Il Mechano growth factor (MGF) indotto dall’esercizio come stimolo della proliferazione delle cellule staminali muscolari e nella prevenzione del danno cartilagineo degenerativo
1. Mechano Growth Factor: a putative product of IGF1 Gene expression involved in tissue repair and regeneration
Endocrinology 2010 Mar: 151
Ronald W Matheny, Jr Bradley C. Nindl, Martin L Adam
Questa presentazione, parte del corso di formazione di istruttori primo livello, analizza le funzioni dell’isoforma IGF1Ec (umana) sulla proliferazione cellulare indotta dall’esercizio fisico.
L’IGF1 ha diverse “versioni” chiamati splicing alternativi della sua forma nativa il pro-IGF1. Diverse isoforme vengono prodotte in diversi tessuti con diverse funzioni a partire da splicing alternativi degli esoni 4-5-6 del gene dell’IGF1.
Il MGF è una variante dell’IGF (IGF1Ec umana, nel topo IGF1Eb).
Quando i tessuti muscolari vengono danneggiati o allungati il livello dell’IGF1-Ec aumenta.
Giacché lìisoforma IGF1-Ec aumenta in caso di danno meccanico al muscolo si è chiamato Mechano Growth factor.
L’idea è che durante un danno acuto seguente all’esercizio di resistenza o ad un trauma (anche allungamento) il livello di IGF1-Ec aumenta. Dopo alcuni giorni il livello di Ec diminuisce mentre aumenta il livello dell’isoforma principale IGF1Ea.
Questo Shift di isoforme coincide con la prima parte di proliferazione delle cellule satelliti e con la seconda fase di differenziazione delle cellule satelliti (Mioblasti).
Durante la prima ondata di MGF (Ec) viene indotta la proliferazione di cellule satelliti che forniranno la base per la formazione di precursori miogenici per la riparazione muscolare.
Durante la seconda ondata di IGF1-Ea viene indotta la maturazione delle cellule staminali in mioblasti.
Molto interessante il dato che MGF attivi le cellule staminali muscolari (e i cardiomiociti) attraverso interazione con ERK ( Ras-Raf-MEK-ERK) una via condivisa dal EGF, FGF che porta all’attivazione della replicazione cellulare, anche bloccando il recettore dell’IGF1.
2. Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55(5): 701–712
The role of mechano growth factor in chondrocytes and cartilage defects: a concise review
Y Liu et al.
Il ruolo del MGF nella cartilagine e nei difetti di cartilagine.
L’MGF è un isoforma dell’IGF1 che media le risposte cellulari allo stress meccanico ed è altamente espresso nella capsula articolare dai condrociti, soprattutto nella cartilagine danneggiata da traumi o da processi degenerativi. La cartilagine è estremamente importante assorbire lo stress meccanico e distribuirlo sul sottostante tessuto osseo, ma la sua capacità rigenerativa è limitata dall’assenza del network vascolare, linfatico e nervoso a questo livello. In questa review è stata analizzata la capacità del MGF nell’indurre proliferazione, migrazione, differenziazione, reazioni infiammatorie e apoptosi a livello dei condrociti.
Nella normale fisiologia il MGF risponde al carico per adeguare il tessuto cartilagineo alle sollecitazioni meccaniche, sottolineando che il network di citochine, miochine, adipochine e fattori di crescita stimolato dall’allenamento permette ai tessuti ossei, tendine e cartilaginei di adattarsi al carico crescente.
3. Bioscience Reports (2019) 39 BSR20182462
Mechano growth factor attenuates mechanical overload-induced nucleus pulposus cell apoptosis through inhibiting the p38 MAPK pathway Qing Xu et al
Anche in questa review viene analizzato il ruolo del MGF nella prevenzione della degenerazione dei dischi intervertebrali.
Il sovraccarico cronico articolare è responsabile della degenerazione dei dischi intervertebrali. Il meccanismo è l’apoptosi cellulare nei condrociti. Il MGF ha dimostrato di inibire l’apoptosi dei cheratinociti indotta dal sovraccarico. Questo studio ha analizzato l’effetto dell’infusione del MGF nei nuclei polposi su cellule di nucleo polposo in coltura sottoposte a stress meccanico. I livelli di proteine infiammatorie, pro apoptotiche sono state analizzate sia nelle cellule trattate con MGF che in quelle non trattate. Si è riscontrato un significativo decremento dei markers di infiammazione e di apoptosi.
Se il sovraccarico cronico causa la degenerazione articolare e dei dischi intervertebrali, l’allenamento con sovraccarico progressivo stimolando la produzione di MGF riesce a prevenire i danni dell’osteoartrosi e della degenerazione articolare.