Regulierung der Proliferation und Differenzierung der Satellitenzellen

Zellteilung und strukturelle wie funktionelle Spezialisierung von Zellen

Die Muskelfasern sind dauerhaft abgegrenzt und somit nicht zu mitotischen Aktivitäten (Vorgang der Zellkernteilung) fähig. Somit können sie keinen zusätzlichen Zellkern während eines Anstiegs der Proteinsynthese oder während des Muskelwachstums produzieren.

Dennoch steigt die Muskelzellkernzahl während der Hypertrophie an, wobei die Kerne ihre Domain beibehalten. Die vorherrschende Quelle für diese zusätzlichen Muskelzellkerne sind die Satellitenzellen. Das ist eine Art von Myoblasten, die eine beschränkte Regenerationsfähigkeit der Skelettmuskulatur ermöglichen. Es ist denkbar, dass schon wenige Satellitenzellen ausreichen, um eine neue Muskelfaser zu bilden (Hyperplasie).

Derzeit gilt es als wahrscheinlich, dass endogene mesenchymische und extramuskuläre Stammzellen keinen größeren Einfluss auf die Stammzellenpopulation, auf die Proliferation oder auf die Fusion der bestehenden Satellitenzellen während einer muskulären Überlastung haben.

Viele Wachstumsfaktoren erhöhen die Satellitenzellen-Proliferation. Hierbei treten IGF-1 und Myostatin aufgrund ihrer Funktionen in den Fokus. Die Effekte des Wachstumsfaktor IGF-1 beim Muskelwachstum sind die Veränderung mehrerer phänotypischer Merkmale, die Aktivierung der Satellitenzellen-Proliferation (Zellteilung, Zellwachstum), die Steigerung der Proteinsynthese, die Verringerung des Proteinabbaus sowie eine gesteigerte Apoptose (Zelltod).

Das Myostatin hingegen blockiert die Satellitenzellen-Proliferation und Differenzierung (strukturelle und funktionelle Spezialisierung von Zellen).

Darüber hinaus lähmt es den Satellitenzellen-Ablauf und im wechselseitigen Verhalten reguliert der MyoD (myogenic growth factor) das Myostatin, um die Muskelgenese zu kontrollieren.