O estágio fetal é uma janela crítica para o crescimento e desenvolvimento do músculo esquelético, mas poucas informações estão disponíveis acerca do impacto da deficiência materna de vitamina D (Vit. D) (VDD) na estrutura e função da musculatura esquelética na prole e seus possíveis efeitos dimórficos sexuais. Portanto, o objetivo desse trabalho foi investigar os efeitos da VDD materna, durante a gestação e a lactação, na morfologia, metabolismo e função contrátil de diferentes músculos esqueléticos da prole de ratos machos e fêmeas, na infância e vida adulta. Para isso, foram utilizadas ratas (Wistar Hannover) alimentadas com dieta controle (CTRL) (1000 UI de Vit. D3/kg de dieta), VDD (0 UI de Vit. D3) ou VDD+Ca (0 UI de Vit. D3+2 % de Ca+1,25 % de P/kg de dieta) por seis semanas e, durante os períodos de gestação e lactação. O grupo suplementado (VDD+Ca) foi incluído para se dissociar os efeitos da VDD das alterações do metabolismo do Ca+2, no período infantil. No desmame (21 dias), filhotes machos (M) e fêmeas (F) foram separados nos seguintes grupos de acordo com a dieta materna: M-CTRL e F-CTRL; M-VDD e F-VDD e M-VDD-Ca e F-VDD-Ca e eutanasiados. Uma parte dos filhotes de ambos os sexos, CTRL e VDD, receberam dieta padrão até os 180 dias de idade. Aos 21 dias, M-VDD e M-VDD-Ca pesaram menos que M-CTRL e esse efeito foi associado com a redução sérica de calcidiol e de insulina, redução de adiposidade, atrofia muscular em extensor digitorum longus (EDL) e soleus, músculos de metabolismo glicolítico e oxidativo respectivamente, e hipoplasia em EDL. Nenhuma dessas alterações foi encontrada no grupo de fêmeas. Em EDL, a atrofia muscular do grupo M-VDD foi acompanhada pelo aumento do conteúdo e expressão de proteases dependentes de Ca+2 (calpaínas) e aumento de atrogina-1. A suplementação materna com Ca+2 não preveniu a atrofia e nem o aumento das calpaínas, mas ativou a PKC, aumentou o conteúdo de p25, um produto de clivagem das calpaínas, inativou a via de sinalização da insulina-IGF-1/Akt em EDL e, curiosamente, estimulou a síntese proteica em EDL e soleus da prole de machos. Nos grupos F-VDD e F-VDD-Ca também se observou aumento no conteúdo de calpaínas e redução de dois reguladores negativos da massa muscular (atrogina-1 e miostatina). Aos 180 dias, os animais apresentaram aumento da adiposidade, hiperinsulinemia e reversão da atrofia muscular induzida pela VDD na fase infantil, permanecendo apenas o efeito hipoplásico em EDL. Em paralelo, verificou-se um aumento da área de secção transversa de fibras do tipo IIB, IIA e IIAX e ativação do programa miogênico indicado pelo maior número de células satélites e maior conteúdo de MyoD e miogenina. Em estudos funcionais ex vivo, EDL do grupo M-VDD tornou-se mais resistente à fadiga e apresentou um aumento no estado de fosforilação do receptor de IGF-1/Insulina e seus alvos à jusante como a Ser473 Akt e Ser21/9 GSK-3β. Nesses músculos, a VDD materna induziu um aumento compensatório no conteúdo de calcitriol e CYP27B1, enzima que converte calcidiol em calcitriol. Grande parte dessas alterações não foi observada em soleus do grupo M-VDD, bem como em EDL e soleus da prole feminina. Em conjunto, esses dados mostram a importância da Vit. D materna no crescimento e desenvolvimento muscular da prole de ratos que varia de acordo com a idade, tipo de fibra e o sexo do animal. Além disso, indicam que as fibras glicolíticas deflagram mecanismos adaptativos à deficiência prolongada de Vit. D circulante.

The fetal stage is a critical window for skeletal muscle growth and development. However, little information is available about the impact of maternal vitamin D (Vit. D) deficiency (VDD) on the structure and function of skeletal muscle in offspring and its possible sexual dimorphic effects. Therefore, this work aimed to investigate the effects of maternal VDD, during pregnancy and lactation, on the morphology, metabolism, and contractile function of different skeletal muscles of male and female offspring rats, in childhood and adulthood. For this, rats (Wistar Hannover) were fed with a control diet (CTRL) (1000 UI of Vit. D3/kg of diet), VDD (0 UI of Vit. D3), or VDD+Ca (0 UI of Vit. D3 +2% Ca+1.25% P/kg of diet) for six weeks and during the periods of gestation and lactation. The supplemented group (VDD+Ca) was included to dissociate the effects of VDD from alterations in Ca+2 metabolism in the infant period. At weaning (21 days), male (M) and female (F) pups were separated into the following groups according to the maternal diet: M-CTRL and F-CTRL; M-VDD and F-VDD and M-VDD-Ca and F-VDD-Ca and euthanized. A part of the offspring of both sexes, CTRL and VDD, received a standard diet until 180 days. At 21 days, M-VDD and M-VDD-Ca weighed less than M-CTRL. This effect was associated with serum calcidiol and insulin reduction, adiposity reduction, muscle atrophy in extensor digitorum longus (EDL) and soleus, glycolytic and oxidative metabolism muscles, respectively, and hypoplasia in EDL. None of these changes were found in the female group. In EDL, muscle atrophy in the M-VDD group was accompanied by increased content and expression of Ca2+-dependent proteases (calpains) and atrogin-1. Maternal supplementation with Ca2+ did not prevent atrophy or increase calpains, but activated PKC, increased p25 content, a calpain cleavage product, inactivated the Insulin-IGF-1/Akt signaling pathway in EDL, and, interestingly, stimulated protein synthesis in EDL and soleus from male offspring. In the F-VDD and F-VDD-Ca groups, an increase in calpain content and a reduction in two negative muscle mass regulators (atrogin-1 and myostatin) were also observed. At 180 days, the animals showed increased adiposity, hyperinsulinemia, and reversal of muscle atrophy induced by VDD in the infant phase, with only the hypoplastic effect on EDL remaining. In parallel, there was an increase in the cross-sectional area of type IIB, IIA, and IIAX fibers and activation of the myogenic program indicated by the higher number of satellite cells and higher MyoD and myogenin content. In ex vivo functional studies, EDL from the M-VDD group became more resistant to fatigue and showed an increase in the phosphorylation status of the IGF-1/Insulin receptor and its downstream targets such as Ser473 Akt and Ser21/9 GSK-3β. In these muscles, maternal VDD induced a compensatory increase in calcitriol and CYP27B1 content, an enzyme that converts calcidiol to calcitriol. Most of these alterations were not observed in the soleus of the M-VDD group and EDL and soleus of female offspring. Taken together, these data show the importance of maternal Vit. D in the growth and muscle development of rats' offspring varies according to the animal's age, fiber type, and sex. Furthermore, they indicate that glycolytic fibers trigger adaptive mechanisms to prolonged VDD.