Alterazioni nella morfologia e nella meccanica dei muscoli scheletrici nei ratti giovani maschi Sprague Dawley esposti ad un alto

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12013 (2023) Citare questo articolo

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Sebbene un tempo rappresentasse un problema sanitario largamente considerato negli adulti, l’epidemia di obesità è ora prevalente nella popolazione pediatrica. Mentre sono stati osservati effetti dannosi sulla funzione muscolo scheletrica in età adulta, gli effetti dell’obesità sulla funzione muscolo scheletrica durante l’infanzia non sono chiaramente compresi. Lo scopo di questo studio era di determinare se il consumo di una dieta ad alto contenuto di grassi e ad alto contenuto di saccarosio (HFS), a partire dal periodo post-svezzamento, porta a cambiamenti nella morfologia e nella meccanica del muscolo scheletrico dopo 14 settimane di dieta HFS. Diciotto ratti maschi CD-Sprague Dawley di 3 settimane sono stati assegnati in modo casuale a una dieta HFS (C-HFS, n = 10) o a una dieta standard (C-CHOW, n = 8). Le misure di risultato includevano: apporto energetico settimanale, livelli di attività, consumo di ossigeno, massa corporea, composizione corporea, profilo metabolico, livelli di proteine ​​sieriche ed espressione genetica, morfologia e meccanica del gastrocnemio mediale. I principali risultati di questo studio sono stati che i ratti C-HFS: (1) avevano una massa corporea e una percentuale di grasso corporeo maggiori rispetto ai ratti di controllo; (2) mostravano i primi segni di sindrome metabolica; (3) dimostrato un potenziale danno nel rimodellamento muscolare; (4) ha prodotto una forza muscolare relativa inferiore; e (5) ha avuto uno spostamento nella relazione forza-lunghezza, indicando che il gastrocnemio mediale aveva lunghezze di fibra muscolare più corte rispetto a quelle dei ratti C-CHOW. Sulla base dei risultati di questo studio, concludiamo che l’esposizione a una dieta HFS ha portato ad un aumento della massa corporea, della percentuale di grasso corporeo e dei primi segni di sindrome metabolica, con conseguenti deficit funzionali nella MG dei ratti bambini.

L’obesità è un’epidemia sanitaria globale del ventunesimo secolo1,2. Circa 1,4 miliardi di adulti (il 19% della popolazione mondiale) sono sovrappeso o obesi e la maggioranza risiede nelle società occidentalizzate3. Sebbene un tempo costituisse un problema di salute considerato maggiormente in età adulta, l'obesità è ora prevalente nella popolazione pediatrica, con circa il 10% della popolazione pediatrica canadese e il 19% di quella americana a cui è stata diagnosticata clinicamente l'obesità2,4,5. L’epidemia globale di obesità può essere in gran parte attribuita a una riduzione dell’attività fisica, in combinazione con un aumento del consumo di moderni alimenti trasformati6,7,8. Gli studi riportano comunemente che l'obesità è dannosa per la salute del muscolo scheletrico, con conseguente diminuzione della mobilità e promozione di uno stile di vita sedentario9, insieme a cambiamenti nel metabolismo del muscolo scheletrico10,11,12 che possono alterare la tipizzazione delle fibre13,14,15 e aumentare i lipidi intramuscolari accumulo10,16,17. Sebbene numerosi studi sull'uomo abbiano dimostrato che l'obesità può influenzare negativamente la funzione contrattile del muscolo scheletrico18,19,20, i risultati sembrano essere inconcludenti, poiché molti studi riportano anche che l'obesità può influenzare positivamente la funzione contrattile del muscolo scheletrico3,21,22,23. Tali risultati contraddittori sono particolarmente veri nelle popolazioni pediatriche, dove i bambini obesi sembrano dimostrare un aumento21,22,24 o nessun cambiamento25 nella produzione di coppia muscolare rispetto alle loro controparti magre.

Uno dei limiti principali della ricerca sull’obesità è che l’obesità è tipicamente definita dall’antropometria corporea (BMI) o dalla composizione (% di grasso corporeo), spesso trascurando le caratteristiche metaboliche26. Inoltre, le discrepanze presenti in letteratura riguardanti gli effetti dell’obesità sulla funzione contrattile del muscolo scheletrico sono spesso attribuite agli effetti potenzialmente confondenti che la dieta, la composizione corporea e l’attività fisica possono avere nell’interpretazione dei risultati. Ciò è di particolare importanza nella ricerca umana, dove non è possibile monitorare queste variabili muscolari durante tutto l’arco della vita. Per questo motivo, l’uso di modelli di roditori è diventato uno strumento importante per lo sviluppo della nostra comprensione degli effetti dell’obesità sulla funzione contrattile del muscolo scheletrico. Come gli studi sull’uomo, anche i risultati degli studi sui roditori sono inconcludenti. La maggior parte delle prove provenienti da modelli di roditori obesi indotti dalla dieta indica che non vi è alcun cambiamento3,27,28,29,30,31,32 o una diminuzione33,34 nella produzione di forza massima nel muscolo scheletrico isolato di roditori obesi rispetto a quelli magri controlli. Curiosamente, però, analogamente a quanto osservato negli studi sull'uomo, gli studi sui roditori in cui l'intervento dietetico è stato implementato durante l'infanzia, hanno riscontrato un aumento31 o nessun cambiamento nella funzione contrattile del muscolo scheletrico32 rispetto ai controlli magri.