Histologie und Funktionen von Satellitenzellen

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Charles McCarthy

Das Satellitenzellen Sie sind Skelettmuskelzellen. Es handelt sich um kleine, nicht kernhaltige Zellen, die sich bei erwachsenen Säugetieren in einem Ruhezustand befinden, weshalb sie als Population von "Reserve" -Zellen fungieren sollen, die sich unter bestimmten Bedingungen vermehren können..

Der Skelettmuskel von Säugetieren und vielen anderen Wirbeltieren besteht aus Muskelzellen, auch Muskelfasern genannt, die vollständig differenzierte Zellen sind, die die kontraktilen Elemente oder Proteine ​​dieses Gewebes enthalten..

Schema der durch Satellitenzellen vermittelten Muskelregeneration (Quelle: Zammit PS, Partridge TA, Yablonka-Reuveni Z. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) über Wikimedia Commons, modifiziert von Raquel Parada Puig)

Diese Muskelfasern werden während der Entwicklung durch die Migration von Vorläufermuskelzellen (Myoblasten) von den embryonalen "Somiten" zu den entstehenden Muskeln gebildet, wo sie miteinander verschmelzen und mehrkernige Muskelzellen oder Myofasern (mit mehr als einem Kern) bilden..

Bei erwachsenen Tieren wird dank der Proliferation von Satellitenzellen, die 1961 von A. Mauro entdeckt wurden, Muskel gebildet oder vielmehr regeneriert. Diese Zellen sind von den Muskelfasern getrennt, da sie sich unter der Basallamina jedes einzelnen befinden..

Es ist ein sehr wichtiger Zelltyp für das Muskelgewebe von Säugetieren, da diese wahrscheinlich die einzige zelluläre Quelle für die Muskelregeneration im Erwachsenenalter darstellen, sei es aufgrund von Verletzungen, Schäden, Krankheiten oder körperlicher Betätigung..

Obwohl der Begriff "Satellitenzelle" auch verwendet wird, um eine Gruppe von Gliazellen des peripheren Nervensystems zu unterscheiden, die sich spezifisch in den sensorischen, sympathischen und parasympathischen Ganglien befinden, wird er häufiger verwendet, um sich auf proliferierende Muskelzellen zu beziehen neu haben wir erwähnt.

Artikelverzeichnis

  • 1 Histologie
    • 1.1 Markermoleküle von Satellitenzellen
  • 2 Funktionen von Satellitenzellen
    • 2.1 Muskelregeneration nach Schädigung: Verhalten als Stammzellen
    • 2.2 Gleichgewicht zwischen Ruhe und Aktivierung von Satellitenzellen
  • 3 Referenzen

Histologie

Satellitenzellen werden an den Extremitäten während der Embryonalentwicklung nach der Bildung der ersten Muskelfasern (Myofasern) gebildet. Diese Zellen sind eng mit der Plasmamembran von Muskelzellen (Sarkolemma) verbunden, da sie sich zwischen ihr und ihrer Basallamina befinden.

Sie sind aufgrund ihrer Lage und Morphologie leicht zu unterscheiden, obwohl es sich um sehr heterogene Zellpopulationen handelt, dh mit sehr unterschiedlichen Zellen.

Diese Heterogenität beruht nicht nur auf ihrer asymmetrischen Teilung, sondern auch auf der Expression verschiedener Proteine ​​und Transkriptionsfaktoren, auf ihrer Organisation usw..

Markermoleküle von Satellitenzellen

Muskelsatellitenzellen können durch die gleichzeitige Expression verschiedener molekularer Marker, unter denen sich die Transkriptionsfaktoren der Pax-Familie hervorheben, molekular von anderen Zellen unterschieden werden..

Zu dieser Familie gehört der Transkriptionsfaktor Pax7, der offensichtlich für die Aufrechterhaltung des "undifferenzierten" Zustands von Satellitenzellen sowie für ihre Fähigkeit zur Selbsterneuerung wesentlich ist.

Diese Zellen exprimieren auch den Faktor Pax3, der während der ersten Schritte des Muskelaufbaus sehr wichtig ist und an der Regulation der Transkription eines anderen Markers beteiligt ist, der als Rezeptortyrosinkinase c-Met bekannt ist..

Zusätzlich zu den Pax-Faktoren ist bekannt, dass Satellitenzellen gleichzeitig exprimieren (exprimieren):

- Der als Myf5 bekannte regulatorische Faktor für die Myogenese (Muskelaufbau)

- Der Transkriptionsfaktor Barx2, Regulator des Muskelwachstums, der Aufrechterhaltung und Regeneration

- Das Protein M-Cadherin, ein Zelladhäsionsprotein

- Integrin-7-Oberflächenbindungsrezeptor

- Das Differenzierungsgruppen-34-Protein CD34

- Die Proteoglycane Syndecan-3 und Syndecan-4

- Der CXCR4-Chemokinrezeptor

- Das Caveolae-bildende Protein, Caveolin-1

- Ein Calcitoninrezeptor

- Gefäßadhäsionsprotein 1, VCAM-1

- Das neuronale Zelladhäsionsmolekül 1, NCAM-1

- Die Kernhüllproteine ​​Laminin A, Laminin C und Emerin

Satellitenzellenfunktionen

Die regenerativen Eigenschaften von Muskelgewebe beruhen hauptsächlich auf der Wirkung von Satellitenzellen, die als „Reservoir“ von Vorläuferzellen fungieren und für das postnatale Wachstum und die Muskelregeneration nach Verletzungen, körperlicher Betätigung oder dem Produkt einer Krankheit verantwortlich sind..

Bild von LillyCantabile auf www.pixabay.com

Wenn sich diese Zellen vermehren, geschieht dies normalerweise auf asymmetrische Weise, da ein Teil ihrer Nachkommen mit den wachsenden Muskelfasern verschmilzt und ein anderer für die Aufrechterhaltung der Population regenerativer Satellitenzellen verantwortlich ist..

Sie sind während des Muskelwachstums extrem häufig vorkommende Zellen, aber ihre Anzahl nimmt mit dem Alter ab.

Muskelregeneration nach Verletzung: Verhalten wie Stammzellen

Zahlreiche experimentelle Berichte legen nahe, dass Satellitenzellen aktiviert werden (aus ihrem normalen Ruhezustand herauskommen), wenn der Skelettmuskel eine gewisse Schädigung erleidet oder nach schwerer körperlicher Betätigung..

Diese "Aktivierung" erfolgt über verschiedene Signalwege, und sobald sie aktiv sind, vermehren sich diese Zellen und können zwei Dinge tun: (1) miteinander verschmelzen, um "Myotubes" zu bilden, die zu Myofasern reifen, oder (2) mit den vorhandenen beschädigten Segmenten verschmelzen Muskelfasern (mit ihnen als "Gerüste" oder "Abgüsse").

Aus diesem Grund werden diese Zellen auch als eine Art Muskelstammzellen angesehen, da sie in der Lage sind, neue Muskelzellen zu bilden und die Population von Satellitenzellen im Muskel zu regenerieren, die ein unvorhergesehenes Ereignis erlitten haben..

Gleichgewicht zwischen Ruhe und Aktivierung von Satellitenzellen

Für viele Autoren besteht die durch Satellitenzellen vermittelte Muskelregeneration aus einer Reihe von "Schritten", die den Phasen der embryonalen Muskelentwicklung sehr ähnlich sind..

- Zunächst müssen Satellitenzellen aus ihrem Ruhe- oder Ruhezustand "herauskommen" und aktiviert werden, damit sie sich teilen können..

- Der oben diskutierte Teilungsprozess ist asymmetrisch, was erforderlich ist, damit sich einige Zellen zur Bildung neuer Muskelzellen verpflichten und andere, um die "konstante" Anzahl ruhender Zellen aufrechtzuerhalten..

- So können Myoblasten, dh die Zellen, die von Satellitenzellen produziert werden, um Muskeln zu regenerieren, fusionieren und "Myotubes" bilden. Die Myotubes können wiederum miteinander oder mit einer bereits vorhandenen Faser verschmelzen, um sie zu reparieren, die später wachsen und reifen wird.

Die Ruhe der Satellitenzellen muss während der Lebensdauer der Muskelfasern aufrechterhalten werden, da diese nur aktiviert werden dürfen, wenn die entsprechenden Signale dies anzeigen..

Einige experimentelle Ergebnisse legen nahe, dass ruhende Satellitenzellen im Vergleich zu aktiven Zellen 500 weitere Gene exprimieren, deren Produkte sicherlich an der Ruhe beteiligt sind..

Verweise

  1. C. F. Almeida, S. A. Fernandes, A. F. Ribeiro Junior, O. Keith Okamoto & M. Vainzof (2016). Muskelsatellitenzellen: Erforschung der grundlegenden Biologie, um sie zu beherrschen. Stammzellen international, 2016.
  2. Hawke, T. J. & Garry, D. J. (2001). Myogene Satellitenzellen: Physiologie bis Molekularbiologie. Journal of Applied Physiology, 91 (2), 534-551.
  3. Johnson, K. E. (1991). Histologie und Zellbiologie.
  4. Kuehnel, W. (2003). Farbatlas der Zytologie, Histologie und mikroskopischen Anatomie. Georg Thieme Verlag.
  5. Morgan, J. E. & Partridge, T. A. (2003). Muskelsatellitenzellen. Die internationale Zeitschrift für Biochemie und Zellbiologie, 35 (8), 1151-1156.
  6. Relaix, F. & Zammit, P. S. (2012). Satellitenzellen sind für die Regeneration der Skelettmuskulatur unerlässlich: Die Zelle am Rand steht wieder im Mittelpunkt. Development, 139 (16), 2845 & ndash; 2856.
  7. Wang, Y. X. & Rudnicki, M. A. (2012). Satellitenzellen, die Motoren der Muskelreparatur. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 13 (2), 127-133.
  8. Yin, H., Price, F. & Rudnicki, M. A. (2013). Satellitenzellen und die Muskelstammzellnische. Physiological Reviews, 93 (1), 23-67.

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