Somatic stem cells expand massively during tissue regeneration, which might require control of cell fitness, allowing elimination of non-competitive, potentially harmful cells. How or if such cells are removed to restore organ function is not fully understood. Here, we show that a substantial fraction of muscle stem cells (MuSCs) undergo necroptosis because of epigenetic rewiring during chronic skeletal muscle regeneration, which is required for efficient regeneration of dystrophic muscles. Inhibition of necroptosis strongly enhances suppression of MuSC expansion in a non-cell-autonomous manner. Prevention of necroptosis in MuSCs of healthy muscles is mediated by the chromatin remodeler CHD4, which directly represses the necroptotic effector Ripk3, while CHD4-dependent Ripk3 repression is dramatically attenuated in dystrophic muscles. Loss of Ripk3 repression by inactivation of Chd4 causes massive necroptosis of MuSCs, abolishing regeneration. Our study demonstrates how programmed cell death in MuSCs is tightly controlled to achieve optimal tissue regeneration.

Introduction

Skeletal muscle regeneration provides a paradigmatic example for the decisive role of tissue-resident stem cells and the necessity of cellular interactions to achieve organ restoration. Muscle stem cells (MuSCs; also known as satellite cells) are indispensable for muscle regeneration but require assistance and instructions from fibroblasts, endothelial cells, fibroadipogenic progenitor cells (FAPs), and immune cells, among others (Charge´ and Rudnicki, 2004; Tidball, 2011; Relaix and Zammit, 2012). Such cells not only provide critical support for MuSCs, enabling their expansion, but might also promote secondary cell death (Saclier et al., 2013; Latroche et al., 2015; Tidball and Villalta, 2010; Joe et al., 2010; Forbes and Rosenthal, 2014). Secondary cell death is not necessarily harmful but might elicit beneficial effects. For example, programmed cell death in FAPs, induced by TNFreleasing inflammatory macrophages, limits fibrosis in acutely damaged skeletal muscles (Lemos et al., 2015). Moreover, MuSCs might engage in a battle of the ‘‘survival of the fittest’’ to ensure that damaged or less fit stem cells are eliminated (Bowling et al., 2019). It has been proposed that tissue stem cells are routinely lost and replaced in a process called neutral cell competition, but many questions related to such a machinery, including the mechanisms by which unfit cells are removed, have yet to be answered (Klein and Simons, 2011). At present, it is not known whether and to what extent MuSCs succumb to programmed cell death in acutely damaged and continuously regenerating dystrophic muscles.

1- Introduction

2- Method

3- Results

4- Discussion

5- Conclusion

References

Abstract

Purpose: To examine whether rest intervals of different durations (“High Rest, Low Frequency” v. “Low Rest, High Frequency”), and load at different force exertion levels with different repetition frequencies (“High Load, Low Repetition” v. “Low Load, High Repetition”) have an impact on muscle micro-trauma, as such micro-trauma over repetitive loading and long-term muscle overuse can lead to musculoskeletal disorders (MSDs).
Method: Twenty-four adult males (mean age: 24.1 years; 3.6 SD) were randomly assigned to one of 4 bicep muscle eccentric exercise treatment groups (n = 6; “High Load, Low Repetition; High Rest, Low Frequency”, “High Load, Low Repetition; Low Rest, High Frequency”, “Low Load, High Repetition; High Rest, Low Frequency”, or “Low Load, High Repetition; Low Rest, High Frequency”) with non-dominant arm to induce muscle micro-trauma reactions in serum. Subjects in all treatment groups had equivalent total work volume, total rest duration and total work duration for comparison of muscle micro-trauma between and within the treatment groups. Muscle micro-trauma biomarker serum Creatine Kinase (CK) level was measured pre-exercise (Day 0) and post-exercise on Days 1, 2, 4, and 8. ANOVA with repeated measures was used to examine significance of rest and load-repetition combination over pre and post experiment days, as well as possible interactions.
Result: CK levels fluctuated significantly across different “Day” (P = 0.0115). Interaction was disordinal and significant between “Day” and “Rest” (P = 0.0000), and “Load” and “Rest” (P = 0.0322). Under “High Load, Low Repetition” condition, CK levels on Day 4 were significantly higher than on Days 0 and 2; CK levels on Day 8 were significantly higher than Day 0. CK level peaked on Day 4. Under “Low Rest” Condition, CK level on Days 4 and 8 are significantly higher than Day 0.
Conclusion: Shorter but more frequent rest intervals led to more extreme muscle micro-traumatic responses than the longer but less frequent ones, especially under “High Load, Low Repetition” condition when non-dominant bicep brachii was subscribed with eccentric exercise regimen.
Relevance: to industry The exploration of how rest scheduling affects progression of microtrauma from a biomechanical and molecular level in this study furthers current understanding of the early stage development of WMSDs. With future studies’ further research and confirmation, the findings of this study may be able to serve as a first attempt to guide shift scheduling and job design at manufacturing facilities.

Introduction

The US Department of Labor defines work-related Musculoskeletal Disorders (WMSDs) as musculoskeletal system and connective tissue diseases and disorders, involving overexertion, repetitive motion and vibration that lead to living tissue sprains, strains, tears, as well as pain, swelling, and numbness. MSDs represent one of the leading causes of lost workdays in industry and are associated with major economic costs. Occupational Safety and Health Administration (OSHA) estimated that “work-related MSDs in the United States account for over 600,000 injuries and illnesses and 34 percent of all lost workdays reported to the Bureau of Labor Statistics (BLS, 2016). These disorders now account for one out of every three dollars spent on workers’ compensation. It is estimated that employers spend as much as 20 billion dollars a year (U.S.) on direct costs for MSD-related workers’ compensation, and up to five times that much for indirect costs, such as those associated with hiring and training replacement workers” (OSHA, 2014).

مقاله سال 2016

حفظ و نگهداری از توده و عملکرد مختص ماهیچه های اسکلتی برای پیشگیری از بیماری ها، تحرک و کیفیت زندگی و متابولیسم کلی بدن مورد نیاز می باشد. تمرینات و حرکات مقاومتی به عنوان تنظیم کننده ی اصلی و عمده در جهت ارتقا و بهبود سطح تولید (سنتز) پروتئین ماهیچه ای و افزایش حجم توده ی ماهیچه ای شناخته شده است. تغییر و تحول در شدت و سختی تمرینات، حجم آن ها و همچنین میزان استراحت آن ها منجر به ایجاد نوعی سازگاری و تطابق می شود که براساس آن مقدار و حجم توده ی عضلانی افزایش خواهد یافت (ماهیچه رشد می کند). تحریک انقباضی در ماهیچه ها که در حین شدت های مختلف تمرینات مقاومتی رخ می دهد، می تواند منجر به پاسخ های بیوشیمیایی متنوعی گردد که به نوبه ی خود در تنظیم نرخ سنتز یا تولید پروتئین ایفای نقش خواهند کرد، فرایندی که با نام انتقال مکانیکی یا مکانوترانسداکشن شناخته می شود.

در سطح سلولی، سازگاری و تطابق ماهیچه های اسکلتی ظاهرا منجر به وارد شدن آثار تجمعی تغییرات گذار در بیان ژن ها می شود که ناشی از دوره های تمرینی سخت و فشرده است. بنابراین، حداکثرسازی و ماکزیمم کردن پاسخ های آنابولیک القایی (تولید شده)- توسط تمرینات مقاومتی می تواند باعث ایجاد بزرگترین پتانسیل ممکن برای سازگاری هیپرتروفیک با تمرین کردن گردد. مکانیزم های دخیل در تغییر و تبدیل سیگنال های مکانیکی به وقایع و اتفاقات مولکولی که به کنترل نرخ رشد ماهیچه ها می پردازند هنوز به طور کامل شناخته نشده است؛ اما با این حال، به نظر می رسد که سنتز و تولید پروتئین ماهیچه ی اسکلتی به وسیله ی نوعی فاکتور فسفوریله سازی چند پروتئینی با نام mTORC1 تنظیم می گردد (هدف پستانداران/مکانیکی مربوط به کمپلکس 1).

هدف از این بازبینی در واقع ارزیابی و بررسی پاسخ های فیزیولوژیکی در مقابل تمرینات مقاومتی، با تاکید خاصی بر پاسخ غدد درون ریز و سیگنال دهی آنابولیک درون عضلانی از طریق mTORC1 می باشد. در ظاهر به نظر می رسد که پروتوکول های تمرینات مقاومتی که باعث حداکثرسازی بکارگیری فیبر، زمان تحت تنش (در معرض تنش بودن) و تنش های متابولیکی می شوند، علاوه بر این نقش ها در حداکثرسازی سیگنال دهی آنابولیک درون عضلانی نیز ایفای نقش خواهند کرد؛ اما به هر حال، پارامترهای تمرینی مقاومتی برای حداکثرسازی و ماکزیمم کردن پاسخ های آنابولیک همچنان ناشناخته باقی مانده است.

1. مقدمه
حفاظت و نگهداری از توده و عملکرد مناسب ماهیچه های اسکلتی برای جلوگیری و پیشگری از بیماری ها، تحرک و بهبود کیفیت زندگی و همچنین متابولیسم کلی بدن فرد بسیار ضروری و حیاتی می باشد. توده ی ماهیچه ای اسکلتی علاوه بر این نقش ها، به منظور افزایش سطح عملکرد جسمی، افزایش حجم بدن، و بهبود زیبایی و خوش اندامی همواره به شکلی بسیار ویژه مورد توجه ورزشکاران قرار گرفته است. تعادل بین سنتز و تجزیه ی پروتئین های ماهیچه ای، عامل اصلی حکمفرما بر بزرگ شدن و افزایش حجم توده ی ماهیچه ای می باشدو اگر مقدار تولید و سنتز پروتئین فراتر از تجزیه ی آن باشد، می توان نوعی افزایش را در توده ی ماهیچه ای مشاهده کرد. ظاهرا نرخ سنتز پروتئین و فرایند آن، پیچیده تر و داینامیک تر از فرایند تجزیه ی آن ها می باشد، این مطلب به نوبه ی خود نشان می دهد که رشد ماهیچه های اسکلتی در ابتدا به وسله ی تنظیم سنتز و تولید پروتئین کنترل و هدایت می گردد.

مقاله سال 2016

بیماران و روش. در این جستجوی اکتشافی ما اثرات FES را بر زمان انتقال کامل روده (WGTT) و زمان انتقال کولون (CTT)، مورد مطالعه قرار دادیم. به علاوه ، ما اثر درمان را بر کیفیت زندگی مرتبط با یبوست ، و استفاده از ملین ها و استفاده از روش های دستی تخلیه روده ارزیابی کردیم. FES برای مدت 30 دقیقه دو بار در روز در یک دوره شش ماهه اعمال گردید. چهار زن مورد مطالعه قرار گرفتند.

نتایج: کیفیت زندگی مرتبط با CTT و WGTT در کلیه بیماران بهبود یافت. استفاده بیماران از ملین ها کاهش یافت. هیچ اثرات منفی از کاربرد FES گزارش نگردید.

نتیجه گیری: یافته های حاصل از این مطالعه پایلوت نشان داد که FES به کار برده شده برای عضلات شکم ممکن است یک شوه درمانی موثر برای یبوست مزمن شدید در بیماران مبتلا به ام اس باشد.

1.مقدمه
یبوست مزمن مقاوم به درمان های پزشکی در بین بیماران مبتلا به مولتیپل اسکلروزیس (ام اس) شایع است. آن در 43 % از بیماران گزارش گردیده است و شیوع بالای آن با شدت بیماری یا بیماری زایی در نخاع ارتباط ندارد. یبوست مزمن در بیماران مبتلا به ام اس اغلب با افزایش بیماری زایی همراه است. برای مثال داس گوپتا و فولر یافتند که بیماران ام اس سه تا چهار برابر احتمال بیشتری دارد که نسبت به سایر بیماران با سایر بیماری های نورولوژیک برای مدفوع گیر گرده و مگا کولون در بیمارستان پذیرش گردند. علاوه برآن یبو ست مزمن باعث کاهش کیفیت زندگی و مشارکت اجتماعی می گردد. در یک مطالعه اخیر 47% از بیماران ام اس گزارش کردند که آنها مجبور به تغییر ات سبک زندگی شده اند و 15 % مجبور شدند شغل خود را به خاطر تاثیر یبوست بر فعالیت های طبیعی روزانه آنها ، رها کنند. همچنین ممکن است یبوست مزمن شدید، زندگی جنسی بیمارو روابط خصوصی را نیز تحت تاثیر قرار دهد .