La relación de inervación y la fuerza de la unidad motora en los músculos grandes: un estudio del gastrocnemio medial de gato estimulado crónicamente

1. El presente estudio utiliza la estimulación crónica de baja frecuencia del músculo gastrocnemio medial (MG) de gato para investigar la contribución relativa de la relación de inervación a la amplia gama de fuerza de la unidad motora en los músculos grandes de los mamíferos, reduciendo la variación normal del área de la sección transversal de la fibra muscular y la fuerza específica. 2. Se realizaron registros de fuerza isométrica de unidades motoras aisladas y fisiológicamente caracterizadas entre 42 y 240 días después de la estimulación. Se determinó la proporción de inervación, el área de la fibra y el tipo de fibra (I, II A, II B) en una unidad motora agotada de glucógeno por músculo. 3. Tras 42 días de estimulación, todas las unidades motoras eran no fatigables y se clasificaron como lentas (S) o resistentes a la fatiga rápida (FR). A pesar de la ausencia de unidades motoras rápidas-fatigables (FF), estaban presentes los tres tipos de fibras musculares, identificadas según su reactividad de la ATPasa miofibrilar. Después de 143 días, todas las unidades motoras y las fibras musculares se clasificaron como tipo S y tipo I, respectivamente. 4. Una rápida disminución de la fuerza del músculo y de las unidades motoras hasta el 30% de los valores normales tras 42 días de estimulación crónica se debió a una reducción del área de las fibras musculares. Las áreas de las fibras no cambiaron más con períodos más largos de estimulación, pero las fibras de tipo II se convirtieron en fibras de tipo I. Todas las fibras musculares estimuladas tenían el tamaño de las fibras normales de tipo I; el tamaño de las fibras dentro de las unidades motoras individuales cubría toda la gama de la población de fibras musculares. 5. En los músculos estimulados a largo plazo (> 100 días) cuando todas las fibras musculares eran de tipo I y todas las unidades motoras de tipo S, sólo las diferencias en la proporción de inervación podían explicar el rango restante en la fuerza de la unidad motora. Las estimaciones de este rango a partir de los valores mínimos y máximos registrados y de los valores de la fuerza tetánica entre los percentiles 5 y 95 indican que el rango en la relación de inervación en los músculos MG es de al menos 15 veces y puede ser tan grande como 38 veces. Las enumeraciones de las fibras musculares sin glucógeno de las unidades motoras individuales eran coherentes con esta explicación. 6. Los hallazgos proporcionan pruebas de que existe una amplia gama de relaciones de inervación en los músculos grandes, lo que puede explicar la gran gama de fuerzas de las unidades motoras en los músculos. Dado que la fuerza de la unidad motora y la relación de inervación varían con el tamaño de la motoneurona, estos estudios proporcionan más apoyo a que el tamaño del campo periférico de inervación de las motoneuronas está relacionado con su tamaño.