Training and growth induced changes in the middle gluteal muscle of young Standardbred trotters

Summary The middle gluteal muscle of five, two‐year‐old untrained trotters was investigated by repeated needle biopsy sampling over a training period of six months. A second group of five, three‐year‐old untrained horses was included to examine the effect of growth. After the training period increases were found in the relative distribution of slow twitch (ST) fibres from 18 per cent to 25 per cent and fast twitch (FT a ) fibres from 36 per cent to 45 per cent, and a decrease in FT b fibres from 46 per cent to 30 per cent. A proportionally equal reduction (approximately 18 per cent) in the cross sectional area of all fibre types was observed after the first two months of training succeeded by an increase to approximately pretraining levels at the end of the period. The number of capillaries per fibre was enhanced from 1.7 to 2.4. Proliferation of capillaries occurred around fibres of all types. The metabolic adaptations showed increases in the activities of 3‐hydroxy‐acyl‐CoA dehydrogenase (HAD) (50 per cent) and citrate synthase (31 per cent). Growth had no effect on the relative fibre type distribution nor the capillary per fibre ratio, but as the mean fibre area increased 36 per cent (primarily because of increases in FT fibres) the number of capillaries/mm 2 was lower in the older untrained horses (350 capillaries/mm 2 ) compared with the younger untrained ones (460 capillaries/mm 2 ). Increase with growth was found in the activity of phosphorylase and HAD and a decrease was seen in the activity of hexokinase. It is concluded that the training programme exclusively induced alterations which improved the aerobic capacity of the muscle. Résumé Durant une période d'entraînement de six mois, on a réalisé des biopsies sur le fessier moyen de cinq trotteurs âgés de deux ans. Un second groupe de cinq chevaux non entraînés âgés de trois ans fut utilisé pour rechercher les effets de la croissance seule. Au terme de la période d'entraînement, la distribution relative des fibres fut modifiée dans le sens d'une augmentation en nombre de 18 à 25 pour cent pour les fibres à contraction lente, de 36 à 45 pour cent les fibres à contraction rapide de type a; et par une diminution de 46 pour cent à 30 pour cent des fibres à contraction rapide de type b. Pour les surface de section correspondant aux divers types de fibres, une réduction semblable de l'ordre de 18 pour cent fut remarquée après les deux premiers mois de l'entraînement; elle fut ensuite compensée par un accroissement jusqu'au retour aux valeurs initiales observéà la fin de l'entraînement. Le nombre de capillaires par fibre fut augmenté de 1.7 à 2.4. La prolifération des capillaires se produisit autour des fibres de toutes sortes. Les adaptations métaboliques montrèrent une augmentation de 50 pour cent de l'activité de la 3‐hydroxyacyl‐CoA deshydrogenase (HAD) et de 31 pour cent de l'activité de la citrate synthase. La croissance n'eut d'effet ni sur la distribution relative des fibres, ni sur la proportion de capillaires pars fibre. Mais du fait d'un accroissement d'environ 36 pour cent de la surface moyenne totale des fibres (surtout à cause de l'augmentation des fibres à contraction rapide), le nombre de capillaires par mm 2 fut inférieur chez les chevaux plus âgés non entraînés (350/mm 2 contre 460/mm 2 ) comparés aux plus jeunes non entraînés. Une augmentation de l'activité de la phosphorylase et de HAD avec la croissance fut observée, avec inversement une diminution dans l'activité de l'hexokinase. On en conclue que l'entraînement introduit exclusivement des modifications qui améliorent les capacités aérobies du muscle. Zusammenfassung Der mittlere Glutaealmuskel von fünf zweijährigen, untrainierten Trabern wurde mit wiederholten Nadelbiopsien über eine Trainingsperiode von sechs Monaten untersucht. Eine zweite Gruppe von fünf dreijährigen, untrainierten Pferden wurde ebenfalls untersucht zum Studium von Wachstumseffekten. Nach der Trainingsperiode wurden die folgenden Veränderungen festgestellt: Die relative Häufigkeit der ST Fasern nahm von 18 auf 25 prozent zu, diejenige der FT a Fasern von 36 auf 45 prozent; diejenige der FT b Fasern nahm ab von 46 auf 30 prozent. Eine proportional gleiche Reduktion um ungefähr 18 prozent wurde für die Querschnitte aller Fasertypen nach zwei Monaten Training festgestellt, gefolgt von einer Wiederzunahme auf Vortrainingswerte am Ende der Trainingsperiode. Die Anzahl von Kapillaren pro Faser erhähte sich von 1.7 auf 2.4. Eine Kapillarproliferation ergab sich um Fasern aller Typen. Die metabolischen Anpassungsvorgänge äusserten sich in Aktivitätsanstiegen der 3‐Hydroxy‐Acyl‐CoA Dehydrogenase (HAD) um 50 prozent und der Citratsynthetase um 31 prozent. Das Wachstum übte keine Wirkung auf die relative Faserverteilung und auf die Kapillarzahl pro Faser aus, aber, weil die durchschnittliche Faserfläche primär wegen einer Zunahme von FT‐Fasern um 36 prozent zunahm, ergab sich eine niedrigere Anzahl Kapillaren pro mm 2 als bei den jüngeren, untrainierten Tieren (460 Kap/mm 2 ). Während des Wachstums nahm die Phosphorylase‐ und die HAD‐Aktivität zu, diejenige der Hexokinase ab. Es wird geschlossen, dass das Trainingsprogramm ausschliesslich Veränderungen zur Folge hatte, die die aerobe Kapazität des Muskels verbesserte.