Palabras claves: NERVIO TIBIAL/MUSCULO TIBIAL ANTERIOR/EJERCICIO AEROBICO
Título: Análisis electrofisiográfico e histomorfológico del músculo tibial anterior de ratones sometidos al entrenamiento aeróbico de la natación.
Título Original: Electrophysiographic and histological analysis of the anterior tibial muscle from rats submitted to aerobic training with swimming
Autores: Gouvea, Helio Andrade et al.
Email: hhgouvea@yahoo.com.br
Traductor: Lic. Antonio A. Pierra Sardiñas – CEPID Holguín
Fuente: Fitness and Performance Journal, Río de Janeiro, 2009, 8 (1), 49-55, ref: 18, Colegio Brasileño de Actividad Física, Salud y Deporte.
INTRODUCCION
La evolución del entrenamiento deportivo ocurre principalmente como resultado de estudios sistemáticos y bien organizados sobre una materia determinada con relevancia científica. Este aspecto se observa en los profesionales que laboran en esta área en busca de un programa de entrenamiento que contribuya a mejorar el rendimiento de los atletas durante la competencia, y que detenga la aparición de la fatiga muscular y disminuya el riesgo de lesiones¹. La unanimidad en el enfoque de los fenómenos relacionados con la plasticidad del músculo esquelético puede facilitar las bases de un programa de rendimiento deportivo, particularmente cuando se habla del binomio “fuerza y fatiga muscular”².
La contracción del músculo esquelético es el resultado de la fuerza químico-mecánica generada por los ligamentos cruzados de los microfilamentos, que producen un recogimiento y generan fuerza³. Durante la contracción muscular tiene lugar un aumento gradual de la fuerza producida por la conscripción gradual de las unidades motoras (proceso de adición)4.También puede ocurrir un aumento de la frecuencia de detonación (tetania) la cual provoca la adición de varias contracciones musculares5. La contracción máxima o fuerza máxima del músculo ocurre durante la tetania, debido a un aumento en la concentración de Ca++ y por el estiramiento de los componentes elásticos durante las primeras contracciones6. Sin embargo, el trabajo muscular extremo o la realización de actividades de larga duración propician la aparición de la fatiga muscular, la cual reduce el mantenimiento o continuidad del resultado muscular esperado.Existen divergencias acerca de la etiología de la fatiga muscular. Algunos autores plantean que la fatiga muscular puede ser de origen central o periférico; otros, que han aplicado estímulos eléctricos externos a los músculos, plantea que la fatiga muscular tiene un origen periférico7,8. En cualquier caso, el músculo se fatiga debido a la imperfección de diferentes mecanismos neuromusculares que inciden en la contracción muscular: el sistema nervioso central (SNC), las articulaciones neuromusculares, el mecanismo contráctil, el flujo sanguíneo y la reducción del sustrato energético2,7.
El músculo esquelético no está representado por un grupo de fibras homogéneas con propiedades metabólicas y funcionales similares³. Las fibras musculares son diferentes en lo que se refiere a la fatiga. La siguiente clasificación es tradicionalmente la que más se acepta: Tipo I – fibras resistentes a la fatiga, con predominio del sistema aeróbico de transferencia de energía; Tipo IIb – se fatigan con rapidez, con predominio del sistema anaeróbico de transferencia de energía, constituyen la verdadera fibra glucótica; Tipo IIa – fibras intermedias, con transferencia de energía aeróbica y anaeróbica³.
El entrenamiento físico es una forma de maximizar las capacidades metabólicas y fisiológicas del organismo, produce adaptaciones al sistema¹, y aumenta el número de estímulos que provocan cambios en la homeostasis. El entrenamiento aeróbico se caracteriza por una rápida transición del descanso a la demanda metabólica constante, en especial debido a las adaptaciones metabólicas y cardiovasculares. La literatura señala que el entrenamiento aeróbico en ratones promueve el aumento de la concentración glucógena muscular, y mejora el proceso de oxidación de los carbohidratos y lípidos debido al aumento en el número y tamaño de las mitocondrias, así como la optimización enzimática. Las personas sometidas al entrenamiento aeróbico muestran un aumento del área de la sección transversal de las fibras tipo I con relación a las otras fibras del mismo músculo. Asimismo, se observan las adaptaciones en el sistema cardiorespiratorio que se ve afectado por el mejoramiento de la transportación de oxígeno hacia los músculos metabólicamente más activos.
Se ha propuesto que independientemente del tipo de entrenamiento (aerobio o anaerobio) todas las fibras musculares, en mayor o menor grado, tendrían la capacidad de realizar adaptaciones positivas en el rendimiento² ³. Sin embargo, se conoce poco sobre las adaptaciones relacionadas con la fatiga y las lesiones musculares que es posible sufran las fibras que se fatigan rápidamente durante el entrenamiento aeróbico. Los estudios con técnicas de electroestimulación para el análisis fisiológico muscular son escasos. De acuerdo con Menin (1996), las contracciones musculares aisladas y las contracciones tetánicas pueden inducirse de forma indirecta al músculo por medio de un electrodo bipolar en contacto con el nervio motor. Por medio de las curvas tetánicas se pueden evaluar la tensión máxima generada por el músculo y el nivel de fatiga muscular. Además, se ha observado con amplitud que el análisis histomorfológico puede revelar el grado de integridad de las fibras musculares. En este contexto, el objetivo del presente estudio fue evaluar la fuerza contráctil, la resistencia a la fatiga y la integridad de las fibras de un músculo básicamente compuesto por fibras anaeróbicas (tibial anterior) en ratones sometidos al entrenamiento aeróbico de la natación.
MATERIALES Y METODOS
Modelo Experimental
Todos los procedimientos de este estudio se realizaron de conformidad con los principios de manipulación y cuidado con animales de laboratorio suministrados por COBEA (Colegio Brasilero de Experimentación Animal), Ley No. 6638 del 8 de mayo de 1979 y el Decreto No. 24645 del 10 de julio de 1984 y aprobados por el Comité de Etica e Investigación de la UniVep (Protocolo No. A 24/CEP/2008).
Se utilizaron 21 ratones Wistar (Rattus norvegicus) machos adultos (4 meses de edad) con una masa corporal promedio de 353 ± 32 g, suministrados por el Centro de Animales de Laboratorio (Campinas, SP). Los animales se mantuvieron en una habitación del Centro de Estudios de la Naturaleza (CEN) de la Universidad Vale de Paraiba (UniVep). Todos los ejemplares tuvieron acceso libre al agua y a las raciones estándar ad libitum, cada uno en su caja plástica – jaula de laboratorio con luminosidad controlada (ciclo luz-oscuridad)-, a temperatura ambiente. Los ratones se dividieron al azar en tres grupos experimentales (n=7): grupo de control (GC), grupo entrenado con carga en el medio líquido (GNC) y grupo entrenado sin carga en el medio líquido (GN).
Protocolo de entrenamiento aeróbico de la natación
Antes de la aplicación del protocolo de entrenamiento, los animales de los grupos GNC y GN se sometieron a un período de adaptación al medio líquido para reducir el estrés ocasionado por una actividad no habitual. Durante este período, los animales nadaron 20 minutos diarios durante 5 días consecutivos, siempre en horario vespertino, con la temperatura del agua controlada a 32 ºC 9,10. Al finalizar el período de adaptación, los animales del GNC se sometieron a un protocolo de entrenamiento de natación con una carga del 5% del peso corporal fijada al tórax, 1 hora diaria durante 5 días consecutivos por semana, siempre en horario vespertino 9,10. Este entrenamiento tuvo una duración de cinco semanas y se caracterizó por ser de baja intensidad y larga duración, siendo considerado, por lo tanto, efectivo para el aumento de la capacidad de oxidación muscular. Este entrenamiento se aplicó de forma exacta al grupo GN pero sin la aplicación de la carga. Los animales del grupo de control GC no tuvieron contacto con el medio líquido en ningún momento.
Técnica electrofisiográfica
La técnica utilizada fue el protocolo de electroestimulación del nervio del músculo tibial anterior. A las 72 horas del período experimental, se pre-anestesió a los animales diariamente utilizando una solución de hidrato de cloro (10%) en una dosis de 1mL.100 g de la masa corporal del animal. La inyección se les aplicó en la región interperitoneal. A continuación se aplicó la anestesia intramuscular Turbogesic (Lab Fort Dodgs, USA) en una dosis de 0.01 mL.100 g de la masa corporal de los ratones. Cuando los animales estuvieron completamente anestesiados, se procedió a la separación de la piel y a la disección del músculo tibial anterior, separando al nervio motor para la estimulación del músculo en cuestión, que se encuentra situado paralelo al hueso de la tibia.
Una vez aislado el nervio, se realizó la fijación del tendón distal del músculo tibial anterior a un transductor dinámico que convierte los datos de la tensión muscular en señales eléctricas transmitidas a un electrofisiógrafo GEMINI 7070 (Ugobasile, USA). Se utilizó una tensión estandar de 10 g para calibrar el electrofisiógrafo. A continuación se conectó un electrodo bipolar al electroestimulador (Grass Inst. Div., W. Warwick, RI, USA), y se estableció contacto con el nervio motor para estimular de forma indirecta el músculo tibial anterior. (Imagen 1)
Imagen 1 – El tendón del músculo tibial anterior fijado al transductor.
Para evitar que el tejido se secara se suministró suero fisiológico en una solución de agua caliente a 37 ºC cada 30 segundos aproximadamente.
Con el objetivo de analizar la resistencia a la fatiga se estimuló el músculo tibial anterior con una carga eléctrica inicial de 0.2 PPS y 8 V de intensidad, correspondiéndose con el descanso activo del músculo e intercalando estímulos tetánicos de 60 PPS y 8 V cada 5 minutos, mientras se obsrvaba la curva de fatiga del músculo hasta un 50% de amplitud máxima (capacidad máxima) de contracción. En cada animal se indujeron un total de seis contracciones tetánicas. Mediante la amplitud de la señal electrofisiográfica se pudieron procesar los siguientes datos: la tensión máxima generada por el músculo (g); tiempo (s) que el músculo se mantuvo contraído hasta el 50% de la tensión máxima; y el área bajo la curva tetánica (cm²) hasta el 50% de la tensión máxima durante la contracción tetánica inducida.
Al finalizar el experimento, los animales fueron sacrificados mediante una sobredosis de la solución de hidrato de cloro (10%) intercardíaca. Después se les retiró el músculo tibial anterior, se cortó de forma transversal y se colocó en un recipiente con formol al 10%.
Análisis Histomorfológico
Se retiraron los músculos del formol y se lavaron durante 15 minutos en alcohol al 70%. En la fase de deshidratación, se mantuvieron las partes 2 horas en alcohol al 70%, 2 horas en alcohol al 95% y aproximadamente 8 horas en alcohol al 100% . A continuación se colocaron en un recipiente de cristal con xilol durante dos horas y pasado este tiempo se cambió el xilol y se mantuvieron en la solución por otras dos horas.
En la fase de impregnación las partes se colocaron en recipientes de cristal con parafina y se llevaron a un invernadero donde se mantuvieron durante dos horas a 58º C. Transcurrido este tiempo se cambió la parafina y se mantuvieron por otras dos horas bajo las mismas condiciones. Luego se cubrieron con parafina y una vez solidificadas, se cortaron en trozos y se guardaron en el refrigerador.
En un micrótomo (Micrótomo Spencer, 820) se obtuvieron los cortes transversales de 6 µm de grosor. Las partes se colocaron en alcohol al 50% durante un minuto y en agua caliente a 60º C también por un minuto, y a continuación se colocaron en bandejas histológicas y permanecieron en invernadero a 58º C por 24 horas.
Para la coloración de las bandejas se utilizó la técnica de la hematoxilineosina (HE). Luego las colocaron en xilol 1 por 10 min. y xilol 2 por 5 min., alcohol al 100% por un min., alcohol al 95% por 1 min., alcohol al 75% por 1 min., xilol por 1.5 min., agua corriente por 4 min., alcohol al 95% por 1 min., alcohol al 100% por 1 min., alcohol al 100% por 1 min., xilol por 1,5 min. y xilol por 1.5 min. Para la recogida de las bandejas se utilizó Entelán con xilol, las mismas fueron analizadas en un microscopio (Olimpus CH 30), conectado a una máquina fotográfica (Olimpus PM- C 35) donde se obtuvieron imágenes de 100 x y 400x utilizando película Kodak Ultra ISO 400.El revelado y ampliación se realizó de forma convencional.
Se realizó el análisis histomorfológico cualitativo para verificar posibles señales de lesión en las células de tipo agudo y crónico.
Análisis estadístico
Los datos se expresaron como promedio ± desviación estándar .La importancia de las diferencias observadas en los análisis se determinó por el análisis de variable (ANOVA) seguido de la prueba de Tukey-Kramer cuando se hizo necesaria. Los valores significativos considerados fueron del orden p
Comentarios recientes