Muskelhypertrophie und die Rolle der Satellitenzellen
Satellitenzellreaktion auf Muskeltrauma
*Ein Trauma oder eine Verletzung des Skelettmuskels kann geringfügig (z.B. Krafttraining) oder umfangreicher sein (z.B. Toxin-Injektion, Duchenne-Muskeldystrophie). Als Reaktion auf eine Verletzung werden Satellitenzellen aktiviert und vermehren sich. Einige der Satellitenzellen werden durch einen Prozess der Selbsterneuerung einen ruhigen Satellitenzellenpool wiederherstellen. Satellitenzellen wandern in die beschädigte Region und fusionieren je nach Schwere der Verletzung mit der bestehenden Muskelfaser oder richten sich aus und fusionieren zu einer neuen Muskelfaser. In der regenerierten Muskelfaser sind die neu fusionierten Satellitenzellkerne zunächst zentral angeordnet, wandern später aber in eine periphere Position.
Muskelhypertrophie und die Rolle der Satellitenzellen
Der Skelettmuskel ist ein postmitotisches Gewebe, das bedeutet, dass er während seines gesamten Lebens keinen nennenswerten Zellersatz erfährt. Um gesundes Gewebe zu erhalten und den Zelltod zu vermeiden, ist daher ein effizientes Mittel zur Regeneration der Fasern erforderlich. Allgemein ist anerkannt, dass Satellitenzellen für diesen Prozess unerlässlich sind. Diese myogenen Stammzellen, die sich zwischen Basallamina und Sarkolemm befinden, bleiben inaktiv, bis ein ausreichender mechanischer Reiz auf den Skelettmuskel ausgeübt wird (Vierck et al. 2000). Einmal erregt, produzieren sie Vorläuferzellen (Myoblasten), die sich vermehren und schließlich mit bestehenden Fasern verschmelzen und Mittel liefern, die für die Reparatur und den Umbau des Muskels notwendig sind (Toigo & Boutellier 2006, Zammit 2008). Dies kann die Koexpression von myogenen regulatorischen Faktoren wie Myf5, MyoD, Myogenin und MRF4 (158) beinhalten, die an sequenz–spezifische DNA-Elemente binden, die im Promotor von Muskelgenen vorhanden sind; jeder spielt hier eine unterschiedliche Rolle in wachstumsbezogenen Prozessen (Sabourin & Rudnicki 2000, Sinha-Hikim et al. 2006). Die Abbildung zeigt den Zyklus der Aktivierung von Satellitenzellen , Differenzierung, Fusion und Reparatur/Remodellierung nach einem ausreichenden mechanischen Reiz. Es wird angenommen, dass die wichtigste hypertrophe Rolle der Satellitenzellen ihre Fähigkeit ist, die mitotische Kapazität eines Muskels zu erhalten, indem sie Kerne an bestehende Muskelfasern „spenden“, wodurch die Fähigkeit des Muskels, neue kontraktile Proteine zu synthetisieren, erhöht wird. (Barton-Davis et al. 1999, Moss & Leblond 1971).
Literaturangaben
Schoenfeld, B. (2016). Science and development of muscle hypertrophy. Human Kinetics.