Las células satélite son un tipo de células que NO están diferenciadas, es decir, no son células musculares, neuronas o cualquier otro tipo de células, no obstante, pueden convertirse con el estímulo apropiado en una célula diferenciada, como por ejemplo una célula muscular o fibra muscular. El descubrimiento en 1961 de las células satélite por Alexander Mauro, representó un paso importante en el estudio de la respuesta adaptativa humana al ejercicio. Mauro denominó a estas células con este nombre porque se encuentran ubicadas en la periferia de la fibra muscular esquelética y a su asociación íntima con la membrana plasmática de las miofibras.
El músculo esquelético es estable en condiciones normales, con solo una fusión esporádica de células satélite para compensar el cambio muscular causado por el desgaste diario. Sin embargo, el músculo esquelético tiene una capacidad notable para regenerarse después de una lesión. En respuesta a una lesión, el músculo esquelético sufre una degeneración altamente orquestada y un proceso regenerativo que tiene lugar a nivel tisular, celular y molecular. Esto da como resultado la reforma del músculo contráctil vascularizado. Este proceso de regeneración depende en gran medida de la interacción dinámica entre las células satélite y su entorno (nicho de células madre). Durante el último medio siglo, los avances en biología molecular, biología celular y genética han mejorado enormemente nuestra comprensión de la regeneración del músculo esquelético. En particular, una extensa investigación sobre las células satélite y su nicho ha aclarado muchos mecanismos celulares y moleculares que subyacen a la regeneración del músculo esquelético. Estos estudios han contribuido al desarrollo de estrategias terapéuticas. Estas estrategias sirven para aliviar las condiciones fisiológicas y patológicas asociadas con la pobre regeneración muscular observada en la sarcopenia y la distrofia muscular.
La regeneración muscular ocurre en tres etapas secuenciales pero superpuestas: 1) la respuesta inflamatoria; 2) la activación, diferenciación y fusión de células satélite; y 3) la maduración y remodelación de las miofibras recién formadas.
Cuando las células musculares sufren lesiones, se liberan células satélite inactivas desde debajo de la membrana basal. Se activan y vuelven a ingresar al ciclo celular. Estas células en división se conocen como el "grupo amplificador de tránsito" antes de someterse a la diferenciación miogénica para formar nuevos miotubos (post-mitóticos). También hay evidencia que sugiere que estas células son capaces de fusionarse con miofibras existentes para facilitar el crecimiento y la reparación. Las células satélite proliferan después de un traumatismo muscular y forman nuevas miofibras a través de un proceso similar al desarrollo del músculo fetal. Después de varias divisiones celulares, las células satélite comienzan a fusionarse con los miotubos dañados y experimentan más diferenciaciones y maduración con núcleos periféricos.
La activación de células satélites se mide por el grado de proliferación y diferenciación. Típicamente, el contenido de células satélites se expresa por fibra muscular o como un porcentaje del contenido nuclear total, la suma de núcleos de células satélites. Si bien la respuesta adaptativa al ejercicio varía en gran medida de forma individual en factores como la genética, la edad, la dieta, la aclimatación al ejercicio y el volumen del ejercicio, los estudios han demostrado tendencias generales.
Al final de la regeneración muscular, las miofibras recién formadas aumentan de tamaño y las células satélites se mueven hacia la periferia de la fibra muscular. En condiciones normales, los músculos regenerados son morfológica y funcionalmente indistinguibles de los músculos no dañados.
Los estudios han demostrado que tanto el entrenamiento de resistencia muscular como el entrenamiento aeróbico han producido un mayor número de células satélite. Estos resultados sugieren que un régimen de entrenamiento ligero y de resistencia puede ser útil para contrarrestar la disminución de las células satélite relacionadas con la edad.
