Respuesta in vivo de las células satélites a extractos musculares. Diferencias entre músculos lentos y rápidos

Abstract

Fundamento. Incrementar el potencial miogénico en situaciones lesivas que afectan al músculo esquelético es de gran importancia clínica. Un buen modelo para estudiar el comportamiento de las células implicadas en los fenómenos proplásicos del músculo consiste en modificar el microambiente tisular in vivo, mediante la administración de extractos tisulares. Objetivos. Los objetivos de este estudio se han dirigido, por un lado, a determinar el efecto de diferentes extractos musculares sobre dos tipos de músculo normales, rojo y blanco, y su población de células satélites; de otro, determinar si un extracto de músculo denervado (ExMd) podría estimular la respuesta de las células satélites en músculo denervado. Material y métodos. Utilizamos ratas Wistar que fueron divididas en un grupo control y cuatro experimentales. Cada grupo experimental fue tratado intraperitonealmente durante 10 días consecutivos con un extracto diferente. Estos extractos se obtuvieron a partir de músculo sóleo normal, músculo sóleo denervado, músculo extensor digitorum longus normal y músculo extensor digitorum longus denervado. Se obtuvieron los músculos sóleo y EDL para su estudio en microscopia óptica y microscopia electrónica de transmisión; asimismo se analizaron parámetros morfométricos y se evaluó la respuesta miogénica. Para determinar si ExMd estimula a las células satélites en músculo denervado, ratas normales y denervadas fueron tratadas con ExMd. Los músculos sóleo fueron examinados empleando técnicas inmunohistoquímicas para antígeno de proliferación nuclear (PCNA), desmina y antígeno de diferenciación miogénica MyoD y el análisis cuantitativo y morfométrico de las células satélites en microscopía electrónica. Resultados. Los resultados mostraron que el tratamiento con extractos de músculo sóleo normal y de músculo sóleo denervado provocaron hipertrofia y aumento de la actividad miogénica. Por el contrario, el tratamiento con extractos de músculos extensor digitorum longus normal y denervado tuvieron un efecto diferente dependiendo del músculo analizado. Así en el músculo sóleo se produjo hipertrofia de las fibras tipo I y aumento de la actividad miogénica, mientras que en el músculo extensor digitorum longus se observó atrofia de las fibras tipo II sin cambios en la actividad miogénica. Mientras la denervación provoca la activación de células satélites, DmEx también induce la diferenciación miogénica de células localizadas en el espacio intersticial y la formación de nuevas fibras musculares. Aunque DmEx tuvo un efecto similar sobre músculos inervados como denervados, se observaron diferencias cuantitativas que indican una mayor respuesta del músculo denervado a la acción de este tipo de extracto. Conclusiones. Esto sugiere que la respuesta muscular de atrofia e hipertrofia puede depender de factores diferentes para cada tipo de músculo lo cuales pueden estar en relación con la inervación. Además, nuestro estudio muestra que el tratamiento de ratas denervadas con DmEx potencia la respuesta miogénica en los músculos denervados atróficos.

Basis. Enhancement the myogenic potential in injurious situations affecting skeletal muscle is of great clinical interest. A good model to study the cells behavior involved in proplastic muscle phenomena is to modify the tissue microenvironment in vivo, through the administration of tissue extracts. Objectives. The objectives of this study were, on the one hand, to determine the effect of different muscle extracts on two types of normal muscle, red and white, and its population of satellite cells; on the other hand, to determine whether a denervated muscle extract (DmEx) could stimulate satellite cell response in denervated muscle. Material and methods. Wistar rats were used and were divided into a control group and four experimental groups. Each experimental group was treated intraperitoneally during 10 consecutive days with a different extract. These extracts were obtained from normal soleus muscle, denervated soleus, normal extensor digitorum longus, and denervated extensor digitorum longus. Following treatment, the soleus and extensor digitorum longus muscles were obtained for study under optic and transmission electron microscope; morphometric parameters and myogenic responses were also analyzed. To determine whether DmEx stimulates the satellite cells in denervated muscle, normal rats and denervated rats treated with DmEx. The soleus muscles were examined using immunohistochemical techniques for proliferating cell nuclear antigen (PCNA), desmin and myogenic differentiation antigen (MyoD), and electron microscopy for analysis of the satellite cells. Results. The results demonstrated that the treatment with normal soleus muscle and denervated soleus muscle extracts provoked hypertrophy and increased myogenic activity. In contrast, treatment with extracts from the normal and denervated EDL had a different effect depending on the muscle analyzed. In the soleus muscle, it provoked hypertrophy of type I fibers and increased myogenic activity, while in the extensor digitorum longus atrophy of the type II fibers was observed without changes in myogenic activity. While denervation causes activation of satellite cells, DmEx also induces myogenic differentiation of cells localized in the interstitial space and the formation of new muscle fibers. Although DmEx had a similar effect, in nature, on innervated and denervated muscles, this response was of greater magnitude in denervated vs. intact muscles. Conclusions. This suggests that the muscular responses of atrophy and hypertrophy may depend on different factors related to the muscle type which could be related to innervation. Further our study shows that treatment of denervated rats with DmEx potentiates the myogenic response in atrophic denervated muscles.