Characterization of Fiber Types in Different Muscles of the Hindlimb in Female Weanling and Adult Wistar Rats

We analyzed lesser diameter and distribution of fiber types in different skeletal muscles from female Wistar rats using a histoenzymology Myofibrillar Adenosine Tri-phosphatase (mATPase) method. Fragments from muscles were frozen and processed by mATPase in different pH. Adult and weanling rat soleus muscles presented a predominance of type I fibers and larger fiber diameters. In the plantar muscle in adult rats, the type IIB fibers demonstrated greater lesser diameter while in the weanling animals, types I and IIB fibers were larger. The plantar muscle of animals of both ages was composed predominantly of the type IID fibers. The type IID fibers were observed in similar amounts in the lateral gastrocnemius and the medial gastrocnemius muscles. Type IIB fibers showed predominance and presented higher size in comparison with other types in the EDL muscle. The present study shows that data on fiber type distribution and fiber lesser diameter obtained in adult animals cannot always be applied to weanling animals of the same species. Using the mATPase, despite the difficult handling, is an important tool to determine the different characteristics of the specific fibers in the skeletal muscle tissue

ANÁLISE DO DESEMPENHO FUNCIONAL PARA ESTIMAR CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS DO TECIDO MUSCULAR ESQUELÉTICO DE SUJEITOS ADULTOS

This short review aims to analyze the capacity of functional analysis, through isokinetic dynamometry, to gather information on muscle fiber contractile characteristics in normal sedentary individuals, athletes, elderly people and in muscular alterations (atrophy and myopathy). The studies, here reported, demonstrated that by kinetic functional analysis, in contrast to the in vitro one, muscular performance in individuals may be quantified in conditions close to their daily or sportive activities. Thus, it is possible to precisely determine the influence of muscular adaptations in conducting these activities and, in addition, verify how muscular contraction functions in adverse clinical conditions like, lack of use, muscular atrophy, aging and myopathy. Different functional variables (fatigue index, torque, potency and work) are strongly related with different types of fibers, particularly with type 2 fast contraction fiber. Consolidation of the dynamometer as an instrument for measuring and/or diagnostic of various muscular conditions is highly relevant to therapeutic practice and merits emphasizing to health professionals.  Esta breve revisão aborda a capacidade da análise funcional, através da dinamometria isocinética, em inferir características contráteis das fibras musculares em indivíduos normais sedentários, atletas, idosos e nas alterações musculares (atrofia e miopatia). A análise dos estudos aqui abordados demonstrou que a análise funcional isocinética, em contraste com a realizada in vitro, quantifica o desempenho muscular em condições próximas das atividades de vida diária ou esportiva dos sujeitos. Portanto, é possível determinar mais precisamente a influência das adaptações musculares na realização destas atividades e, além disso, como a função muscular se comporta em condições clínicas adversas como desuso, atrofia muscular, envelhecimento e miopatias. As diferentes variáveis funcionais (índice de fadiga, torque, trabalho e potência) apresentam fortes relações com diferentes tipos de fibras, com destaque para a fibra de contração rápida do tipo 2. A consolidação do dinamômetro como instrumento de medida e/ou diagnóstico das diferentes condições musculares é de grande relevância para a prática terapêutica e merece tornar-se mais evidente para os profissionais da saúde. 

Analysis of adaptive muscular responses to stretching and eccentric exercises applied after immobilization of the hindlimb in female rats in postnatal development

O presente estudo analisou as mudanças e adaptações geradas pelos protocolos de alongamento e exercício excêntrico nos músculos sóleo e plantar, após 10 dias de imobilização do membro posterior de ratas em desenvolvimento pós-natal. Para isso, 45 ratas da raça Wistar, com 21 dias de idade, foram divididas em 10 grupos: grupo imobilizado (GI); grupo imobilizado e treinado excentricamente por 10 dias (GITE(10)) ou 21 dias (GITE(21)); grupo imobilizado e alongado por 10 dias (GIAL(10)) ou 21 dias (GIAL(21)); grupo anestesiado (GA); grupo controle de 21 dias de idade (GC(zero)); grupo controle do imobilizado de 31 dias de idade (GC(Imob)); grupo controle de 10 dias com 41 dias de idade (GC(10)); grupo controle de 21 dias com 52 dias de idade (GC(21)). A imobilização foi aplicada por 10 dias no membro posterior direito dos animais, a fim de manter a posição de encurtamento dos músculos sóleo e plantar. Posteriormente, as ratas do GITE(10) e GITE(21) passaram pelo período de treino excêntrico em esteira declinada, por 40 minutos. Enquanto os animais do GIAL(10) e GIAL(21) foram submetidos ao alongamento mantido por 40 minutos, através da fixação da dorsiflexão máxima permitida pelo tornozelo. Após os protocolos, os fragmentos dos músculos sóleo e plantar foram retirados e submetidos às reações histoquímica, imunoistoquímica e bioquímica. Análise qualitativa e quantitativa (isoformas de MHC, proporção de fibras, diâmetro menor e relação capilar/fibra) foram realizadas. Para análise estatística foi usado o Modelo Linear de Efeitos Mistos com nível de significância de 5% e Intervalo de Confiança de 95%. A partir da análise temporal do desenvolvimento muscular dos animais, foram observadas características de imaturidade dos músculos sóleo e plantar (fibras arredondadas, núcleos volumosos, reatividade do tecido), principalmente em animais com 21 e 31 dias de idade. Aumento progressivo do diâmetro das fibras e da relação capilar/fibra, em ambos os músculos, foram observados. O predomínio de FT1 e maior expressão da MHCI já estavam evidentes no músculo sóleo, mesmo de animais com 21 dias de idade. O músculo plantar apresentou predomínio de FT2D na análise da mATPase, e a avaliação das isoformas indicou predomínio da MHCIId e MHCIIb. O procedimento de imobilização desencadeou alta reatividade do tecido, redução do diâmetro de todos os tipos de fibras, mudança na proporção das fibras (redução de FT1 no sóleo e aumento de FT2D no plantar) e na expressão das isoformas de MHC, e queda do número de capilares transversais. A aplicação do alongamento e exercício excêntrico provocou adaptações importantes como o aumento do diâmetro das fibras, modificação da proporção das fibras e aumento da relação capilar/fibra, em ambos os músculos. Da análise morfológica, o músculo sóleo apresentou maior reatividade, quando comparado ao músculo plantar, com grande quantidade de núcleos centralizados e halo basofílico. O treino excêntrico foi capaz de intensificar as respostas hipertrófica e angiogênica, principalmente no período de 21 dias de reabilitação. Portanto, o desenvolvimento muscular normal foi acompanhado por adaptações importantes que correspondem ao avançar da idade juntamente com o aumento da demanda funcional nessa fase. O dispositivo de imobilização foi eficaz para promover o desuso e encurtamento dos músculos avaliados. Diferenças nítidas entre a resposta adaptativa dos músculos sóleo e plantar são observadas em ambos os protocolos de reabilitação no animal bebê.This study analyzed changes and adaptations in the soleus and plantar muscles induced by stretching and eccentric exercise protocols applied after 10 days immobilization of the hindlimb in developing female rats. Fortyfive Wistar female rats, 21 days old, were divided into 10 groups: Immobilized (IG); Immobilized and trained eccentrically for 10 days (IEG(10)) or 21 days (IEG(21)); Immobilized and stretched for 10 days (ISG(10)) or 21 days (ISG(21)); Anesthetized (AG); Control, 21 days old (CG(zero)); Control of immobilized group, 31 days old (CG(Immob)); Control group of 10 days, 41 days old (CG(10)) or 21 days, 52 days old (CG(21)). The animals had the right hindlimb immobilized for 10 days keeping the soleus and plantar mucles in a shortened position. Rats in the IEG(10) and IEG(21) groups were further submitted to eccentric training in a declining threadmill for 40 minutes, while the ones in groups ISG(10) and ISG(21) were stretched for 40 minutes by fixing the maximum ankle dorsiflexion. Fragments of the soleus and plantar muscles were removed and analyzed by histochemical, immunohistochemical and biochemical assays, after sacrifice of the animals. Qualitative and quantitative analysis were made of Myosin Heavy-Chain (MHC) isoforms, fiber proportion, minimum diameter and capillary/fiber ratio. Data was statistically analyzed by the method of Mixed Effects Linear Models with a significance level of 5% and confidence interval of 95%. Temporal analysis of muscle development suggested immaturity of soleus and plantar muscles (rounded fibers, voluminous nuclei and tissue reactivity) specially in animals aged from 21-31 days. Progressive increase of fiber diameter and the capillary/ fiber ratio was also observed. Predominance of FT1 fibers and higher MHCI expression were already evident in the soleus muscle even in 21 days old animals. Analysis of mATPase showed that FT2D fibers were predominant in the plantar muscle as were the isoforms MHCIId and MHCIIb. Immobilization produced high tissue reactivity, diameter reduction in all fiber types, changes in fiber proportion (reduction of FT1 in the soleus and increase of FT2D numbers in the plantar muscles) and MHC isoform expressions and decreased number of transversal capillars. Both, stretching and eccentric exercises induced important adaptations like increased fiber diameter, modified fiber proportions and increased capillary/ fiber ratios in the soleus and plantar muscles. Morphological analysis indicated that the soleus was more reactive as compared to the plantar muscle, showing large quantities of centralized nuclei and a basophilic halo. Eccentric training induced greater hypertrophic and angiogenic responses, specially during the 21 days rehabilitation. Thus, normal muscular development in this phase was accompanied by major adaptations, which correspond to advancing age and increased functional demand. The immobilization apparatus was efficient in preventing use and promoting shortening of the muscles evaluated. Sharp differences between adaptive responses of soleus and plantar muscles were observed in both rehabilitation protocols applied to baby animals

Rastreabilidade de farinha de vísceras de aves por isótopos estáveis em penas de frangos de corte

O objetivo deste trabalho foi detectar a presença de farinha de vísceras de aves (FV) na alimentação de frangos de corte, por meio da análise de penas por isótopos estáveis de carbono (13C/12C) e nitrogênio (15N/14N) e espectrofotometria de massas. Setecentos e vinte pintos machos Cobb foram submetidos aos seguintes tratamentos: ração vegetal (RV) à base de milho e farelo de soja, de 1 a 42 dias de idade; ração com 8% de farinha de vísceras de frango (FV), de 1 a 42 dias de idade; ração vegetal de 1 a 21 dias e ração com FV de 22 a 42 dias; ração vegetal de 1 a 35 dias e ração com FV de 36 a 42 dias; ração com FV de 1 a 21 dias, e ração vegetal de 22 a 42 dias; ração com FV de 1 a 35 dias, e ração vegetal de 36 a 42 dias. Foram colhidas amostras de penas de quatro aves por tratamento aos 7, 14, 21, 28, 35 e 42 dias de idade, que foram submetidas à análise isotópica de carbono (13C/12C) e nitrogênio (15N/14N) por espectrometria de massas. A aplicação da técnica dos isótopos estáveis de C e N a penas de frango de corte, após a utilização de farinha de vísceras na alimentação de frangos de corte, pelo período de até 21 dias, permite detectar a inclusão da FV na dieta.The objective of this work was to evaluate the presence of poultry viscera meal (VM) in the diet of broiler chikens, through the feather analyses by stable isotopes of carbon (13C/12C) and nitrogen (15N/14N) and mass spectrophotometry. Seven hundred and twenty Cobb male broiler chicks were subjected to the following treatments: vegetable diet (VD) based on corn and soybean meal, from 1 to 42 days of age; diet with 8% poultry viscera meal (VM), from 1 to 42 days of age; vegetable diet from 1 to 21 days, and diet with VM from 22 to 42 days; vegetable diet from 1 to 35 days, and diet with VM from 36 to 42 days; diet with VM from 1 to 21 days and, and vegetable diet from 22 to 42 days; diet with VM from 1 to 35 days, and vegetable diet from 36 to 42 days. Feather samples were collected from four birds per treatment at 7, 14, 21, 28, 35 and 42 days of age, which were subjected to isotopic analysis for carbon (13C/12C) and nitrogen (15N/14N) by mass spectrometry. The use of the stable C and N isotope technique in feathers allow the VM detection in broiler chicken diet after 21 days of VM inclusion

Rastreabilidade de farinha de vísceras de aves por isótopos estáveis em penas de frangos de corte

The objective of this work was to evaluate the presence of poultry viscera meal (VM) in the diet of broiler chikens, through the feather analyses by stable isotopes of carbon (13C/12C) and nitrogen (15N/14N) and mass spectrophotometry. Seven hundred and twenty Cobb male broiler chicks were subjected to the following treatments: vegetable diet (VD) based on corn and soybean meal, from 1 to 42 days of age; diet with 8% poultry viscera meal (VM), from 1 to 42 days of age; vegetable diet from 1 to 21 days, and diet with VM from 22 to 42 days; vegetable diet from 1 to 35 days, and diet with VM from 36 to 42 days; diet with VM from 1 to 21 days and, and vegetable diet from 22 to 42 days; diet with VM from 1 to 35 days, and vegetable diet from 36 to 42 days. Feather samples were collected from four birds per treatment at 7, 14, 21, 28, 35 and 42 days of age, which were subjected to isotopic analysis for carbon (13C/12C) and nitrogen (15N/14N) by mass spectrometry. The use of the stable C and N isotope technique in feathers allow the VM detection in broiler chicken diet after 21 days of VM inclusion.O objetivo deste trabalho foi detectar a presença de farinha de vísceras de aves (FV) na alimentação de frangos de corte, por meio da análise de penas por isótopos estáveis de carbono (13C/12C) e nitrogênio (15N/14N) e espectrofotometria de massas. Setecentos e vinte pintos machos Cobb foram submetidos aos seguintes tratamentos: ração vegetal (RV) à base de milho e farelo de soja, de 1 a 42 dias de idade; ração com 8% de farinha de vísceras de frango (FV), de 1 a 42 dias de idade; ração vegetal de 1 a 21 dias e ração com FV de 22 a 42 dias; ração vegetal de 1 a 35 dias e ração com FV de 36 a 42 dias; ração com FV de 1 a 21 dias, e ração vegetal de 22 a 42 dias; ração com FV de 1 a 35 dias, e ração vegetal de 36 a 42 dias. Foram colhidas amostras de penas de quatro aves por tratamento aos 7, 14, 21, 28, 35 e 42 dias de idade, que foram submetidas à análise isotópica de carbono (13C/12C) e nitrogênio (15N/14N) por espectrometria de massas. A aplicação da técnica dos isótopos estáveis de C e N a penas de frango de corte, após a utilização de farinha de vísceras na alimentação de frangos de corte, pelo período de até 21 dias, permite detectar a inclusão da FV na dieta

Serum Metalloproteinases 2 and 9 as Predictors of Gait Status, Pressure Ulcer and Mortality after Hip Fracture

Introduction: The aim of this study is to evaluate the serum activity of metalloproteinases (MMPs) -2 and -9 as predictors of pressure ulcer (PU), gait status and mortality 6 months after hip fracture. Methods: Eighty-seven patients over the age of 65 admitted to the orthopedic unit from January to December 2010 with hip fracture were prospectively evaluated. Upon admission, patient demographic information, including age, gender and concomitant diseases, was recorded. Blood samples were taken for analysis of MMP -2 and -9 activity by gel zymography and for biochemical examination within the first 72 hours of the patient's admission, after clinical stabilization. The fracture pattern (neck, trochanteric or subtrochanteric), time from admission to surgery, surgery duration and length of hospital stay were also recorded. Results: Two patients were excluded due to the presence of pathological fractures (related to cancer), and three patients were excluded due to the presence of PU before admission. Eighty-two patients, with a mean age of 80.4 ± 7.3 years, were included in the analysis. Among these patients, 75.6% were female, 59.8% had PU, and 13.4% died 6 months after hip fracture. All patients underwent hip fracture repair. In a univariate analysis, there were no differences in serum MMP activity between hip fracture patients with or without PU. In addition, the multiple logistic regression analysis models, which were adjusted by age, gender, length of hospital stay and C-reactive protein, showed that the pro-MMP-9 complexed with neutrophil gelatinase-associated lipocalin form (130 kDa) was associated with gait status recovery 6 months after hip fracture. Conclusions: In conclusion, serum pro-MMP-9 is a predictor of gait status recovery 6 months after hip fracture. © 2013 Gumieiro et al