Muskeludvikling

Myogenese er dannelsen af muskelvæv under den embryonale udvikling fra stamceller i mesodermen.

Læringsmål

Beskriv processen med myogenese, dannelsen af muskelvæv

Nøglepunkter

Menneskelige embryonale stamceller er pluripotente, hvilket betyder, at de differentierer sig til alle celletyper, herunder muskelceller.
Muskelvæv dannes i embryoets mesodermlag som reaktion på signaler fra fibroblastvækstfaktor, serumresponsfaktor og calcium.
I tilstedeværelse af fibroblastvækstfaktor fusionerer myoblaster til flerkernede mytotuber, som danner grundlaget for muskelvæv.
Ubrugte myoblaster dedifferentierer til myosatellitceller, som forbliver i muskelfibrene, indtil der er behov for at differentiere til nye muskelceller, når en muskel er beskadiget eller stresset.
Myocytter er rørformede muskelceller eller -fibre, der udvikles fra myoblaster.
Myocytter er specialiserede som hjerte-, skelet- eller glatte muskelceller.

Nøglebegreber

myogenese: Dannelse af muskelvæv under udviklingen af et embryo.
mesoderm: Et af de tre vævslag i et embryon hos et metazo-dyr. Gennem den embryonale udvikling danner det mange indre organer hos det voksne dyr, herunder muskler, rygsøjle og kredsløbssystem.
myoblaster: En type embryonal stamcelle, der giver anledning til muskelceller.

Eksempler

Body builders forbedrer de naturlige udviklingsprocesser af myoblast muskelfusion og dedifferentiering til myosatellitter for dramatisk at øge myosatellitmassen og dermed muskelstørrelse og -vægt.

Embryogenese er den proces, hvorved embryoet dannes og udvikles, indtil det bliver til et foster.

Karakteristika ved embryoblaster

Skeletale satellitmuskelceller: Satellitceller er placeret mellem basalmembranen og sarkolemma (cellemembranen) i de enkelte muskelfibre. De er i stand til at differentiere og fusionere for at forstørre eksisterende muskelfibre og for at danne nye. Disse celler repræsenterer den ældste kendte niche af voksne stamceller og er involveret i normal muskelvækst samt regenerering efter skade eller sygdom.

Cellerne i den indre cellemasse (embryoblast), kendt som humane embryonale stamceller (hESC’er), differentierer sig til at danne fire strukturer: amnion, æggeblommesæk, allantois og selve embryonet. Humane embryonale stamceller er pluripotente, dvs. at de kan differentiere sig til alle de celletyper, der findes i det voksne menneske, og til alle de mellemliggende stamcelletyper, der i sidste ende bliver til de voksne cellelinjer. hESC’er er også udødelige; de kan dele sig og vokse i antal i det uendelige uden at gennemgå hverken differentiering eller cellulær aldring (cellulær senescens)

Den første differentiering af de hESC’er, der danner det egentlige embryo, sker i tre celletyper, der er kendt som kimlagene: ektoderm, mesoderm og endoderm. Ektodermen danner i sidste ende huden (herunder hår og negle), slimhinderne og nervesystemet. Mesodermen danner skelettet og musklerne, hjertet og kredsløbssystemet, urin- og forplantningssystemet og bindevævet i kroppen. Endodermen danner mave-tarmkanalen (mave og tarme), luftvejene og det endokrine system (lever og endokrine kirtler).

Myogeneseprocessen

Myogenese er dannelsen af muskelvæv, især under den embryonale udvikling. Muskelfibre dannes ved sammensmeltning af myoblaster til flerkernede fibre kaldet myotubes. I den tidlige embryonale udvikling formerer disse myoblaster sig, hvis der er nok fibroblastvækstfaktor (FGF) til stede. Når FGF’en løber ud, ophører myoblasterne med at dele sig og udskiller fibronectin på deres ekstracellulære matrix. Den anden fase består i, at myoblasterne bliver sat på linje til myotuberne. Tredje fase er selve cellefusionen. I denne fase er calciumioner afgørende for udviklingen. Myocytforstærkende faktorer (MEF’er) fremmer myogenese. Serumresponsfaktoren (SRF) spiller en central rolle under myogenesen, idet den er nødvendig for ekspressionen af tværstribede alfa-actin-gener. Ekspression af skeletal alfa-actin reguleres også af androgenreceptoren, hvilket betyder, at steroider kan regulere myogenese.

Karakteristika ved myoblaster

En myoblast er en type embryonale stamceller, der differentierer sig til at danne muskelceller. Skeletmuskelfibre dannes, når myoblaster smelter sammen, så muskelfibre har flere kerner. Fusionen af myoblaster er specifik for skeletmuskulatur (f.eks. biceps brachii), ikke for hjertemuskler eller glat muskulatur.

Mesoderm: Det embryonale lag, hvorfra muskelvæv udvikles, herunder hjertemuskel, skeletmuskelceller, tubuluscelle i nyren, røde blodlegemer og glat muskulatur i tarmen.

Myoblaster, der ikke danner muskelfibre, dedifferentierer tilbage til satellitceller (myosatellitceller). Disse celler forbliver ved siden af en muskelfiber, placeret mellem sarkolemmaet og endomysium (det bindevæv, der opdeler muskelfasciklerne i individuelle fibre). Satellitceller er i stand til at differentiere og fusionere for at forstørre eksisterende muskelfibre og danne nye. I uskadte muskler er størstedelen af satellitcellerne hvilende; de hverken differentierer sig eller gennemgår celledeling. Som reaktion på mekanisk belastning bliver satellitcellerne aktiveret og formerer sig i første omgang som skeletmyoblaster, inden de gennemgår myogen differentiering.

En myocyt (også kendt som muskelcelle eller muskelfiber) er den celletype, der findes i muskelvæv. Disse lange, rørformede celler opstår udviklingsmæssigt fra myoblaster for at danne muskler. Der findes forskellige specialiserede former af myocytter med forskellige egenskaber, bl.a. hjerte-, skelet- og glatte muskelceller. Kardiale myocytter genererer de elektriske impulser, der styrer hjerterytmen og andre funktioner.