Nell'ambito del progetto di ricerca dal titolo “Studio di attività ...

Capitolo 2 Rigenerazione del muscolo scheletrico
CAPITOLO 2
Rigenerazione del muscolo scheletrico
2.1 Introduzione
L‟ottenimento di un‟efficiente rigenerazione di organi danneggiati o degenerati,
resta una delle più interessanti aspirazioni della medicina. Il problema della
rigenerazione in alcuni tessuti è molto serio come nel sistema nervoso o nel cuore
che tradizionalmente sono limitati nelle loro capacità rigenerative e intralciati nel loro
completo recupero, da una scarsa risposta delle cellule progenitrici al danno. Al
contrario, gli oltre seicento muscoli che compongono il corpo umano mantengono una
riserva ricca di progenitori cellulari che sono attivati per incrementare o
eventualmente ricostruire il tessuto muscolare durante l‟esercizio fisico o in seguito a
danno. La robusta risposta rigenerativa del muscolo scheletrico è comunque
insufficiente a mantenere la sua forma e la sua funzione nell‟età avanzata, dove la
fragilità è la maggiore causa di malattia. Questo deficit è esasperato nelle malattie
muscolari come le distrofie e le miopatie che compromettono progressivamente le
funzioni del muscolo scheletrico fino all‟atrofia tissutale, causata principalmente da
degradazione proteica e attivazione dei pathway di necrosi e apoptosi. La difficoltà
nell‟impedire la degenerazione muscolare nell‟età avanzata o nel corso di alcune
patologie deriva in parte dalla composizione eterogenea del muscolo scheletrico. Il
muscolo scheletrico adulto, infatti, può adattare le sue caratteristiche fenotipiche a
stimoli intermittenti, inclusi l‟attività fisica, il danno, la stimolazione dei motoneuroni,
l‟apporto di ossigeno e nutrienti e il cambiamento dei livelli ormonali. Per venire
incontro a tutte queste richieste funzionali, ogni muscolo contiene una serie di fibre
che variano in composizione e proprietà fisiologiche. Questa eterogeneità è
determinata durante lo sviluppo ma resta relativamente plastica in risposta a richieste
ambientali e funzionali (Russell et al., 2000) mediante efficienti meccanismi di sintesi
(anabolismo) e degradazione (catabolismo) che innescano l‟appropriata risposta
ipertrofica o ipotrofica/atrofica. La capacità di rimodellare la struttura delle fibre e
regolarne la densità, la taglia e il tipo in risposta a richieste ambientali e/o fisiologiche,
è cruciale per il mantenimento dell‟integrità e della funzionalità del sistema muscolare
(Glass, 2005; Guttridge, 2004). Condizioni di eccessiva e sostenuta attività anabolica
possono innescare ipertrofia cronica che ha conseguenze meno serie sul muscolo
scheletrico che su quello cardiaco ma ha non di meno, implicazioni sulla salute
(Heineke & Molkentin, 2006; Hesselink & van Baak, 2004; Nader, 2005). Alterazioni
nella composizione delle fibre muscolari rappresentano le maggiori cause alla base
della degenerazione muscolare associata a condizioni di catabolismo massivo come
nel cancro, nell‟infarto del miocardio e nelle malattie infettive, e innescano un calo
patologico della massa muscolare nella sarcopenia dipendente dall‟età ed in altri casi
di debilitazione ed atrofia muscolare (Schakman & Thissen, 2006; Shavlakadze &
Grounds, 2006). Alla base dell‟omeostasi muscolare c‟è una complessa rete di
pathway di segnale che modulano dinamicamente l‟equilibrio tra anabolismo e
catabolismo e controllano l‟attivazione e il conseguente differenziamento delle cellule
satellite progenitrici (Fig. 2.1). Comprendere le basi molecolari di questi pathway è
cruciale per ideare terapie al fine di controllare, migliorare o curare i disturbi della
funzione muscolare relati all‟età o a patologia genetica e metabolica.
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