Consequences of thyroxine treatment on diaphragm and EDL of normal and dystrophic hamsters

Previously administration of thyroxine (T₄) to dystrophic hamsters improved ventilation and slowed the progression of the disease. We hypothesized that the normalization of ventilation in these animals was due to T₄ improving structural and functional characteristics of the diaphragm. In the present study, contractile characteristics of the diaphragm and the extensor digitorum longus (EDL) from normal and dystrophic hamsters were evaluated after two months of T₄ treatment. Compared to their placebo-treated counterparts, diaphragms and EDLs of T₄-treated normal hamsters showed increased optimal muscle lengths and twitch tension, decreased contraction times and increased fatigability. T₄-treatment in dystrophic hamsters showed only an increase in diaphragmatic twitch tension development. Force-frequency curves before treatment were generally higher for the normal compared to dystrophic diaphragms and EDLs. T₄ administration only increased the force in normal diaphragms at the lower frequencies and in the EDLs at the higher frequencies. Although T₄ serum levels were increased in both T₄-treated groups, triiodothyronine (T₃) was much lower in the dystrophic compared to normal hamsters, suggesting that conversion of T₄ to T₃ was reduced in dystrophic hamsters. We conclude that the limited functional changes in the diaphragms of T₄-treated dystrophic hamsters cannot account for the marked improvement in ventilation previously reported.Key words: dystrophy, thyroid hormones, skeletal muscles, diaphragm.

L'administration de thyroxine (T₄) à des hamsters dystrophiques a amélioré la ventilation et ralenti la progression de la maladie. Nous avons émis l'hypothèse que la normalisation de la ventilation chez ces animaux était due à l'amélioration par la T₄ des caractéristiques structurelles et fonctionnelles du diaphragme. Dans la présente étude, les caractéristiques contractiles du diaphragme et du muscle extenseur commun des orteils (ECO) de hamsters normaux et dystrophiques ont été évaluées après deux mois de traitement avec la T₄. Comparativement à leurs homologues traités avec un placebo, les diaphragmes et les muscles ECO des hamsters normaux traités avec la T₄ ont montré une contractilité musculaire et des longueurs musculaires optimales accrues, des temps de contraction réduits et une fatigabilité accrue. Chez les hamsters dystrophiques, le traitement avec la T₄ a induit seulement une augmentation du développement de la contractilité musculaire diaphragmatique. Avant le traitement, les valeurs des courbes force-fréquence étaient généralement plus élevées pour les diaphragmes et les muscles ECO normaux que dystrophiques. L'administration de T₄ a augmenté la force dans les diaphragmes normaux à basses fréquences faibles et dans les muscles ECO à hautes fréquences. Bien que les taux sériques de T₄ aient augmenté chez les deux groupes traités avec la T₄, le taux de triiodothyronine (T₃) a été beaucoup faible chez les hamsters dystrophiques que chez les normaux, donnant à penser que la conversion de T₄ en T₃ a été diminuée chez les hamsters dystrophiques. Nous concluons que les variations fonctionnelles limitées dans les diaphragmes des hamsters dystrophiques traités avec la T₄ ne peuvent expliquer l'amélioration marquée de la ventilation rapporté antérieurement.Mots clés : dystrophie, hormones thyroïdiennes, muscles squelettiques, diaphragme.[Traduit par la Rédaction]