Biología y Fisiología, Músculos y Sistema Inmune

Al músculo esquelético podríamos verlo como un potencial regulador central de la función del sistema inmune.

En las últimas dos décadas, la percepción del músculo esquelético como una unidad de locomotora pura ha cambiado. El músculo es cada vez más reconocido como un órgano con propiedades inmunorreguladoras y como tal, las células del músculo esquelético modulan la función inmune mediante la señalización a través de diferentes factores solubles, moléculas de la superficie celular o interacciones de célula a célula según una tendencia de la ciencia.

Aunque el conocimiento de la interacción del sistema inmune muscular ha avanzado considerablemente, el impacto de la edad es relativamente desconocido. La sarcopenia puede perturbar severamente esta interacción, proporcionando una posible explicación de los resultados clínicos observados de los pacientes con sarcopenia. Pero, independiente de la edad, he analizado un estudio para todos, de modo a observar los posibles mecanismos responsables del impacto del envejecimiento del músculo esquelético en la función del sistema inmune y viceversa.

Los factores solubles

El músculo es cada vez más reconocido como un órgano endocrino que produce y libera citocinas y otros péptidos, que ejercen actividad autocrina, paracrina y endocrina en numerosos tejidos. En consecuencia, estos factores solubles se denominan comúnmente mioquinas.

  • Por un lado se identificaron más de 300 mioquinas potenciales.
  • Se ha demostrado que las mioquinas como IL-6, IL-7, IL-15 o LIF modulan el sistema inmunológico.

Sorprendentemente, las concentraciones séricas de mioquinas como IL-7 e IL-15 están inversamente correlacionadas con la edad, lo que sugiere un vínculo entre el músculo esquelético y la pérdida de la función del sistema inmune dependiente de la edad.

Los factores unidos a la membrana

Los factores unidos a la membrana constituyen un aspecto fundamental de la interfaz del sistema inmune-muscular. Como tal, el músculo esquelético expresa una serie de moléculas inmunomoduladoras cruciales como la ICAM-1, ICOSL, CD40, B7-H1, NKG2DL o PD-L1.

El efecto directo del envejecimiento sobre la expresión de estas moléculas queda por dilucidar, sin embargo las células endoteliales y epiteliales, que se acumulan durante el envejecimiento a menudo expresan un fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP) con sobreexpresión de IL-1beta, IL-6, IL-8, TNF-alfa e IFN-gamma, entre otros.

La senescencia de las células residentes en el músculo esquelético podría inducir cambios en las células y fibras musculares envejecidas por el fenotipo secretor asociado a la senescencia, ya que una lesión muscular induce la acumulación de células senescentes (según estudios con animales) .

Por lo tanto, la senescencia de las células residentes en los tejidos podría ejercer un efecto paracrino a través del fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP) y modular las células musculares envejecidas, posiblemente proporcionando un vínculo adicional entre el envejecimiento del músculo esquelético y la senescencia inmune.

En consecuencia, las citocinas asociadas con el fenotipo secretor asociado a la senescencia) inducen la expresión de moléculas de superficie pro-inflamatorias como ICAM-1 o B7-H1 (CD80) en células musculares humanas… bueno, hasta aca puro biología, pero vamos al grano…

El fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP) asociado con células residentes en el músculo esquelético también podría modular la expresión de moléculas de superficie adicionales en las células del músculo esquelético y promover un ambiente inflamatorio y por consecuencia mediante los factores unidos a la membrana también existe una relación con el sistema inmune.

Los factores celulares, interacciones entre células inmunes musculares

El potencial regenerativo del músculo esquelético depende de la interacción entre el músculo esquelético y las células inmunes y por tanto del sistema inmune. En respuesta a la lesión, las células inmunes se infiltran en el músculo esquelético para restaurar la homeostasis muscular mediante la eliminación de las células necróticas y la secreción de los factores de crecimiento necesarios para la proliferación y diferenciación de células satélite.

Las funciones fisiológicas de las células inmunes que son parte del sistema inmune se pierden gradualmente con la edad avanzada, lo que conduce a una capacidad regenerativa deteriorada del músculo esquelético.

  • Un subconjunto importante de células T que infiltran el músculo esquelético son CD4 + FoxP3 + Tregs, que constituyen alrededor del 50% de las células T CD4+ que se infiltran en el músculo, y controlan la inflamación muscular tras el daño tisular.
  • La homeostasis de Treg se ve afectada en avanzada debido al aumento de las tasas de rotación y la reducción del reclutamiento del grupo de células T circulantes (por lo menos en estudios de animales).

La función Treg depende de la señalización de IL-33. En el contexto del músculo esquelético, la IL-33 se expresa principalmente por células que se parecen a las células progenitoras fibro / adipogénicas en respuesta a la lesión tisular. A mayor edad, la señalización de IL-33 está significativamente disminuida debido a la expresión reducida de IL-33 y al número reducido de células similares a progenitoras fibro / adipogénicas secretoras de IL-33.

Además de promover la regeneración de los tejidos, los Treg son potentes reguladores de la inflamación capaces de suprimir la inflamación muscular. Por lo tanto, los defectos en la función Treg pueden promover el efecto catabólico de la inflamación en el músculo envejecido.

Además de Tregs, los macrófagos regulan la regeneración de tejidos y la inflamación en respuesta a una lesión. En base a los estímulos correspondientes, los macrófagos exhiben un continuo de fenotipos y pueden exhibir propiedades tanto pro y anti-inflamatorias.

Las células inmunes, en particular las Tregs infiltrantes del sistema inmune, son cruciales para mantener la homeostasis del músculo esquelético. Por lo tanto, es crucial identificar los mecanismos responsables del deterioro de Tregs asociado con la edad.

  • ¿Puede la sustitución de factores secretados por Tregs mejorar la patología del músculo esquelético?
  • ¿Las citocinas como la IL-2 pueden restaurar la función Treg en el músculo esquelético envejecido? ¿
  • Cuál es el papel de otros subconjuntos de células inmunes y sus alteraciones relacionadas con la edad?

La actividad deteriorada de los macrófagos anti-inflamatorios al pasar la edad contribuye tanto a la atrofia como a las respuestas inflamatorias del músculo esquelético. Sin embargo, están aún estudiando el mecanismo de acción de este proceso para comprender la compleja interacción entre las células del músculo esquelético y las células inmunes.

En conclusión, el músculo esquelético podría ser central en la patogénesis de la sarcopenia o pérdida muscular y la senescencia inmune. Las mioquinas, los factores unidos a la membrana y las interacciones entre células son posibles vías de comunicación afectadas por el envejecimiento del músculo esquelético y todo está relacionado al sistema inmune.

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