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Regeneración Muscular, Rol de las Células Satélite y Envejecimiento

Las células madre específicas del músculo, denominadas células satélite (SC), juegan un papel importante en el mantenimiento de la salud muscular durante toda la vida.

Las células satélite son normalmente células madre miogénicas quiescentes ubicadas entre la lámina basal y el sarcolema que, en respuesta a diversos estímulos relacionados con el ejercicio, se activan, proliferan y diferencian para participar en la reparación y adaptación muscular. Las células satélite existen en un nicho complejo y dinámico que facilita la interacción tanto con miofibras maduras como con una población heterogénea de células progenitoras fibro / adipogénicas (FAPs)1.

Los modelos de regeneración muscular, envejecimiento e hipertrofia han demostrado que la ablación de células satélite produce fibrosis muscular, acumulación de tejido adiposo intramuscular y expansión de FAP. Recientemente se demostró que las células satélite activadas regulan directamente la remodelación de la matriz extracelular mediada por fibroblastos. Además, se ha demostrado que las células satélite pueden estar involucradas en la regeneración de la unión neuromuscular; un proceso que generalmente se subestima en términos de reparación y recuperación del ejercicio2.


Figura 1: Representación esquemática de secciones transversales de fibra muscular. Una sección transversal de fibras musculares jóvenes (A) y una sección transversal de fibras musculares viejas (B). Los SC están típicamente en un estado de reposo en el músculo esquelético adulto. Después de un estímulo, como el ejercicio o el daño, la SC se activa, prolifera, se diferencia y finalmente se fusiona con las fibras musculares existentes. El SC activo reside más cerca de los capilares; sin embargo, en el músculo esquelético envejecido, menos SC se activa después de un estímulo. B La sección transversal del músculo envejecido se caracteriza por un contenido capilar reducido, CSA de fibra muscular reducida particularmente de fibras musculares tipo II, contenido SC reducido y una lámina basal engrosada. Se muestra que la imagen ampliada indica que una reducción en la capilarización, combinada con una mayor distancia entre SC y capilares puede dar como resultado una exposición reducida de SC envejecido al flujo de salida de la señal (es decir, la “zona de impacto capilar”) que emana de los capilares. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que la exposición disminuida a esta señal puede representar un mecanismo potencial para que menos SC se active después de un estímulo.

Por todo esto, está bien establecido que las SC son esenciales en la regeneración del músculo esquelético, y se ha planteado la hipótesis de que una reducción y / o desregulación de las mismas puede contribuir a la pérdida acelerada de la masa del músculo esquelético que se observa con el avance de la edad. La preservación del tejido del músculo esquelético y su capacidad para responder a los estímulos puede verse afectada por un contenido reducido de SC y una función deteriorada observada con el envejecimiento1,2.

El envejecimiento también se asocia con una reducción en la capilarización del músculo esquelético. Recientemente se ha demostrado que la distancia entre la SC asociada a la fibra tipo II y los capilares es mayor en adultos mayores que en adultos más jóvenes. La mayor distancia entre SC y los capilares en los adultos mayores puede contribuir a la desregulación en la activación de SC, lo que en última instancia perjudica la capacidad del músculo para remodelarse y, en circunstancias extremas, regenerarse1,2.

La regeneración, reparación y remodelación del músculo esquelético son procesos distintos que requieren una secuencia coordinada de eventos. La necrosis de la fibra es una característica clave de la regeneración del músculo esquelético en la que se distingue de la reparación muscular. 

La remodelación de la fibra muscular está regulada en varios niveles que incluyen: 1.) las células madre miogénicas (células satélite), 2.) las células estromales no miogénicas, 3.) la transcripción génica y 4.) la síntesis y degradación de proteínas1,2.

La reparación del músculo esquelético en el día a día permite el mantenimiento de una masa muscular saludable durante toda la vida. Además de una reducción temporal en la fuerza muscular y un aumento de la respuesta inflamatoria, las contracciones musculares excéntricas o “desacostumbradas” resultan en una alteración miofibrilar y una disrupción visible del disco Z, que requiere reparación1,2.

 

Figura 2: Las células precursoras miogénicas proceden a través de una secuencia estrictamente regulada de expresión de genes reguladores miogénicos durante la regeneración muscular.

Aunque la regeneración muscular y la reparación muscular se caracterizan por eventos similares, es importante tener en cuenta que durante la regeneración es necesario el restablecimiento completo de las fibras musculares, mientras que la reparación muscular es un proceso que implica la reparación de secciones de fibras o sarcómeros individuales. Aunque la reparación y la regeneración pueden ser distintas en algunos aspectos, ambos procesos son importantes para el mantenimiento de la salud muscular durante toda la vida1,2.

Además de la regeneración y reparación, el músculo esquelético es un tejido altamente plástico que puede remodelar en respuesta a las señales apropiadas. Por ejemplo, después del entrenamiento de fuerza, el músculo esquelético puede aumentar de tamaño, lo que también se asocia con un aumento en el contenido mionuclear en humanos. Alternativamente, el ejercicio de resistencia resulta en una mayor capacidad oxidativa muscular y un cambio hacia más fibras musculares de transición mas oxidativas. La mayoría de los tejidos deben someterse a períodos de remodelación a lo largo de la vida para mantener la función y pueden someterse a regeneración y / o reparación frente a estresores fisiológicos o lesiones. Cada uno de estos procesos distintos (es decir, regeneración, reparación, remodelación) son únicos pero pueden ocurrir sinérgicamente en algunos casos. Por ejemplo, en respuesta al entrenamiento de fuerza, el músculo puede sufrir cierto grado de reparación, pero también puede ser remodelado para aumentar el tamaño de la fibra1,2.

Referencias

1.Burd, N. A. & De Lisio, M. Skeletal Muscle RemodelingExercise and Sport Sciences Reviews45, 187–191 (2017).2.Joanisse, S., Nederveen, J. P., Snijders, T., McKay, B. R. & Parise, G. Skeletal Muscle Regeneration, Repair and Remodelling in Aging: The Importance of Muscle Stem Cells and VascularizationGerontology63, 91–100 (2016).

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