Satellite cell activation and signaling pathway response in joint exercise athletes / Ativação de células satélites e resposta na via de sinalização nos exercícios articulares dos atletas / Activación de las células satélite y respuesta de la vía de señalización en los ejercicios articulares de los atletas

ABSTRACT Introduction: Skeletal muscle satellite cells are considered the unique source of stem cells for myogenic differentiation of adult skeletal muscle cells. Upon stimulation, the skeletal muscle satellite cell can be activated through specific signaling pathways, proliferate and differentiate into a muscle cell. An analysis of the effects of key signaling pathways could provide the basis for an in-depth study of skeletal muscle formation in athletes and muscle development. Objective: This paper analyzes the effects of key signaling pathways on skeletal muscle satellite cell proliferation and differentiation. Methods: We divided 32 athletes into four groups: control, stretching, experimental, and mixed groups. The control group received no training at all, the stretching group and the experimental group received stretching training on the right gastrocnemius. The mixed group also got weight climbing training in the stretching training, initial load 30% of the athlete's weight, increasing 25% each week until 100% of body weight, at the frequency of 3 times a week. After training, gene expression of live satellite cells was measured by intramuscular signaling. Results: The FGM level of the antagonistic group (3.56±0.21) was higher than in the control group (3.25±0.18). The gene expression of HGF mRNA was higher in the mixed group (2.16±0.24) followed by the antagonistic group (2.02±0.15), the stretching group (1.81±0.25), and the control group (1.03±0.06). Conclusion: Both stretching and antagonistic training can increase gene expression in signaling pathways. Antagonistic training significantly increased the expression of HGF, MGF, and mRNA. This activity can promote muscle bulking and skeletal muscle enlargements. Evidence Level II; Therapeutic Studies - Investigating the result.

RESUMO Introdução: As células satélites musculares esqueléticas são consideradas a única fonte de células-tronco para a diferenciação miogênica das células musculares esqueléticas adultas. Após a estimulação, a célula satélite muscular esquelética pode ser ativada através de vias de sinalização específicas, proliferar e diferenciar-se em célula muscular. Uma análise sobre os efeitos das principais vias de sinalização poderia estabelecer as bases para um estudo aprofundado da formação muscular esquelética nos atletas e do desenvolvimento muscular. Objetivo: Este artigo analisa os efeitos das principais vias de sinal na proliferação e diferenciação das células satélites musculares esqueléticas. Métodos: Dividimos 32 atletas em quatro grupos. Grupos controle, alongamento, experimental e grupo misto. O grupo controle não recebeu treinamento algum, o grupo de alongamento e o grupo experimental receberam treinamento de alongamento no gastrocnêmio direito. O grupo misto também obteve treinamento de escalada com peso no treino de alongamento, carga inicial de 30% do peso do atleta, aumentando 25% em cada semana até 100% do peso corporal. Na frequência de 3 vezes por semana. Após os treinos, a expressão genética das células satélites vivas foi medida por intermédio da sinalização proveniente de coleta intramuscular. Resultados: O nível de MGF do grupo antagônico (3.56±0.21) foi maior que no grupo controle (3.25±0.18). A expressão gênica do mRNA HGF foi maior no grupo misto (2.16±0.24) seguido pelo antagônico (2.02±0.15), o grupo de alongamento (1.81±0.25) e o grupo controle (1.03±0.06) Conclusão: Tanto o treinamento de alongamento quanto o treinamento antagônico podem aumentar a expressão genética nas vias de sinalização. O treinamento antagônico aumentou significativamente a expressão de HGF, MGF e mRNA. Essa atividade pode promover volume e hipertrofia muscular. Nível de evidência II; Estudos terapêuticos - investigação dos resultados do tratamento.

RESUMEN Introducción: Las células satélite del músculo esquelético se consideran la única fuente de células madre para la diferenciación miogénica de las células musculares esqueléticas adultas. Tras la estimulación, la célula satélite del músculo esquelético puede activarse a través de vías de señalización específicas, proliferar y diferenciarse en una célula muscular. Un análisis sobre los efectos de las vías de señalización clave podría sentar las bases para un estudio en profundidad de la formación del músculo esquelético en los atletas y del desarrollo muscular. Objetivo: Este trabajo examina los efectos de las vías de señalización clave en la proliferación y diferenciación de las células satélite del músculo esquelético. Métodos: Dividimos a 32 atletas en cuatro grupos. Grupos de control, de estiramiento, experimentales y mixtos. El grupo de control no recibió ningún entrenamiento, el grupo de estiramiento y el grupo experimental recibieron un entrenamiento de estiramiento en el gastrocnemio derecho. El grupo mixto también recibió entrenamiento de escalada con pesas en el entrenamiento de estiramiento, con una carga inicial del 30% del peso del atleta, aumentando un 25% cada semana hasta el 100% del peso corporal. Con una frecuencia de 3 veces por semana. Tras el entrenamiento, se midió la expresión génica de las células satélite vivas mediante la señalización de la recogida intramuscular. Resultados: El nivel de FGM del grupo antagonista (3,56±0,21) fue mayor que en el grupo de control (3,25±0,18). La expresión génica del ARNm del HGF fue mayor en el grupo mixto (2,16±0,24), seguido del grupo antagonista (2,02±0,15), el grupo de estiramiento (1,81±0,25) y el grupo de control (1,03±0,06) Conclusión: Tanto el entrenamiento de estiramiento como el antagonista pueden aumentar la expresión génica en las vías de señalización. El entrenamiento antagónico aumentó significativamente la expresión de HGF, MGF y mRNA. Esta actividad puede promover el aumento de volumen muscular y la hipertrofia. Nivel de evidencia II; Estudios terapéuticos - Investigación de resultados.

Comparison of the efficacy of losartan, hydrocortisone and acetylsalicylic acid (ASA) in preventing the development of fibrous scar tissue in skeletal muscle / Comparação da eficácia de losartana, hidrocortisona e ácido acetilsalicílico (AAS) na prevenção do desenvolvimento de tecido cicatricial fibroso nos músculos esqueléticos / Comparación de la eficacia de losartán, hidrocortisona y ácido acetilsalicílico (AAS) en la prevención del desarrollo de tejido cicatricial fibroso en los músculos esqueléticos

OBJECTIVE: To analyze fibrous scar tissue inhibition capacity with the use of losartan, hydrocortisone and acetylsalicylic acid. METHOD: The sample consisted of 120 male heterogeneic Wistar rats with a muscle laceration model. The rats were divided into four groups of 30 animals each: control group, losartan group, ASA group and hydrocortisone group. The animals were anesthetized and a 2.5 cm longitudinal incision was made in the left thoracolumbar paravertebral region. The muscles were subjected to a Grade III lesion caused by applying Kelly hemostatic forceps for 60 seconds, followed by sectioning with scissors. The skin was sutured with 3-0 nylon monofilament thread. The animals were placed in individual cages with plenty of food and water. The losartan group received losartan diluted in water at a dose of 0.1 mg/mL (10 mg/kg/day), the ASA Group received a 3 mg/mL ASA solution (300 mg/kg/day), and the hydrocortisone group received a 0.2 mg/mL hydrocortisone solution (20 mg/kg/day). RESULTS: The control, losartan, hydrocortisone and aspirin groups had a fibrotic area of 0.95 ± 0.35 mm, 0.55 ± 0.34 mm, 0.93 ± 0.33 mm, and 0.66 ± 0.36 mm, respectively. We observed a significantly smaller fibrotic area in the losartan group compared to the control (p=0.01) and hydrocortisone (p=0.01) groups. There were no significant differences among the other groups. CONCLUSION: The healing of striated skeletal muscle produced less fibrous scar tissue when exposed to losartan in comparison to the control group or the hydrocortisone group. Level of Evidence I; Randomized double-blind placebo-controlled study.

OBJETIVO: Analisar a capacidade de inibição de formação de tecido cicatricial fibroso com losartana, hidrocortisona e AAS. MÉTODOS: A amostra consistiu em 120 ratos Wistar heterogênicos machos com modelo de laceração muscular. Os ratos foram distribuídos em quatro grupos de 30 animais: grupo controle, grupo losartana, grupo AAS e grupo hidrocortisona. Os animais foram anestesiados e submetidos a uma incisão em sentido longitudinal de 2,5 cm de extensão na região paravertebral toracolombar esquerda, e os músculos sofreram uma lesão grau III com pinça hemostática de Kelly durante 60 segundos e posterior secção com tesoura. A pele foi suturada com nylon monofilamentar 3-0. Os animais foram colocados em gaiolas individuais, com água e alimento à vontade. O grupo losartana recebeu losartana diluída em água na dose de 0,1 mg/ml (10 mg/kg/dia), o grupo AAS recebeu solução de AAS 3 mg/ml (300 mg/kg/dia), o grupo hidrocortisona recebeu solução de hidrocortisona 0,2 mg/ml (20 mg/kg/ dia). RESULTADOS: Os grupos controle, losartana, hidrocortisona e AAS apresentaram área fibrótica de0,95 ± 0,35 mm, 0,55 ± 0,34 mm, 0,93 ± 0,33 mm, 0,66 ± 0,36 mm, respectivamente. Observou-se área fibrótica significativamente menor do grupo losartana em comparação com o grupo controle (p = 0,01) e hidrocortisona (p = 0,01). Nos demais grupos não houve diferença significativa. CONCLUSÃO: A cicatrização do músculo estriado esquelético produziu menos tecido cicatricial fibroso quando exposto à losartana do que quando comparado com o grupo controle ou o grupo hidrocortisona. Nível de Evidência I; Estudo duplo-cego randomizado controlado por placebo.

OBJETIVO: Analizar la capacidad de inhibición de formación de tejido cicatricial fibroso con losartán, hidrocortisona y AAS (ácido acetilsalicílico). MÉTODOS: La muestra consistió en 120 ratas Wistar heterogéneas machos con modelo de laceración muscular. Las ratas fueron distribuidas en cuatro grupos de 30 animales: grupo control; grupo losartán; grupo AAS y grupo hidrocortisona. Los animales fueron anestesiados y sometidos a una incisión longitudinal de 2,5 cm de extensión en la región paravertebral toracolumbar izquierda y los músculos sufrieron una lesión de grado III con pinza hemostática de Kelly durante 60 segundos y posterior sección con tijera. La piel se suturó con monofilamento de nylon 3-0. Los animales fueron dispuestos en jaulas individuales con abundante comida y agua. El grupo losartán recibió losartán diluido en agua a una dosis de 0,1 mg/ml (10 mg/kg/día), el grupo AAS recibió solución de AAS de 3 mg/ml (dosis 300 mg/kg/día), el grupo hidrocortisona recibió solución hidrocortisona de 0,2 mg/ml (20 mg/kg/día). RESULTADOS: Los grupos control, losartán, hidrocortisona y AAS mostraron área fibrótica de 0,95 ± 0,35 mm, 0,55 ± 0,34 mm, 0,93 ± 0,33 mm, 0,66 ± 0,36 mm, respectivamente. Se observó área fibrótica significativamente menor del grupo losartán en comparación con el grupo control (p = 0,01) e hidrocortisona (p = 0,01). En los demás grupos no hubo diferencias significativas. CONCLUSIÓN: La cicatrización del músculo estriado esquelético produjo menos tejido cicatricial fibroso cuando fue expuesto a losartán que cuando fue comparado con el grupo control o el grupo hidrocortisona. Nivel de Evidencia I; Estudio doble ciego aleatorio controlado por placebo.

Estudo comparativo da ação da toxina botulínica tipo A e da crotoxina sobre as células satélites da musculatura extrínseca ocular em modelo animal / A comparative study of the effects of type A botulinum toxin and crotoxin on satellite cells of extraocular muscles in rabbits

OBJETIVOS: Avaliar o efeito da toxina botulínica do tipo A e da crotoxina na ativação de células satélites das fibras musculares de retos superiores de coelhos. MÉTODOS: Os músculos retos superiores do olho direito de 29 coelhos machos albinos neozelandeses foram inoculados com toxina botulínica do tipo A ou com crotoxina, em diferentes doses. Os músculos retos superiores contralaterais de cada animal foram inoculados com solução salina em volume igual ao das toxinas. Os animais foram sacrificados 12, 18 ou 25 dias após as aplicações. Os olhos foram enucleados e cada músculo foi preparado para análise imunoistoquímica, com marcadores de células satélites. Foi realizada contagem dos núcleos corados pelos marcadores a cada cem miofibras. RESULTADOS: A aplicação de toxina botulínica e de crotoxina provocou um aumento no número de células satélites ativadas e em proliferação nos músculos retos superiores. Uma maior ativação foi observada após a aplicação de crotoxina, embora, estatisticamente, a diferença do efeito de ativação entre os grupos botoxina e crotoxina não tenha sido significativa. Nos grupos botoxina e crotoxina, não houve correlação estatisticamente significativa entre a dose e o volume aplicados e o aumento na ativação das células. O tempo de vida após a aplicação contribuiu para o aumento das células ativadas nos grupos. CONCLUSÃO: A observação de maior desorganização na estrutura muscular e de sinais de regeneração mais evidentes no grupo crotoxina parece estar correlacionada ao aumento de células satélites ativadas.

PURPOSE: To evaluate the effect of botulinum toxin A and crotoxin on satellite cell activation in the muscle fibers of superior rectus muscles of rabbits. METHODS: The superior rectus muscles in the right eyes of 29 male, albino, New Zealand rabbits were inoculated with different doses of botulinum toxin A or crotoxin. The contra-lateral superior rectus muscles in each rabbit were inoculated with the same volume of saline solution only. The animals were sacrificed either 12, 18 or 25 days after the inoculation. The eyes were enucleated and subsequently, each muscle was prepared for immunohistochemical analysis, using satellite cell markers. The positive nuclei, revealed by the markers in each 100 myofibers, were counted. RESULTS: The application of the botulinum toxin A and crotoxina triggered a more significant increase satellite cell activation and proliferation in right superior rectus muscles in rabbits when compared with a saline solution inoculation in the contralateral muscles. Greater cell activation was observed after crotoxin application, although, statistically, the difference in the effects of this activation between the botoxin and crotoxin groups was not significant. There was no statistically significant correlation between the dose and the volume applied and resulting cell activation in the botoxin and crotoxin groups. Post-application survival time contributed to the increase in activated satellite cells in all groups. CONCLUSION: The observed increase in disorganization in the muscle structure, together with more obvious signs of regeneration in the crotoxina group, suggests a correlation with the increase in satellite cell activation.

Atuação dos esteróides anabolizantes na regeneração músculo-esquelética / Performance of the anabolic steroids in the skeletal muscle regeneration

A capacidade regenerativa das fibras musculares depende da presença de células satélites, ocorrendo por mecanismos fisiológicos que compõem sua cito-arquitetura. Os esteróides anabolizantes apresentam efeitos de manutenção protéica, anticatabolismo e modulação do cálcio, e associados à regeneração muscular, proporcionam um auxílio na velocidade de recuperação de fibras lesadas, além do aumento do diâmetro da fibra. Assim sendo, o presente trabalho tem por objetivo atualizar informações e reunir descobertas sobre regeneração músculo-esquelética associada aos esteróides anabolizantes por levantamento bibliográfico em banco de dados Medline, Lilacs e Scielo, bem como a utilização de livros, monografias e dissertações da área. Para busca deste material foram utilizados os seguintes descritores: músculo esquelético, células satélite, regeneração muscular, esteróides anabolizantes, consultados em 2006. Analisando as informações obtidas, sugere-se que os esteróides anabolizantes atuam na preservação da integridade da fibra muscular diante do processo regenerativo, sendo necessários fundamentos mais precisos em modelos experimentais humanos.

The regeneration capacity of skeletal muscle fibers is largely mediated by satellite cells and occurs by means of physiological mechanisms involving their cytoarchitecture. The anabolic steroids are effective in increasing protein synthesis and promoting anti-catabolism and calcium modeling in skeletal muscles. As a result, the use of these drugs led to an increased fiber diameter as well as to an enhanced rate of regeneration of injured muscle fibers. The current study aimed to update information and collect findings about musculoskeletal regeneration associated with the use of anabolic steroids. To do so, a bibliographic survey was carried out in the database of Medline, Lilacs and Scielo, as well as in scientific books, monographs, dissertations and theses. The descriptors used in the survey were: musculoskeletal, satellite cells, muscle regeneration and anabolic steroids. The analysis of the collected information suggests that the anabolic steroids play a rolein the maintenance of the integrity of muscle fibers during the regenerative process. However, further foundations should be built for human experimental models.