Características mecânicas e histológicas do músculo sóleo de ratos submetidos a treinamento de esteira em aclive e declive

Abstract

A literatura refere que os estímulos produzidos pelos diferentes tipos de contração no sistema músculo-esquelético geram adaptações específicas. A locomoção em aclive e declive vem sendo utilizada como modelo de treinamento concêntrico e excêntrico para estudos dessas adaptações em animais. Sendo assim este estudo teve o objetivo de avaliar características mecânicas e histológicas do músculo sóleo de ratos submetidos a treinamento em aclive ou declive. Foram avaliados 36 ratos Wistar machos (90 dias de idade no início do treinamento) divididos igualmente em três grupos: aclive (A), declive (D) e controle (C). Os treinamentos foram realizados em uma esteira adaptada com raias individuais e inclinação de + 16° (aclive) ou – 16° (declive). Os animais passaram por um período de adaptação de uma semana na esteira com a inclinação específica e, em seguida, foram avaliados quanto à velocidade máxima suportada. Os treinamentos aconteceram com velocidade (relativa à máxima avaliada) e tempo progressivos ao longo de oito semanas (29 sessões). Dois dias após o último treino os animais foram anestesiados com Tiopental Sódico (± 5 ml), os músculos sóleos direitos e esquerdos foram removidos e os animais decapitados. Os músculos sóleos da pata direita (n = 7C, 8A, 9D) foram submetidos a ensaios de tração em uma máquina EMIC DL2000, com célula de carga de 50 N a velocidade de 1,66 m·s-1. Durante o ensaio, as amostras foram borrifadas com solução salina a cada um minuto. Os músculos sóleos esquerdos foram retirados para contagem de sarcômeros (n = 4A, 4C e 5D) e análise na proteína titina por Western Blot (n = 4 por grupo). Foi verificada a normalidade e homogeneidade dos dados e a confiabilidade das medidas foi avaliada pelo coeficiente Alpha de Cronbach. Comportamentos individuais foram analisados pelo Coeficiente de Correlação Intraclasse (ICC); ANOVA one way e post hoc de Bonferroni e teste não paramétrico Kruskal-Walls foram aplicados para identificação das diferenças entre os grupos. Dos 36 animais, três morreram antes do final do experimento. Os coeficientes Alpha de Cronbach indicaram confiabilidade das medidas com valores próximos a um para todas as variáveis. Os dados mecânicos dos animais que treinaram em declive apresentaram menores valores de ICC, mesmo assim significativos. As comparações entre os grupos indicaram aumento significativo da rigidez da curva tensão X deformação para os animais treinados em aclive e declive, e maior deformação da curva para os animais controle. Foi encontrado aumento da média da tensão passiva dos músculos dos animais treinados (57 ± 5 e 56 ± 11 para A e D; 51,6 ± 7,7 para C), contudo essa diferença não foi estatisticamente significativa, possivelmente devido a grande variabilidade dos dados mecânicos. Em relação ao número de sarcômeros em série os animais que treinaram em declive apresentaram menores comprimentos de sarcômero (2,806 ± 0,059 μm) e maior número de sarcômeros em série (8170 ± 510) quando comparados aos grupos controle (3,06 ± 0,054 μm e 7510 ± 240) e aclive (2,990 ± 0,023 μm e 7390 ± 270). As demais variáveis analisadas não apresentaram diferenças entre os grupos. É possível concluir com este estudo que adaptações estruturais nem sempre acontecem em paralelo às adaptações funcionais, que o treinamento em declive parece produzir resultados com maiores variações e que os diferentes estímulos provocam diferentes adaptações no músculo sóleo de ratos.

The literature states that the stimulus produced by different types of contraction in skeletal muscle generates specific adaptations. Downhill and uphill locomotion have been used as a model of concentric and eccentric training in studies that verify the different adaptations in animals. Therefore this study intended to evaluate mechanical and histological properties of rats’ soleus muscle submitted to uphill or downhill running. We evaluated 36 male Wistar rats (90 days old at the start of training). They were divided equally into three groups: uphill (A), downhill (D) and control (C). Training was performed on a treadmill adapted to individual lanes and +16º (uphill) or -16º (downhill) incline. The animals went through a one week adjustment period on the treadmill with the specific inclines, and then there were evaluated the maximal speeds they reached. The training took place with progressive speed (relative to the maximum tested) and time over 8 weeks (29 sessions). Two days after the last training the animals were anesthetized with sodium thiopental (± 5 ml), the right and left soleus muscles were removed and the animals were decapitated. The right soleus muscles (n = 7C, 8A, 9D) were subjected to tensile tests on one machine EMIC DL2000, with a load cell of 50 N, speed of 1,66 m.s-1. During the test, the samples were sprayed with saline solution every one minute. The left soleus muscles were removed for counting of sarcomeres (n = 4A, 4C, 5D) and the titin Western blot analysis (n = 4 per group). Data normality and homogeneity were verified and reliability of the measures was assessed by Cronbach's Alpha coefficient. Individual behaviors were analyzed by Intraclass Correlation Coefficient (ICC); one-way ANOVA and post hoc Bonferroni test and nonparametric Kruskal-Wallis were applied to identify the differences between the groups. Three out of the 36 animals died before the end of the experiment. The Cronbach's Alpha coefficients indicated reliability of the measures with values close to one for all the analyzed variables. The mechanical data of downhill trained animals had significantly lower ICC, even though significant. Comparisons between groups showed increased rigidity of the muscles of trained animals and greater deformation of the muscles of control animals. It has been found greater passive tension mean for both training groups (57 ± 5 and 56 ± 11 for A and D; 51.6 ± 7.7 for C), but it was not statistically significant probably due to the high mechanical data variability. Regarding the number of sarcomeres in series the downhill trained animals showed smaller sarcomere lengths (2.806 ± 0.059 μm) and greater serial sarcomere number (8170 ± 510) when compared to control (3.06 ± 0.054 μm and 7510 ± 240) and uphill (2.990 ± 0.023 μm e 7390 ± 270) groups. The remaining variables did not differ between groups. It can be concluded from this study that structural adaptations do not happen in parallel with functional adaptations, downhill running appear to produce more variable results and that different stimuli generate different adaptations in rats’ soleus muscle.