Satellitenzelle - Aufgaben und Funktion

Satellitenzellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Erhaltung, Reparatur und dem Umbau von Muskelfasern.

Monokernige Zellen "verkeilt" zwischen der Basalmembran und der Plasmamembran der Muskelfaser.

Wirken als Stammzellen und sind für das weitere Wachstum und die Entwicklung der Skelettmuskulatur verantwortlich.

Als Reaktion auf Verletzungen sind sie in der Lage, den Zellzyklus zu aktivieren und wieder in den Zellzyklus einzutreten, neue Zellen zu schaffen, um entstehende Muskelfasern zu reparieren und zu erzeugen, während eine kleine Population erhalten bleibt, die für zukünftige regenerative Anforderungen in die Ruhe zurückkehren kann.

Verantwortlich für das Muskelwachstum sowie für die Reparatur von Muskeln als Reaktion auf Belastungen wie Bewegung, Verletzung oder Krankheit.

Die genaue Rolle von Satellitenzellen bei der Entstehung von Muskelfaseratrophie mit zunehmendem Alter bleibt ungelöst.

Homöostatische Stille und Aktivierung ist entscheidend für die Etablierung eines kurz- und langfristigen regenerativen Potenzials des Muskels durch Aktivierung von Satellitenzellen und die Schaffung neuer Vorläufer für die Muskelreparatur, während eine kleine Population von Stamm- und engagierten Satellitenzellen erhalten bleibt, die für die zukünftigen regenerativen Anforderungen in die Ruhe eintreten können.

Unter homöostatischen Bedingungen liefert die Satellitenzelle Hinweise, um ruhende Signalwege aktiv aufrechtzuerhalten und gleichzeitig Aktivierungswege zu unterdrücken.

Bei Verletzungen aktivieren diese Hinweise Satellitenzellen, um sich auf die erwarteten Regenerationsanforderungen vorzubereiten. Entzündliche Zytokine werden auch freigesetzt, um chemotaxische Hinweise für Leukozyten (z. B. Makrophagen) bereitzustellen, die zur Beseitigung von Trümmern und zur Entfernung toxischer Abfälle erforderlich sind.

Die Erhaltung des Satellitenzellenpools ist entscheidend für die Aufrechterhaltung des Regenerationspotenzials und liefert auch Hinweise für Satellitenzellen, um nach Abschluss der Regeneration in die Ruhe zurückzukehren.

Einer der effektivsten Reize, um die Aktivierung von Satellitenzellen in erwachsenen Muskeln zu induzieren, ist Bewegung. Es ist bekannt, dass Widerstands- oder Workload-Übungen die Anzahl der Satellitenzellen aktivieren und erhöhen sowie die myonukleäre Expansion und Hypertrophie fördern

Ausdauertraining fördert auch Veränderungen in der Funktion der Satellitenzellen, des Stamms, Dehnbarkeit, Selbsterneuerung und Differenzierung.

Satellitenzellen gehen in einen Ruhezustand über, wenn der Körper sie aufgrund einer sitzenden Lebensweise für unnötig hält.

Forscher haben herausgefunden, dass Satellitenzellen durch verschiedene Signalwege als Reaktion auf Bewegung aktiviert werden.

Wenn sie zu lange in einem Ruhezustand bleiben, können sie beschädigt werden, wenn sie sich mit Zellmüll füllen.

Satellitenzellen erhöhen ihr Zytoplasma während der Proliferationsrunden, wodurch zelluläre Abfälle und dysfunktionale Organellen zwischen Tochterzellen verdünnt werden. Es ist offensichtlich, dass Abfall und DNA-Schäden, die innerhalb von Perioden der Satellitenzellbestimmung anfallen, am effektivsten während der Aktivierungsperioden behandelt werden.

Die häufige Aktivierung von Muskelsatellitenzellen durch Bewegung ist ein Schlüsselprozess, der erforderlich ist, um altersbedingte Abfall- / Schadensansammlungen auszugleichen, die zur Seneszenz führen.

Körperliche Inaktivität wird mit zunehmendem Alter schädlicher, da Satellitenzellen während längerer Perioden tiefer Ruhe ein höheres Maß an Zellabfällen und DNA-Schäden ansammeln.

Um ruhende Satellitenzellen gesund zu halten, ist eine regelmäßige Aktivierung erforderlich.

Der Satellitenzellenpool kann sich bereits nach 4 Tagen nach einer einzigen Übung vergrößern und wird nach mehreren Wochen Training auf einem höheren Niveau gehalten. Die Einstellung der Ausbildung ist mit einer schrittweisen Reduzierung des zuvor erweiterten Satellitenzellenpools verbunden.

Alterung und Satellitenzellen

In gealterten Muskeln durchlaufen Satellitenzellen, die eine längere Ruhephase erfahren, eine programmierte zelluläre Seneszenz, einen irreversiblen, nicht teilenden Zustand, der die regenerativen Fähigkeiten des Muskels behindert. Bei älteren Menschen wirkt das Training dem normalen Rückgang der Satellitenzellenzahl mit zunehmendem Alter entgegen.

Wenn Satellitenzellen altern und ihr regeneratives Potenzial abnimmt, wandeln sie sich von einer myogenen in eine fibrogene Linie um.

Derzeit wird untersucht, ob das Training den Satellitenzellen tatsächlich einen Überlebensvorteil verleiht und ob Bewegung die Funktion der Satellitenzellen entweder direkt durch Modifikation des Proteasoms oder durch epigenetische Modifikationen wiederherstellen kann.

Menschen müssen ihre Muskeln regelmäßig aktivieren, sobald sie 30 Jahre alt sind, oder sie müssen mit der Möglichkeit konfrontiert werden, die Fähigkeit zu verlieren, Muskelmasse zu regenerieren, wenn sie älter werden. Selbst bei regelmäßiger Bewegung erleben Menschen altersbedingte Skelettmuskeldefekte (Sarkopenie) und erleben einen gewissen Verlust an Lebensfähigkeit der Satellitenzellen - was regelmäßige Bewegung für Menschen umso wichtiger macht, wenn sie älter werden.

Physiotherapie

Die Notwendigkeit, Bewegung während der gesamten Lebensdauer zu fördern, wird durch diese Ergebnisse hervorgehoben.

Es wurde gezeigt, dass Trainingseinheiten zumindest einige der negativen Auswirkungen des Alterns auf die Anzahl der Satellitenzellen und insbesondere auf die Skelettmuskulatur als Ganzes mildern kann.

Weitere Forschung

In den letzten zehn Jahren wurden erhebliche Fortschritte in unserem Verständnis von Skelettmuskel-Satellitenzellen während der Reparatur und des Umbaus von Muskelfasern in der menschlichen Skelettmuskulatur erzielt. Beweise aus In-vivo-Studien am Menschen deuten darauf hin, dass Satellitenzellen eine Schlüsselrolle spielen, nicht nur bei Wachstum und Hypertrophie, sondern auch bei der Anpassung und dem Umbau als Reaktion auf schädliche und nicht schädigende Übungen.

Viele weitere Mechanismen hinter dem Rückgang der Satellitenzellfunktion beim Altern müssen noch entdeckt werden. Derzeit ist unser Verständnis des Verhaltens von Satellitenzellen als Reaktion auf Bewegung im Vergleich zu schwereren Verletzungsmodellen relativ begrenzt, und zukünftige Forschung ist erforderlich.