Pathological changes induced by PhTx1 from Phoneutria nigriventer spider venom in mouse skeletal muscle in vitro

The 'armed' spider Phoneutria nigriventer is responsible for most human accidents involving spiders in Brazil. The effects of fraction Tx1 (PhTx1) from the venom of this spider were investigated by physiological and morphological methods using the mouse phrenic nerve-diaphragm preparation. PhTx1 (1 and 5 mu g) did not affect the twitch tension of muscle fibers under indirect electrical stimulation. At this same concentration, PhTx1 also did not alter the miniature end-plate potential (mepp) frequency and amplitude, nor did it change the resting membrane potential 60 min after addition to the preparation. Light microscopy (LM) revealed that in muscles incubated with PhTx1 a number of fibers were morphologically altered, as evidenced by microvacuolization and myofibril hypercontraction and loss within 15 min after toxin administration. Transmission electron microscopy (TEM) showed sarcoplasmic reticulum swelling, disorganization of the sarcomeres and mitochondrial damage, and occasionally, sarcolemmal discontinuities with a persisting basal membrane. The intra-muscular fascicles of the phrenic nerve showed myelinated axons with vacuolated myelin sheaths as well as peri- and intra-axoplasmic vacuoles. The neuromuscular junction changes were variable, but were rarely severe. Thus, although PhTx1 did not depolarize or hyperpolarize the neuromuscular junction, it was nevertheless toxic to a restricted number of muscle fibers and nerve structures. The site of action of PhTx1 may involve the sarcolemma and axolemma as suggested by the morphological abnormalities which could reflect hydroelectrolytic disturbances. (C) 1998 Elsevier Science I,td, All rights reserved.36101349136

Correlation between the proportion of fast fibers in the biceps brachii muscle and the relative torque during elbow flexion in subjects with clinical hypothesis of myopathy

A produção de força muscular pode estar comprometida em pacientes portadores de miopatias. Estas representam um grupo heterogêneo de doenças com distintas características clínicas e morfológicas. Supõe-se que achados de desempenho funcional estejam relacionados com o tipo predominante de fibra expresso no músculo em análise. OBJETIVO: Correlacionar a proporção das fibras tipo 2 (FT2) do músculo bíceps braquial de sujeitos com hipótese clínica de miopatia (HCM) com picos de torque isométrico e isocinético de flexão do cotovelo. MATERIAIS E MÉTODOS: Participaram deste estudo sete sujeitos com HCM: quatro do sexo feminino com média de idade de 37 anos (dp= 9), peso de 73kg (dp= 26) e altura de 155cm (dp= 6); e três do sexo masculino com média de idade de 39 anos (dp= 1), peso de 88kg (dp= 5) e altura de 172cm (dp= 4). Pela técnica histoquímica de mATPase, foi realizada análise de proporção das fibras musculares. Após um mês da realização das biópsias, os sujeitos realizaram teste de força isométrica e isocinética concêntrica de flexão e extensão do cotovelo em dinamômetro isocinético. Avaliou-se o pico de torque (PT) isométrico a 90°s-¹ e 180°s-¹ e calculou-se o torque relativo 90 (TR90) e 180 (TR180). Para análise estatística, utilizou-se correlação de Spearman (r). RESULTADOS: A proporção de FT2 se correlacionou positivamente com TR180 (r= 0,89, p= 0,01). Uma moderada correlação foi encontrada entre FT2 e TR90 (r= 0,75, p= 0,05). CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que o comportamento contrátil das FT2 não foi modificado nestes sujeitos. O dinamômetro isocinético mostrou ser um instrumento que pode avaliar, de forma não invasiva, a predominância do tipo de fibra muscular.Muscular strength production may be impaired in myopathic patients. Myopathies represent a heterogeneous group of diseases with distinct clinical and morphological characteristics. It has been hypothesized that functional performance findings may be related to the predominant fiber type expressed in the muscle analyzed. OBJECTIVE: To correlate the proportion of type 2 fibers in the biceps brachii muscles of subjects with a clinical hypothesis of myopathy with their peak isometric and isokinetic torque during elbow flexion. METHOD: Seven subjects with a clinical hypothesis of myopathy participated in this study: four females of mean age 37 years (sd = 9), weight 73kg (sd= 26) and height 155cm (sd= 6); and three males of mean age 39 years (sd= 1), weight 88kg (sd= 5) and height 172cm (sd= 4). The muscle fiber proportion was analyzed using the mATPase technique. One month after taking biopsies, the subjects performed concentric isometric and isokinetic strength tests for elbow flexion and extension using an isokinetic dynamometer. The isometric and isokinetic peak torques at 90°s-¹ and 180°s-¹ were evaluated and the relative 90° (RT90) and 180° (RT180) torques were calculated. Spearman’s correlation (r) was used for statistical analyses. RESULTS: The proportion of type 2 fibers correlated positively with RT180 (r= 0.89, p= 0.01), and there was a moderate correlation with RT90 (r= 0.75, p= 0.05). CONCLUSIONS: The results suggest that the contractile behavior of type 2 fibers was not modified in these subjects. The isokinetic dynamometer was shown to be an instrument capable of noninvasively evaluating muscle fiber type predominance.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)USP - Fundação de Apoio ao Ensino, Pesquisa e Assistência (Faepa) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP

Propriedades mecânicas do gastrocnêmio eletroestimulado pós-imobilização Mechanical properties of gastrocnemius eletrostimulated after immobilization

INTRODUÇÃO: As propriedades mecânicas (PM) consistem num instrumento de aplicabilidade clínica para profissionais de saúde que atuam no sistema músculo-esquelético. OBJETIVOS: Avaliar dois protocolos de estimulação elétrica neuromuscular (NMES) na potencialização do restabelecimento das PM no complexo músculo-tendíneo após imobilização segmentar de ratas. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram utilizados 50 animais distribuídos em: Controle (GC, n=10); Imobilizado (GI, n=10); Imobilizado e remobilizado livre (GIL, n=10), Imobilizado e NMES uma vez ao dia (GIE1, n=10) e Imobilizado e NMES duas vezes ao dia (GIE2, n=10). A imobilização foi realizada por 14 dias. O GIL foi liberado posteriormente por 10 dias. A NMES foi aplicada pós-imobilização por 10 dias, GIE1 aplicado pela manhã (10 minutos) e, GIE2 aplicado pela manhã e à tarde (totalizando 20 minutos). Posteriormente, o músculo gastrocnêmio foi submetido ao ensaio mecânico de tração sendo as PM de rigidez, resiliência, carga e o alongamento no limite máximo avaliadas. RESULTADOS: A imobilização reduziu os valores das propriedades de carga e rigidez (p<0,05). A NMES utilizada duas vezes ao dia determinou resultados menos satisfatórios das PM avaliadas que àqueles obtidos uma vez ao dia e no grupo remobilizado (p>0,05). CONCLUSÃO: O músculo gastrocnênio tornou-se estruturalmente mais organizado frente à aplicação unitária da NMES e na remobilização.<br>INTRODUCTION: Mechanical properties (MP) are clinically applicable tools for healthcare professionals working on the musculoskeletal system. OBJECTIVES: The aim of this study was to evaluate two protocols of neuromuscular electric stimulation (NMES) to improve MP regeneration of the myotendinous complex after segment immobilization in female rats. MATERIALS AND METHODS: Fifty animals were equally distributed into five groups: Control (CG, n=10); Immobilized (IG, n=10); Immobilized and freely remobilized (IFG, n=10); Immobilized and NMES once /day (IEG1, n=10); Immobilized and MNES twice/day (IEG2, n=10). Immobilization was kept for 14 days, and remobilization was subsequently released for 10 days. NMES was applied for 10 days, post-immobilization, every morning for 10 minutes to IEG1 animals and every morning and afternoon (total 20 minutes) to the IEG2 group. After these procedures, the gastrocnemius muscle was submitted to the mechanical traction assay to evaluate stiffness, resilience, load and stretching at maximum limit MPs. RESULTS: Immobilization reduced the MP values concerning load and stiffness (p<0.05). Results for NMES applied twice a day were less satisfactory than the ones obtained with one application or in the remobilized group (p> 0.05). CONCLUSION: It is concluded that the gastrocnemius muscle became structurally better organized through a single NMES application and by remobilization

Propriedades mecânicas do músculo gastrocnêmio de ratas, imobilizado e posteriormente submetido a diferentes protocolos de alongamento Mechanical properties of gastrocnemius muscle of female rats immobilized and posteriorly submitted to different stretching protocols

O alongamento é amplamente utilizado na prática clínica da fisioterapia e no desporto, porém, as alterações mecânicas que essa técnica gera no músculo esquelético são pouco exploradas cientificamente. Este estudo avaliou as alterações mecânicas que acometem o músculo gastrocnêmio de ratas Wistar, adultas jovens, após 14 dias de imobilização e, secundariamente, submetido a alongamento manual passivo por 10 dias consecutivos, aplicado uma ou duas vezes ao dia. Foram utilizados 50 animais, sendo 10 para cada grupo: Controle (GC); Imobilizado (GI); Imobilizado e Liberado (GIL); Imobilizado e alongado uma vez ao dia (GIA1); e Imobilizado e alongado duas vezes ao dia (GIA2). O músculo gastrocnêmio foi submetido ao ensaio mecânico de tração, onde foram avaliadas as propriedades de carga e alongamento nos limites máximo e proporcional, além de rigidez e resiliência. A imobilização reduziu os valores das propriedades mecânicas de carga no limite máximo (CLM), carga no limite proporcional (CLP), alongamento no limite máximo (ALM), rigidez e resiliência, em 44,4%, 34,4%, 27,6%, 64,4% e 54%, respectivamente, quando comparados com os valores do GC. A remobilização livre e o alongamento restauraram as propriedades de CLM, CLP, ALM, rigidez e resiliência do músculo, exceto para o GIA2, que foi incapaz de restabelecer a propriedade de ALM (31,3% menor que GC). Concluí-se, portanto que, após 14 dias de imobilização segmentar, cargas individuais de alongamento e a livre movimentação permitem restituir as propriedades mecânicas do tecido muscular.<br>Stretching is widely employed in physiotherapeutic clinical practice and in sportive activities; however, the mechanical alterations of the skeletal muscle generated by this technique are poorly scientifically investigated. This study evaluated the mechanical alterations suffered by the gastrocnemius muscle of young adult female Wistar rats, submitted to14 days of immobilization followed by passive manual stretching during 10 consecutive days once or twice a day. Fifty animals were equally distributed in five groups, Control (CG); Immobilized (IG); Immobilized and liberated (ILG); Immobilized and submitted to stretching once a day (IEG1); Immobilized and submitted to stretching twice a day (IEG2). The gastrocnemius muscle was analyzed by mechanical traction assay and the properties related to load and maximal and proportional stretching evaluated in addition to stiffness and resilience. Immobilization decreased load at maximal thresholds (MTL), load at proportional thresholds (LPT), stretch at maximal thresholds (SMT), stiffness and resilience were reduced in 44.4%, 34.4%, 27.6%, 64.4% and 54% respectively, compared to CG values. With subsequent free remobilization and stretching, all parameters were restored except for IEG2 in which SMT remained reduced in 31.3%, when compared to CG. It is concluded that after 14 days of segmental immobilization, individual stretching loads and free movements contribute to regain muscle mechanical properties