression by PCR Real Time for quantification of TGF?-1, type I Collagen and type III Collagen were performed. The statistical analysis was the paired t-test, ANOVA one way test for parametric and Kruskal-Wallis test for nonparametric data.The stretching group showed smallest cross-sectional area of muscle fibers when compared to the control group (4148 ± 1568 ?m2 vs 5032 ± 2125 ?m2; p=0,001, Kruskall Wallis), less type I collagen percentage of immunostain (1,41±1,21% vs 1,67±1,91% p=0,01, Kruskal-wallis), largest TNF? percentage of immunostain (0,12±0,11% vs 0,07±0,08%, p=0,04, Kruskall Wallis) and type III collagen percentage of immunostain (7,06±6,88% vs 4,92±5,30%, p=0,01, Kruskal Wallis), and lower TGF-?1 percentage of immunostain per soleus muscle fiber area (1,60±1,69% vs 1,90 ± 2,85%, p=0,04, Kruskal-wallis) and gene expression (0,83±0,89 vs 4,47±5,65 UA, p=0,0001,ANOVA one way). There was no significant difference in relative and absolute muscle mass, TIMP percentage of immunostain and gene expression of collagen I and III between groups. The acute effect of muscle stretching was muscle atrophy, however, the factors involved in the extracellular matrix remodeling showed anti-fibrotic effect in muscle of aged rats. Key words: Muscle stretching exercise, sarcopenia, aging, extracellular matrix, rats, gene expression, histo morfometry