Aufkommende Rollen von ER-Stress und Signalwegen der Unfolded Protein Response bei Gesundheit und Erkrankungen der Skelettmuskulatur

Die Skelettmuskulatur ist das am häufigsten vorkommende Gewebe im menschlichen Körper und kann ihre Masse als Folge von körperlicher Aktivität, Stoffwechsel, Wachstumsfaktoren und Krankheitszuständen anpassen. Die Skelettmuskulatur enthält ein ausgedehntes Netzwerk des endoplasmatischen Retikulums (ER), das als sarkoplasmatisches Retikulum bezeichnet wird und eine wichtige Rolle bei der Regulation der Proteostase und Kalziumhomöostase spielt. In vielen Zelltypen führen Umweltfaktoren und genetische Faktoren, die die ER-Funktion stören, zu einer Akkumulation fehlgefalteter und ungefalteter Proteine im ER-Lumen, was letztlich zu ER-Stress führt. Um den Stress zu lindern und die Homöostase wiederherzustellen, aktiviert das ER ein Signalnetzwerk, das als Unfolded Protein Response (UPR) bezeichnet wird. Die UPR besitzt drei Arme, die die Proteinsynthese und die Expression vieler ER-Chaperone und regulatorischer Proteine regulieren. Die Rolle der einzelnen UPR-Signalwege in der Skelettmuskulatur wird jedoch erst seit Kurzem erforscht. Neuere Studien deuten darauf hin, dass UPR-Signalwege eine entscheidende Rolle bei der Homöostase von Muskelstammzellen, der myogenen Differenzierung und der Regeneration verletzter Skelettmuskulatur spielen. Darüber hinaus werden Marker für ER-Stress und die UPR in der Skelettmuskulatur unter verschiedenen Bedingungen wie körperlicher Betätigung, Denervation, Nahrungsmangel, fettreicher Ernährung, Tumorkachexie und Alterung aktiviert. Zunehmende Evidenz deutet auch darauf hin, dass ER-Stress eine wichtige Rolle bei der Pathogenese entzündlicher Myopathien und genetischer Muskelerkrankungen spielen könnte. Ziel dieses Übersichtsartikels ist es, die Rolle und potenziellen Mechanismen zu diskutieren, über die ER-Stress und die einzelnen Arme der UPR die Bildung, Plastizität und Funktion der Skelettmuskulatur unter verschiedenen physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen regulieren.