Effect of glutamine supplementation on skeletal muscle regeneration in rats.

Introdução: Estratégias não farmacológicas para atenuar a morbidade causada por lesões musculares induzidas por congelamento estão sob constante investigação. Portanto, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da suplementação com glutamina, imediatamente após a lesão por congelamento, na recuperação morfológica e funcional dos músculos soleus e extensor longo dos dedos (EDL) de ratos. Métodos: Ratos Wistar jovens foram submetidos à criolesão dos músculos soleus e EDL e, imediatamente após, receberam doses diárias de glutamina (1g/kg/dia) por 3 ou 10 dias. Resultados: A suplementação com glutamina aumentou significativamente o tamanho das fibras musculares em regeneração, diminuiu a área de inflamação e preveniu o declínio da força tetânica máxima do soleus e EDL no décimo dia após a criolesão. Os músculos soleus e EDL do grupo criolesado e suplementado com glutamina por 10 dias apresentaram um aumento maior na fosforilação da proteína P70S6K (phosphorylation of 70-kDa ribosomal protein S6 kinase) um componente downstream da sinalizaçãomechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1), em comparação a aqueles do grupo apenas criolesado. Além disso, a suplementação com glutamina reduziu significantemente o número de macrófagos CD11b positivos, fibroblastos TCF4 positivos e a expressão da chaperona molecular colágeno-específica proteína de choque térmico 47 nos músculos soleus e EDL em regeneração avaliados em 10 após lesão. Conclusão: A suplementação com glutamina acelera a recuperação da função contrátil do soleus e EDL após lesão por congelamento, por meio do aumento do tamanho das fibras musculares em regeneração via ativação da sinalização mTORC1 e da aceleração do remodelamento de alguns componentes da matriz extracelular. Esses resultados poderão servir de inspiração para que futuros estudos de reabilitação não-farmacológica testem a aplicação da suplementação com glutamina com o intuito de melhorar a recuperação de músculos esqueléticos em vítimas de congelamento.Introduction: Non-pharmacological approaches to attenuate morbidity of freezing muscle injuries are under continuous investigation. Therefore, the present study investigated the effects of glutamine supplementation immediately after freezing injury on morphological and functional repair of soleus and extensor digitorum longus (EDL) muscles from rats. Methods: Young male Wistar rats were subjected to cryolesion of soleus and EDL muscles, and immediately after received a daily dose of glutamine (1g/kg/day) for 3 and 10 days. Results: Glutamine supplementation markedly increased the size of regenerating myofibers, reduced the inflammatory area and prevented the decline in maximum tetanic force of both soleus and EDL on post-cryolesion day 10. Soleus and EDL muscles from the glutamine-supplemented injured group evaluated on post-cryolesion day 10 presented a higher increase in the phosphorylation of 70-kDa ribosomal protein S6 kinase, a downstream component of the mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) pathway, compared to those from the cryolesioned group. Additionally, glutamine supplementation markedly decreased the number of CD11b positive macrophages, TCF4 positive fibroblasts and the expression of the collagen specific molecular chaperone heat shock protein 47 in regenerating soleus and EDL muscle tissues evaluated on post-cryolesion day 10. Conclusion: Glutamine supplementation accelerates recovery of soleus and EDL contractile function after freezing injury by increasing the size of regenerating myofibers via activation of mTORC1 signaling pathway and accelerating the remodeling of some extracellular matrix components. These results may inspire future non-pharmacological rehabilitation studies to test the application of glutamine supplementation for better outcome of skeletal muscles in victims of frostbite