Desarrollo muscular y adiposo en lechones: impacto de una restricción intrauterina

El número de fibras secundarias alrededor de cada miotubo primario es aproximadamente de 20 a 25, dependiendo del músculo (Wigmore y Stickland, 1983). Se considera que el número total de fibras musculares está casi fijado a los 90 días de gestación. [registrados]

A lo largo de la gestación, los miotubos primarios generalmente expresan la isoforma I de la cadena pesada de miosina (MyHC) y están destinados a convertirse en fibras de tipo I de contracción lenta. En casos particulares (por ejemplo, la porción blanca superficial del músculo semitendinoso del cerdo), los miotubos primarios expresan isoformas MyHC durante la gestación y maduran a fibras de contracción rápida (tipo II) (Lefaucheur et al., 1995).

Algunas miofibras secundarias que expresan MyHC I también comienzan a expresar MyHC α-cardíacas durante la gestación tardía (Lefaucheur et al., 1995). En conjunto, las isoformas MyHC embrionarias y fetales predominan hasta los 90 días de gestación en los músculos esqueléticos, mientras que las isoformas rápidas IIa y IIx del adulto aumentan al final de la gestación y la isoforma IIb aparece solo después del nacimiento.

Los datos disponibles muestran que el perfil de isoformas de MyHC y el contenido de glucógeno, que aumenta drásticamente al final de la gestación (pasando del 4 al 10% entre los 90 días de gestación y el nacimiento), son buenos descriptores de la madurez del músculo esquelético alrededor del nacimiento (Voillet et al. al., 2018).

Desarrollo del tejido adiposo

El desarrollo del tejido adiposo ocurre más tarde que el desarrollo muscular. Aparece como una serie de depósitos individuales en el cuerpo, algunos debajo de la piel (depósitos de grasa subcutáneos), algunos en la cavidad abdominal (vísceras circundantes como depósitos de grasa mesentéricos y perirrenal, alrededor del epidídimo, etc.) y algunos dentro de la musculatura (depósitos inter e intramusculares). Estos depósitos tienen desarrollos específicos y varían en tamaño.

Los primeros grupos de adipocitos aparecen por vía subcutánea a mediados de la gestación entre los 50 y 75 días (Hausman y Kauman, 1986); luego, el tejido adiposo perirrenal se desarrolla aproximadamente a partir de los 70 días de gestación (Hausman, 1986).

En todos los tejidos adiposos, los adipocitos se reclutan a partir de poblaciones de células madre / progenitoras multipotenciales.

Además de los preadipocitos definidos como células inmaduras que ya participan en el linaje adipogénico, existen células madre mesenquimales adultas residentes, también conocidas como células estromales derivadas del tejido adiposo. Como se describe en otras especies, la caracterización de las células estromales derivadas del tejido adiposo porcino se basa en la expresión de varios grupos de marcadores de diferenciación (Monaco et al., 2012, Perruchot et al., 2013).

Un análisis proteómico reciente del tejido adiposo subcutáneo en fetos de cerdo reveló  abundancia de ARNm de muchas proteínas involucradas en el metabolismo energético, aumentando a los 90 a 110 días de gestación (Gondret et al., 2018), lo que sugiere una mayor capacidad de metabolismo y oxidación de carbohidratos en tejido adiposo blanco de los fetos de cerdo justo antes del nacimiento.

Por el contrario, las proteínas que participan en la organización del citoesqueleto fueron menos abundantes a los 110 días de gestación que a los 90 días de gestación, lo que puede explicar los cambios morfológicos programados de las células adiposas que se producen durante el último mes de gestación. Los diversos pasos de la diferenciación de adipocitos están controlados por hormonas y factores de crecimiento (Louveau y Gondret, 2004).

Desviación del desarrollo normal del tejido en lechones con restricción del crecimiento intrauterino (RCIU)

Desarrollo muscular en lechones RCIU

El crecimiento de los músculos prenatales y el desarrollo del tejido adiposo se ven afectados en gran medida por la nutrición fetal. La alta prolificidad de las cerdas modernas provoca una competencia intrauterina por los nutrientes entre las compañeros de camada, lo que lleva a una restricción del crecimiento intrauterino en un, aproximadamente, 15 a 20% de los recién nacidos.

Se observan concentraciones circulantes más bajas de glucosa, arginina y glutamina en la vena umbilical de los fetos con RCIU en comparación con la de sus compañeros de camada normales a los 90 y 110 días de gestación (Lin et al., 2012), lo que sugiere una disponibilidad reducida de nutrientes.

Es importante señalar que los fetos con RCIU priorizan el crecimiento de órganos vitales, como el cerebro, a expensas de otros órganos, como el hígado, los riñones, los músculos esqueléticos y la grasa (Morise et al., 2008).

La respuesta adaptativa al entorno intrauterino puede depender del sexo y el genotipo (Cogollos et al., 2017). Por lo tanto, se observan muchos cambios celulares y moleculares en el músculo esquelético y el tejido adiposo de lechones con RCIU en comparación con sus compañeros de camada de tamaño normal.

Es de destacar que los lechones RCIU tienen menos número total de miofibrillas durante la gestación que sus compañeros de camada de tamaño y peso normal (Gondret et al., 2005; Rehfeldt y Kuhn, 2006).

Los datos disponibles sugieren que el número de fibras secundarias se reduce específicamente en los fetos con RCIU, lo que conduce a una reducción en la relación de miofibras secundarias/primarias (Wigmore y Stickland, 1983).

La miogénesis fetal en lechones RCIU se ve afectada debido a muchos cambios en la abundancia de ARNm de proteínas musculares que están involucradas en la estructura celular, el metabolismo de macronutrientes, la síntesis y degradación de proteínas, la respuesta inmune, la matriz extracelular y la función antioxidante (Wang et al., 2008).

Desarrollo adiposo en lechones RCIU

El tejido adiposo de los lechones RCIU exhibe una expresión sostenida del gen DLK1 durante la gestación tardía, lo que inhibe la proliferación de preadipocitos y la diferenciación de adipocitos (Traustadottir et al., 2013).

Con respecto a los factores de crecimiento, el RCIU afecta el sistema IGF, lo que conduce a niveles más bajos de ARNm de IGF1 en el tejido adiposo de lechones a los 112 días de gestación y mayores niveles de ARNm de IGF2 en lechones de 2 días en comparación con lechones de crecimiento normal (Gondret et al., 2013).

Mientras que la expresión del gen IGF1 aumenta durante la diferenciación de adipocitos, el nivel de expresión del gen IGF2 disminuye (Gardan et al., 2008). Por lo tanto, los niveles de expresión sostenidos de IGF2 y DLK1 alrededor del nacimiento pueden contribuir a retrasar el proceso de diferenciación del tejido adiposo en lechones RCIU.

Las diferencias entre los lechones RCIU y los compañeros de camada normales en términos de desarrollo del tejido adiposo se exacerban particularmente dos días después del nacimiento (Gondret et al., 2013).

Junto con otros sistemas corporales, el desarrollo insuficiente del músculo esquelético y del tejido adiposo de los lechones durante la gestación, repercutirán en la supervivencia neonatal, potencial de crecimiento y composición corporal durante todo su desarrollo en comparación con los compañeros de camada de peso normal.

Gondret, Florence & Lefaucheur, L & Perruchot, Marie-Hélène & Farmer, Chantal & Liaubet, Laurence & Louveau, Isabelle. (2020). 2.

Lean and fat development in piglets.

10.3920/978-90-8686-894-0_2.

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