Regolazione delle cellule satelliti e della miogenesi in risposta all'esercizio di resistenza eccentrico in ipossia

Le cellule satelliti (SC) sono cellule staminali muscolari che, una volta attivate, proliferano e si differenziano in miociti che infine si fondono con una miofibra esistente per rigenerarla o aumentarne la massa. Questo processo è chiamato 'miogenesi'. L'attivazione delle cellule satelliti può essere modulata dall'esercizio fisico e dall'ipossia. L'ipossia è uno stato di minore disponibilità di ossigeno che può essere raggiunto sia salendo ad alta quota (ipossia ipobarica) sia riducendo la percentuale di ossigeno in camere ipossiche a livello del mare. Al contrario dell'ipossia sistemica precedentemente descritta, l'ipossia locale può essere raggiunta posizionando un bracciale attorno a un arto, il quale indurrà un'occlusione vascolare parziale. Quest'ultima è denominata restrizione del flusso sanguigno (BFR). Inoltre, in risposta all'esercizio fisico, è possibile riscontrare un'ipossia intramuscolare locale nel muscolo scheletrico. È stato dimostrato che la miogenesi è modulata dall'ipossia in modi diversi, a seconda del livello di ipossia: in condizioni di ipossia lieve, la proliferazione delle cellule satelliti sembra essere favorita, mentre la differenziazione delle SC è ridotta in tali condizioni. In condizioni di ipossia grave, viene promossa la quiescenza delle SC. L'attivazione delle SC aumenta in risposta all'allenamento di resistenza, con e senza BFR. Alcuni dati recenti suggeriscono anche che l'esercizio di resistenza in camere ipossiche possa modulare l'attivazione delle SC, ma quest'area è meno compresa. L'esercizio eccentrico può potenziare l'attivazione delle SC rispetto alla contrazione concentrica. Fino ad ora, nessuno studio ha analizzato l'attivazione delle SC e la miogenesi in risposta a un esercizio eccentrico in ipossia. Sebbene siano state osservate differenze macroscopiche, come maggiori guadagni di forza muscolare o ipertrofia, tra l'allenamento di resistenza in normossia e ipossia, ma non potessero essere spiegate dal classico bilancio proteico e dai fattori di crescita, c'è bisogno di una migliore comprensione della risposta muscolare in ipossia e diversi studi suggeriscono un ruolo delle cellule satelliti e della miogenesi in tale differenza. Lo scopo di questo studio è chiarire se le cellule satelliti siano regolate in modo diverso in risposta a un esercizio eccentrico in ipossia rispetto alla normossia. Inoltre, le differenze nell'attivazione delle SC tra l'ipossia normobarica ambientale e la BFR, due metodi utilizzati per raggiungere l'ipossia a livello del mare, non sono ancora ben comprese. Infine, la maggior parte degli studi che valutano la risposta miogenica dopo un esercizio di resistenza hanno prelevato campioni solo in due momenti, prima e 24 ore dopo l'esercizio nella maggior parte dei casi. Poiché i diversi passaggi del processo miogenico si evolvono nel corso dei giorni e possono essere potenziati o inibiti dalle condizioni ipossiche, più punti temporali sarebbero interessanti per osservare l'evoluzione del processo miogenico. A tal fine, campioni di sangue e muscolo scheletrico saranno prelevati in diversi momenti per valutare l'avanzamento della miogenesi dopo un esercizio eccentrico acuto. I fattori regolatori miogenici saranno analizzati mediante RT-qPCR (mRNA), Western-Blot (proteine) e immunofluorescenza (localizzazione). Inoltre, fattori in grado di regolare la miogenesi come il danno muscolare, l'infiammazione, i fattori di crescita, i geni regolati precocemente, MAPK… saranno anch'essi analizzati per capire se svolgano un ruolo in risposta alle condizioni ipossiche.