Στρογγυλή Τράπεζα 5
Στρογγυλή Τράπεζα Νέων Ερευνητών

Round Table 5
Round Table of New Researcher

Ημερομηνία και Ώρα / Date and Time: 20/10/2024, 09:15-10:30

Δορυφόρα κύτταρα και αναγέννηση του σκελετικού μυός: Ο ρόλος της οξειδοαναγωγικής κατάστασης
Satellite cells and skeletal muscle regeneration: The role of redox status

Δρ. Παπανικολάου Κωνσταντίνος, Μεταδιδακτορικός Ερευνητής, Σχολή Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Ελλάδα

Dr. Papanikolaou Konstantinos, Post Doctoral Researcher, School of Physical Education and Sports Science University of Thessaly, Greece

Τα δορυφόρα κύτταρα είναι απαραίτητα για την αναγέννηση και ανάπτυξη του σκελετικού μυός. Οι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις είναι κεντρικές στη βιολογία και τις διαδικασίες του κυτταρικού μεταβολισμού, ενώ ο μεταβολισμός της γλουταθειόνης έχει πρόσφατα αναγνωριστεί ως βασικός ρυθμιστής της διαφοροποίησης των δορυφόρων κυττάρων και της αναγέννησης του σκελετικού μυός. Μελέτες σε κύτταρα και πειραματόζωα έχουν δείξει ότι η μείωση της γλουταθειόνης και η έλλειψη του μεταγραφικού παράγοντα Nrf2 προάγουν το οξειδωτικό στρες, την απόπτωση των δορυφόρων κυττάρων και αναστέλλουν την αναγέννηση μέσω της παρατεταμένης ενεργοποίησης του μεταγραφικού παράγοντα NF-kB. Επιπλέον, το αναγωγικό στρες, το οποίο προκαλείται από την ενδοκυτταρική συσσώρευση αναγωγικών παραγόντων, όπως τα αντιοξειδωτικά, και την υπερ-ενεργοποίηση του Nrf2, μπορεί να ακυρώσει τα προ-οξειδωτικά σήματα που απαιτούνται για την ενεργοποίηση των δορυφόρων κυττάρων, επιδεινώνοντας έτσι την αναγέννηση του μυός. Στον ανθρώπινο σκελετικό μυ, πρόσφατα δεδομένα υποδηλώνουν ότι η αποκατάσταση της οξειδοαναγωγικής κατάστασης της γλουταθειόνης, μέσω στοχευμένης χορήγησης Ν-ακετυλοκυστεΐνης, ρυθμίζει θετικά τη δραστηριότητα των δορυφόρων κυττάρων και ενισχύει την αναγέννηση του μυός. Αντίθετα, η χορήγηση Ν-ακετυλοκυστεΐνης σε άτομα που δεν παρουσιάζουν έλλειψη γλουταθειόνης εμποδίζει τη δράση των δορυφόρων κυττάρων και καθυστερεί την αναγέννηση του μυός. Αυτός ο μηχανισμός υποδεικνύει ότι τα βέλτιστα επίπεδα γλουταθειόνης και ένα ορμητικό οξειδοαναγωγικό εύρος είναι απαραίτητα για την βέλτιστη αναγέννηση του μυός, ενώ το οξειδωτικό και αναγωγικό στρες μπορεί να διαταράξει τη φυσιολογική οξειδοαναγωγική σηματοδότηση και να αναστείλει τη μυογένεση. Στο πλαίσιο της φυσιολογίας της άσκησης και της αθλητικής διατροφής, είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ διαφορετικών οξειδοαναγωγικών φαινοτύπων και να σχεδιαστούν εξατομικευμένες αντιοξειδωτικές παρεμβάσεις για την ενίσχυση της αποκατάστασης και της απόδοσης του σκελετικού μυός.

Satellite cells are indispensable for skeletal muscle regeneration and growth. Redox reactions are central in biology and cell metabolism processes, while glutathione metabolism has been recently identified as a key regulator of satellite cell differentiation and muscle regeneration. In vitro and animal studies have shown that glutathione depletion and deficiency of the Nrf2 transcription factor promote oxidative stress, satellite cell apoptosis and inhibit regeneration through sustained activation of the transcription factor NF-kB. Furthermore, reductive stress, which is driven by the intracellular accumulation of reducing agents, such as antioxidants, and Nrf2 over-activation, can abrogate pro-oxidant signals which are required for the activation of satellite cells, thereby exacerbating muscle regeneration. In human skeletal muscle, recent data suggest that restoration of glutathione redox status, through targeted N-acetylcysteine supplementation, upregulates satellite cells activity and enhances muscle regeneration. In contrast, N-acetylcysteine treatment in non-deficient individuals impede satellite cell activity and delay muscle regeneration. This mechanism indicates that optimal glutathione levels and a redox hormetic range are necessary for optimal muscle regeneration, while oxidative and reductive stress can disrupt physiological redox signaling and inhibit myogenesis. In the context of exercise physiology and sports nutrition, it is essential to distinguish between different redox phenotypes and design personalized antioxidant interventions for enhancing skeletal muscle recovery and performance.