Disección De Fibras Musculares Esqueléticas Individuales Para Análisis Inmunofluorescentes Y Morfométricos De Las Uniones Neuromusculares De Montaje Completo

La unión neuromuscular de mamíferos (NMJ) es una gran sinapsis tripartita colinérgica compuesta por la terminación nerviosa de la neurona motora, la membrana postsináptica en la fibra muscular esquelética y las células terminales de Schwann^1,2,3. Esta sinapsis exhibe una alta plasticidad morfológica y funcional^4,5,6,7,8,incluso durante la edad adulta cuando los NMJ pueden sufrir modificaciones estructurales dinámicas. Por ejemplo, algunos investigadores han demostrado que las terminaciones nerviosas motoras cambian continuamente su forma a la escala micrómetro^9. También se ha divulgado que la morfología del NMJ responde a los requisitos funcionales, al uso alterado, al envejecimiento, al ejercicio, o a las variaciones en actividad locomotriz^{4,10,11,12,13,14,15.} Así, el entrenamiento y la falta de uso representan estímulos esenciales para modificar algunas características del NMJ, como su tamaño, longitud, dispersión de vesículas y receptores sinápticos, así como la ramificación terminal nerviosa^{14,16,17,18,19,20.}

Además, se ha demostrado que cualquier cambio estructural o degeneración de esta unión vital podría resultar en la muerte celular de la neurona motora y la atrofia muscular²¹. También se piensa que la comunicación alterada entre los nervios y los músculos podría ser responsable de los cambios fisiológicos relativos a la edad NMJ y posiblemente de su destrucción en estados patológicos. El desmantelamiento de la unión neuromuscular juega un papel crucial en la aparición de la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA), una enfermedad neurodegenerativa que constituye uno de los mejores ejemplos de alteración de la interacción músculo-nervio^3. A pesar de los numerosos estudios realizados sobre la disfunción de la neurona motora, todavía se debate si el deterioro observado en la ELA se produce debido al daño directo en la neurona motora y luego se extiende a las proyecciones cortico-espinales²²; o si debe considerarse como una axonopatía distal donde la degeneración comienza en las terminaciones nerviosas y progresa hacia la neurona motora somas^23,24. Dada la complejidad de la patología de la ELA, es lógico considerar que se produce una mezcla de procesos independientes. Como nmj es el jugador central de la interacción fisiopatológica entre el músculo y el nervio, su desestabilización representa un punto crucial en el origen de la enfermedad que es relevante para ser analizado.

El sistema neuromuscular de los mamíferos está organizado funcionalmente en unidades motoras discretas, que consisten en una neurona motora y las fibras musculares que son inervadas exclusivamente por su terminal nervioso. Cada unidad motora tiene fibras con propiedades estructurales y funcionales similares o idénticas²⁵. El reclutamiento selectivo de la neurona motora permite optimizar la respuesta muscular a las demandas funcionales. Ahora está claro que los músculos esqueléticos de los mamíferos se componen de cuatro tipos diferentes de fibras. Algunos músculos son nombrados según las características de su tipo de fibra más abundante. Por ejemplo, el sóleo (un músculo posterior de la extremidad posterior involucrado en el mantenimiento de la postura corporal) lleva una mayoría de unidades de contracción lenta (tipo 1) y se reconoce como un músculo lento. En cambio, el extensor digitorum longus (EDL) se compone esencialmente de unidades con propiedades similares de contracción rápida (fibras tipo 2) y se conoce como un músculo rápido especializado para los movimientos fásicos necesarios para la locomoción. En otras palabras, aunque los músculos adultos son de naturaleza plástica debido a las influencias hormonales y neuronales, su composición de fibras determina la capacidad de realizar diferentes actividades, como se ve en el sóseo que experimenta una actividad continua de baja intensidad y EDL que exhibe una contracción única más rápida. Otras características que son variables entre los diferentes tipos de fibras musculares están relacionadas con su estructura (contenido mitocondrial, extensión del retículo sarcopásmico, grosor de la línea Z), contenido de miosina ATPasa, y composición de la cadena pesada de miosina^26,27,28,29.

Para los NMJ de roedores, hay diferencias significativas entre los músculos^28,29. Los análisis morfométricos realizados en sóleo y EDL de ratas revelaron una correlación positiva entre el área sináptica y el diámetro de la fibra (es decir, el área sináptica en las fibras lentas del sóleo es mayor que en las fibras rápidas de EDL) pero la relación entre el área de NMJ y el tamaño de la fibra es similar en ambos músculos^30,31. Además, en relación a los terminales nerviosos, las áreas absolutas de endplate en las fibras tipo 1 fueron menores que en las fibras tipo 2, mientras que la normalización por diámetro de la fibra hizo que las áreas de los terminales nerviosos en las fibras tipo 1 fueran las más grandes^32.

Sin embargo, muy pocos estudios se centran en el análisis morfométrico para mostrar la evidencia de cambios en algunos de los componentes del NMJ^33,34. Así, debido a la relevancia del NMJ en la función del organismo, cuya morfología y fisiología se ven alteradas en diversas patologías, es importante optimizar los protocolos de disección de diferentes tipos de músculos con la calidad suficiente para permitir la visualización de toda la estructura nmj. También es necesario evaluar la ocurrencia de cambios pre o postsinápticos en diferentes situaciones o condiciones experimentales como el envejecimiento o el ejercicio^35,36,37,38. Además, puede ser útil evidenciar alteraciones más sutiles en los componentes de NMJ, como la fosforilación alterada del neurofilamento en las terminaciones nerviosas terminales, como se informa en la ELA^39.