Reparación de tejidos

El endomisio está marcado y por fuera de él se encuentran estas células satélites que son pequeñas células mononucleadas, a diferencia de las fibras musculares que son multinucleadas, y que tienen ciertas características de célula madre a pesar de que no se comportan como tal, pero pueden proliferar durante toda la vida logrando la reparación del tejido muscular esquelético.

¿Cómo se regenera el tejido?

Esto va a depender de qué tipo de tejido muscular es:

MUSCULO ESQUELETICO

• Se regenera de forma parcial a partir de células satélites durante un daño, estas células tienen capacidad divisoria durante toda la vida, no están siempre actuando, pero son básicamente las que permiten regenerar el musculo.
• Estas células contribuyen en pequeña proporción a la hipertrofia por esfuerzo.

MUSCULO CARDIACO

• Prácticamente con tiene capacidad de regeneración, “prácticamente” porque se ha investigado de que existen genes fetales que aportan con un mínimo de reparación pero es irrelevante.
• Los daños en el musculo cardiaco que ocurren por necrosis coagulativa, significa que cuando muere la célula libera fibrina que detiene los procesos celulares e impide que los lisosomas revienten la célula y destruya la célula de al lado
• De este musculo cardiaco aproximadamente un 40% de las células son cardiomiocitos y el 60% son fibroblastos, los últimos son los que producen materia extracelular, por lo tanto cualquier daño que tenga el musculo cardiaco los fibroblastos van a actuar, las células que van a coagular para evitar el daño, inmediatamente van a llenar todo con matriz fibrosa.
• El musculo cardiaco se regenera mediante una cicatriz, si alguien sufre un infarto cardiaco, esa parte que se murió se remplaza por tejido fibroso no contráctil.

MUSCULO LISO

• Posee una capacidad de regeneración moderada, en mayor o en menor medida dependiendo de qué musculo sea, es simplemente pensar en la angiogénesis, la formación de nuevos vasos en el musculo liso.
• Luego del daño muscular, algunas células musculares lisas entran en mitosis y remplazan el tejido dañado, produciendo una hiperplasia (aumento del número) o hipertrofia (aumento del tamaño) de las células, por lo tanto el musculo liso no tiene problemas en reproducirse, puede regenerar un órgano, variara dependiendo de qué musculo liso sea.
• Si la capacidad de proliferación no es suficiente para reparar el daño, se produce una cicatriz de tejido conjuntivo.
• Por otra parte, en cualquier etapa de la vida los periocitos pueden diferenciarse en células musculares

*Los pericitos son células contráctiles que se envuelven alrededor de las células endoteliales de los capilares y vénulas en todo el cuerpo.

CELULAS SATELITE

• Son células uninucleadas, fusiformes que yacen dentro de la lámina basal que rodea a cada fibra. Se encuentran en una parte externa del musculo, no tienen capacidad contráctil (no presentan actina ni miosina), son células “vigilantes” ubicadas en el endomisio (por fuera del sarcolema). Durante la etapa embrionaria son muy abundantes, luego que proliferan lo suficiente aproximadamente a los 9-12 años comienzan a detener su crecimiento y se mantienen ahí.
• Se considera que corresponden a mioblastos que persisten luego de la diferenciación del músculo.
• Frente a daño muscular u otros estímulos estas células, relativamente escasas, se activan, proliferan y se fusionan para formar nuevas fibras. Las células se encuentran en G0 del ciclo celular, pero si son despertadas y eso es lo que se está investigando mucho últimamente porque permiten regenerar el músculo. El sistema de reproducción de estas células no se parecen en nada al sistema que tiene el musculo liso, la reparación mediante células satélites en la musculatura estriada está pensada para daños normales y comunes (cuando es sometido a esfuerzo) en el tejido, pero no se puede solo cortarlo y esperar a que este se regenere. 
• “Las células musculares no presentan hiperplasia, solo hipertrofia”, sin embargo viéndolo con más detalle no es completamente así, y se ha visto  que en la hipertrofia de algunos atletas y deportistas si se ha visto que estas células pueden reactivarse y pueden generar mayor volumen muscular, es decir que aumenta la cantidad de fibras musculares, no solamente hipertrofia sino también hiperplasia, pero sucede que la hiperplasia no es tan relevante (prácticamente despreciable).  
• Un proceso similar es responsable, en parte, de la hipertrofia muscular (aumento) de tamaño) que se produce por fusión de estas células con la fibra parenteral, aumentando la masa muscular.

EJEMPLO DE DAÑO MUSCULAR LEVE

Una persona sedentaria que un fin de semana decide subir un cerro elevado, con considerable esfuerzo

Periodo post-traumático o inflamatorio

• Al existir esta necrosis de células musculares hay un trauma, y como todo trauma hay un proceso inflamatorio en el musculo, horas después va a notar una sensación de turgencia (dureza en los músculos).
• Luego viene un ligero dolor, producto de la destrucción de células, la liberación de agentes vasoactivos, también por la liberación de citoquinas que va a comenzar leve al segundo día sentirá un importante dolor que se irá desapareciendo.
• El dolor y la inflamación va a coincidir con la pérdida de fuerza. La inflamación va a interrumpir en cierta medida la comunicación intercelular.
• Hay edema y limitación del movimiento. El músculo está un poco más caliente.
• Se presenta hematuria por los pequeños hematomas, pero más que nada por eliminación de mioglobina (ruptura celular). También puede presentar proteínas en la orina, eso es normal porque hay destrucción celular.

EJEMPLO DE DAÑO MUSCULAR LEVE [pic 1]

Se puede observar un gráfico que representa el dolor, la limitación de movimientos y el edema durante las primeras 300 horas luego de un ejercicio.

El dolor va a aumentar en las primeras horas, sin embargo después del segundo o tercer días ya comienza a disminuir, lo mismo pasa con la limitación del movimiento y el edema si bien no aumenta de la misma manera que los dos anteriores si disminuye a la par.

Efectivamente luego de un periodo de tiempo ya se recupera.

¿Qué sucede microscópicamente?

[pic 2]

Se observa la activación de polimorfo nuclear (PMN) y macrófagos, también en las primeras horas, luego comienzan a disminuir, los PMN siempre van a llegar cuando hay destrucción  celular, son llamados por los macrófagos porque no se encuentran en el tejido. Hay una destrucción por lo tanto del sarcolema y uno de los complejos que tiene la célula muscular es que posee gran cantidad de calcio, y no es bueno que se encuentre libre, por lo tanto comienza de inmediato la acción de lo PMN y macrófagos.

[pic 3]

La angiogénesis también comienza los primeros diass, se mantiene alta y después baja y sobre los 15 días aún sigue con niveles superiores con al cual empezó, efectivamente se mantiene más tiempo, si se trata de forma adecuada el ejercicio, la angiogénesis puede permanecer, ya que al existir un hipertrofia el musculo necesitará de una mayor cantidad de nutrientes para abastecerse, recuerden que la angiogénesis es una parte del proceso de reparación de tejidos.

La inervación también aumenta, pero no de manera inmediata, aproximadamente a los 150 días alcanza un peak que luego tiende a mantener por un periodo indefinido de tiempo.

Las células satélites como pueden ver instantáneamente en los primeros días comienza aumentar el número de proliferación hasta que alcanza un peak y luego comienzan a disminuir si actividad.

En conclusión durante los primeros 15 días se observa un proceso de reparación donde existirán grados de dolor e inflamación, luego de eso el musculo queda con mejor calidad debido a la angiogénesis que aparte de formarse más vasos estos serán de buena calidad y también gracias a las nuevas inervaciones en las fibras.

TRAUMATISMOS POR INMOVILIZACIÓN         

La inmovilización también puede causar daños

• Permanecer mucho en cama
• Algún estado de ingravidez, lo que le ocurre mucho a los astronautas, los músculos se atrofian
• Inmovilización por yeso, existe una disminución del área de sección transversal del musculo, la actividad de las células satélites disminuye

DAÑO CELULAR

• Tiene que ver con la entrada excesiva de calcio a la célula.
• Un ejercicio muscular intenso puede dañar el sarcolema
• De esta forma entra mucho calcio a la célula (hay 3-4 veces más en el LEC)
• Al existir movimiento en la fibras musculares estas va a tener cierto roce entre ellas lo que provoca leves destrucciones del sarcolema (membrana plasmática), este se desgarra en ciertas partes, lo que finaliza con la interacción del LIC y el LEC, siendo el calcio el más nocivo para las células, este entra e invade el interior de la célula ya que existe mayor cantidad en el espacio extracelular.

EFECTOS DE LA ENTRADA DESCONTROLADA DE CALCIO

• Desestabiliza el citoesqueleto
• Se pierden puntos de fijación para la moléculas de actina y tubulina a la membrana
• Se rompen las uniones intercelulares y altera la forma se los miocitos
• También se altera la comunicación intercelular
• El calcio altera el funcionamiento de las proteínas, por ejemplo el esqueleto, la actina y miosina se desestabiliza, se puede romper la forma que tiene la célula muscular, se pierden los puntos de unión a la membrana, también se altera la comunicación entre células (pierden coordinación), finalmente la célula termina rompiéndose y muriendo.

REACCIÓN DE LAS CELULAS AL DAÑO

• Separar las porciones celulares muertas de las reparables
• Se cubre las regiones recuperables con nuevas membranas (primeras horas del daño)
• Es importante para este proceso, una membrana basal intacta (donde están las células satélites)
• Se expresan genera de transcripción (c-fos, c-jun y miogenina)
• Se activan macrófagos y PMN que dirigen el tejido dañado
• Se produce angiogénesis, que promueven la generación de nuevos vasos.
• Cuando muere la celula sucede lo mismo que pasa en la piel, se liberan vasocontrictores locales, se libera colágeno etc. Pero esto es reconosido por las células que están en el lugar, lo macrófagos que llaman a otras células (PMN) y comienzan a limpiar toda el área, se comen todas las células que murieron y comienza a producirse la angiogénesis.

CELULAS SATELITES Y REPARACION MUSCULAR

• No expresan actina
• Viven fuera de las células musculares, pero comparten la lámina basal
• No tienen contacto con los nervios
• Pueden migrar hacia el interior y largo del musculo
• No se dividen al menos que sean requeridas
• Al dividirse una “hermana” permanece en el lugar y la otra migra y se transforma formando sarcómeras
• Una célula satélite dará el tipo de fibra en la que está asociada, sea lenta o rápida
•  En este mismo instante todos estos mediadores que están dando vuelta en ese lugar activan las células satélite, estas que están separadas del musculo pueden entrar más al interior entre las fibras musculares, se mueven como si fuesen amebas, esta célula se divide en dos, una queda en el mismo lugar y otra se introduce entre las fibras y prolifera, siempre quedará una de reserva. El contacto que las células satélites mantienen con otras células es debido a la membrana basal, no tienen contacto con los nervios y pueden migrar, estas células no son totipotenciales, si una célula satélite se encuentra en un musculo de fibras lentas esta tiende a proliferar en una fibra lenta, lo mismo en el caso de que fuera un músculo mayormente de fibras rápidas. Estas células son capaces de reparar o remplazar una fibra completa. [pic 4]

CELULAS SATELITITES: ONTOLOGIA

• Abundan en la vida embrionaria (un 30% de los núcleos en las fibras musculares)
• Declinan hasta 9 años donde llega a un 5% de los núcleos
• Desde ese momento permanecen en estado vegetativo (G0), en espera a ser activadas
• Esta activación ocurre para la reparación del daño en edad avanzada y en deportes

Imagen. Se observa la célula satélite en G0 esta puede ser activada mediante los fibroblastos que producen angiopoietina 1, también los mioblastos pueden ploriferar y rellenar el daño. Se ha visto que existen una células que son muy raro (no son células satélites) llamadas FAP progenitores fibroadipogenicos y estos se comunican y son capaces de activar a las células satélites, estas células se diferencian cuando hay daño en virtud a los mensajes que envían los macrófagos, por lo tanto la teoría señala que si yo le coloco estos mediadores a los músculos se activan esas células (FAP) quienes activan luego a la célula satélite.[pic 5]

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