Vývoj svalů

Myogeneze je tvorba svalové tkáně během embryonálního vývoje z kmenových buněk v mezodermu.

Cíl výuky

Popis procesu myogeneze, tvorby svalové tkáně

Klíčové poznatky

Klíčové body

Lidské embryonální kmenové buňky jsou pluripotentní, což znamená, že se diferencují ve všechny typy buněk, včetně svalových.
Svalová tkáň se tvoří v mezodermové vrstvě embrya v reakci na signály fibroblastového růstového faktoru, faktoru sérové odpovědi a vápníku.
V přítomnosti fibroblastového růstového faktoru se myoblasty spojují ve vícejaderné mytotuby, které tvoří základ svalové tkáně.
Nevyužité myoblasty se dediferencují na myosatelitní buňky, které zůstávají ve svalovém vlákně, dokud není potřeba, aby se při poškození nebo zátěži svalu diferencovaly na nové svalové buňky.
Myocyty jsou trubicovité svalové buňky nebo vlákna, které se vyvíjejí z myoblastů.
Myocyty jsou specializované jako srdeční, kosterní nebo hladké svalové buňky.

Klíčové pojmy

myogeneze:
mezoderm: Tvorba svalové tkáně během vývoje embrya: Jedna ze tří vrstev tkání v embryu metazoí živočichů. Během embryonálního vývoje vytváří mnoho vnitřních orgánů dospělého jedince, včetně svalů, páteře a oběhového systému.
myoblasty:

Příklady

Tělotvorné látky posilují přirozené vývojové procesy fúze myoblastů a dediferenciace do myosatelitů, čímž výrazně zvyšují hmotnost myosatelitů, a tím i velikost a hmotnost svalů.

Embryogeneze je proces, při kterém vzniká a vyvíjí se embryo, až se z něj stane plod.

Charakteristika embryoblastů

Satelitní buňky kosterního svalu: Satelitní buňky se nacházejí mezi bazální membránou a sarkolemou (buněčnou membránou) jednotlivých svalových vláken. Jsou schopny diferenciace a fúze, čímž zvětšují stávající svalová vlákna a vytvářejí nová. Tyto buňky představují nejstarší známou niku dospělých kmenových buněk a podílejí se na normálním růstu svalu i na regeneraci po poranění nebo nemoci.

Buňky vnitřní buněčné hmoty (embryoblast), známé jako lidské embryonální kmenové buňky (hESC), se diferencují a vytvářejí čtyři struktury: amnion, žloutkový váček, allantois a vlastní embryo. Lidské embryonální kmenové buňky jsou pluripotentní, to znamená, že se mohou diferencovat v kterýkoli z typů buněk přítomných v dospělém člověku a v kterýkoli z přechodných typů progenitorových buněk, které se nakonec změní v dospělé buněčné linie. HESC jsou také nesmrtelné; mohou se dělit a zvyšovat svůj počet donekonečna, aniž by procházely diferenciací nebo buněčným stárnutím (buněčnou senescencí).

První diferenciace hESC, které tvoří vlastní embryo, probíhá ve tři buněčné typy známé jako zárodečné vrstvy: ektoderm, mezoderm a endoderm. Z ektodermu se nakonec vytvoří kůže (včetně vlasů a nehtů), sliznice a nervový systém. Mezoderm tvoří kostru a svaly, srdce a oběhový systém, močový a reprodukční systém a pojivové tkáně uvnitř těla. Endoderm tvoří gastrointestinální trakt (žaludek a střeva), dýchací cesty a endokrinní systém (játra a žlázy s vnitřní sekrecí).

Proces myogeneze

Myogeneze je tvorba svalové tkáně, zejména během embryonálního vývoje. Svalová vlákna vznikají splynutím myoblastů do vícejaderných vláken zvaných myotuby. V raném embryonálním vývoji se tyto myoblasty množí, pokud je přítomen dostatek fibroblastového růstového faktoru (FGF). Když FGF dojde, myoblasty se přestanou dělit a vylučují fibronektin na svou extracelulární matrix. Druhá fáze zahrnuje uspořádání myoblastů do myotub. Třetí fází je samotné splynutí buněk. V této fázi jsou pro vývoj rozhodující vápenaté ionty. Faktory posilující myocyty (MEF) podporují myogenezi. Hlavní roli během myogeneze hraje faktor sérové odpovědi (SRF), který je nezbytný pro expresi genů pro příčně pruhovaný alfa-aktin. Exprese kosterního alfa-aktinu je také regulována androgenním receptorem, což znamená, že steroidy mohou regulovat myogenezi.

Charakteristika myoblastů

Myoblast je typ embryonální progenitorové buňky, která se diferencuje na svalové buňky. Kosterní svalová vlákna vznikají splynutím myoblastů, takže svalová vlákna mají více jader. Splynutí myoblastů je specifické pro kosterní sval (např. biceps brachii), nikoli pro srdeční nebo hladký sval.

Mezoderma: Embryonální vrstva, z níž se vyvíjejí svalové tkáně, včetně srdečního svalu, buněk kosterního svalstva, tubulárních buněk ledvin, červených krvinek a hladké svaloviny ve střevech.

Myoblasty, které netvoří svalová vlákna, se dediferencují zpět na satelitní (myosatelitní) buňky. Tyto buňky zůstávají přilehlé ke svalovému vláknu a nacházejí se mezi sarkolemou a endomysiem (pojivová tkáň, která rozděluje svalové fascikly na jednotlivá vlákna). Satelitní buňky jsou schopny se diferencovat a slučovat, aby zvětšily stávající svalová vlákna a vytvořily nová. V nepoškozeném svalu je většina satelitních buněk klidná; nediferencují se ani nepodléhají buněčnému dělení. V reakci na mechanickou zátěž se satelitní buňky aktivují a zpočátku proliferují jako kosterní myoblasty, než projdou myogenní diferenciací.

Myocyt (známý také jako svalová buňka nebo svalové vlákno) je typ buňky, který se nachází ve svalové tkáni. Tyto dlouhé, trubicovité buňky vznikají vývojově z myoblastů a tvoří svaly. Existují různé specializované formy myocytů s různými vlastnostmi, včetně srdečních, kosterních a hladkých svalových buněk. Srdeční myocyty vytvářejí elektrické impulzy, které řídí srdeční frekvenci a další funkce.