Die Rolle der Sauerstoffradikale bei der Laktat-induzierten Differenzierungsverzögerung von C2C12-Myoblasten

Satellitenzellen, die Stammzellen der Muskulatur, liegen ruhend unter der Basalmembran des Muskelgewebes. Sie können bei Bedarf über verschiedene Signale aktiviert werden und leisten einen essentiellen Beitrag zur Regeneration des beschädigten Muskelgewebes bzw. zur Hypertrophie/-plasie durch Training. Einmal aktiviert, proliferieren die Satellitenzellen, um anschließend zu Myotuben bzw. mit bereits bestehenden Muskelfasern zu fusionieren.
Laktat (La) löst verschiedene Adaptationsmechanismen in der Muskulatur aus. So kommt es z.B. zu einer Erhöhung der Genexpression für den Laktattransporter MCT-1, sowie der mitochondrialen Biogenese durch eine erhöhte PGC-1α-Expression. Eine Klärung der zugrunde liegenden Mechanismen steht jedoch noch aus. Es wird allerdings vermutet, dass die Aktivierung der Signalwege aufgrund einer Verschiebung des Redoxpontentials, verursacht durch eine erhöhte Sauerstoffradikal(ROS)-produktion, erfolgt.
Um zu untersuchen, welche Bedeutung die ROS bei der Vermittlung des La-Effekts haben, wurden C2C12 Myoblasten für 2h täglich über einen Zeitraum von 5 Tagen mit La-haltigem Medium inkubiert. Untersucht wurden anschließend die Marker für die Skelettmuskeldifferenzierung Pax-7, Myf5, MyoD, Myogenin und Myosinschwerekette (MHC). Des Weiteren wurden Zellen für 2h mit La-Medium behandelt und 6h nach Inkubationsende die mRNA isoliert. Mittels RT-PCR wurde die Genexpression der o.g. Proteine analysiert. Zusätzlich wurden Zellen mit La-Medium, welches die Antioxidantien Ascorbinsäure, N-Acetylcystein oder Linolensäure enthielt, behandelt.
Die Versuche ergaben, dass La die Expression von Myogenin und MHC hemmt, während die Expression von Myf5 und MyoD unverändert bleibt. Diese Beobachtungen konnten auf Proteinebene bestätigt werden. Durch eine Zugabe der Antioxidantien konnten die Effekte aufgehoben werden.
Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass La die Differenzierung von Myoblasten verzögert. Dies scheint - zumindest zum Teil - ein ROS-vermittelter Effekt zu sein, da dieser unter der Zugabe von Antioxidantien unterbunden wird.