Lihasten kehitys
Myogeneesi on lihaskudoksen muodostumista alkionkehityksen aikana mesodermin kantasoluista.
Oppimistavoitteet
Kuvaa myogeneesin eli lihaskudoksen muodostumisen prosessi
Keskeiset asiat
Keskeiset kohdat
- Ihmisen alkion kantasolut ovat pluripotentteja, mikä tarkoittaa, että ne erilaistuvat kaikentyyppisiksi soluiksi, mukaan lukien lihassolut.
- Lihaskudos muodostuu alkion mesodermikerroksessa vastauksena fibroblastikasvutekijän, seerumivastaustekijän ja kalsiumin antamiin signaaleihin.
- Fibroblastikasvutekijän läsnä ollessa myoblastit fuusioituvat monisydinisiksi mytotubeiksi, jotka muodostavat lihaskudoksen perustan.
- Käyttämättömät myoblastit dedifferentioituvat myosatelliittisoluiksi, jotka jäävät lihassyyn sisään, kunnes niitä tarvitaan erilaistumaan uusiksi lihassoluiksi lihaksen vaurioituessa tai rasittuessa.
- Myosyytit ovat putkimaisia lihassoluja tai -kuituja, jotka kehittyvät myoblasteista.
- Myosyytit ovat erikoistuneet sydän-, luusto- tai sileän lihaksen soluiksi.
Avaintermit
- myogeneesi: Lihaskudoksen muodostuminen alkion kehityksen aikana.
- mesodermi: Yksi kolmesta kudoskerroksesta metazoan eläimen alkiossa. Alkiokehityksen kautta se tuottaa monia aikuisen eläimen sisäelimiä, kuten lihakset, selkärangan ja verenkiertoelimistön.
- myoblastit: Alkion kantasolutyyppi, josta syntyy lihassoluja.
Esimerkkejä
Kehonrakentajat tehostavat myoblastien lihasten luonnollisia kehitysprosesseja eli lihaksen fuusioitumista ja dedifferentioitumista myosatelliiteiksi kasvattaakseen dramaattisesti myosatelliittimassaa ja siten lihaksen kokoa ja painoa.
Embryogeneesi on prosessi, jossa alkio muodostuu ja kehittyy, kunnes siitä tulee sikiö.
Embryoblastien ominaisuudet
Luuston satelliittilihassolu: Satelliittisolut sijaitsevat yksittäisten lihassäikeiden tyvikalvon ja sarkolemman (solukalvon) välissä. Ne pystyvät erilaistumaan ja fuusioitumaan lisätäkseen olemassa olevia lihassyitä ja muodostaakseen uusia. Nämä solut edustavat vanhinta tunnettua aikuisen kantasolurakennetta, ja ne osallistuvat lihaksen normaaliin kasvuun sekä uudistumiseen vamman tai sairauden jälkeen.
Sisäisen solumassan (embryoblastin) solut, joita kutsutaan ihmisen alkion kantasoluiksi (hESC), erilaistuvat muodostaen neljä rakennetta: amnionin, keltarauhaskotelon (keltarauhaskotelon), allantoosin (allantoosin) ja itse alkion. Ihmisen alkion kantasolut ovat pluripotentteja, toisin sanoen ne voivat erilaistua mihin tahansa aikuisen ihmisen solutyyppiin ja mihin tahansa esiasteen solutyyppiin, joista lopulta muodostuu aikuisen solulinjoja. hESC-solut ovat myös kuolemattomia; ne voivat jakautua ja niiden määrä voi kasvaa loputtomiin ilman, että ne erilaistuvat tai vanhenevat (solujen vanheneminen).
HESC-solujen ensimmäinen erilaistuminen, josta muodostuu varsinainen alkio, tapahtuu kolmessa solutyypissä, joita kutsutaan sukukerroksiksi: ektodermi, mesodermi ja endodermi. Ektodermi muodostaa lopulta ihon (mukaan lukien hiukset ja kynnet), limakalvot ja hermoston. Mesodermi muodostaa luuston ja lihakset, sydämen ja verenkiertoelimistön, virtsa- ja lisääntymisjärjestelmän sekä sidekudokset kehon sisällä. Endodermi muodostaa ruoansulatuskanavan (vatsa ja suolisto), hengitystiet ja hormonitoiminnan (maksa ja hormonirauhaset).
Myogeneesin prosessi
Myogeneesi on lihaskudoksen muodostumista erityisesti alkionkehityksen aikana. Lihassyyt muodostuvat myoblastien fuusioitumisesta monisoluisiksi kuiduiksi, joita kutsutaan myotubeiksi. Varhaisessa alkionkehityksessä nämä myoblastit lisääntyvät, jos läsnä on riittävästi fibroblastien kasvutekijää (FGF). Kun FGF loppuu, myoblastit lopettavat jakautumisen ja erittävät fibronektiinia solunulkoiseen matriisiinsa. Toisessa vaiheessa myoblastit järjestäytyvät myotubeiksi. Kolmas vaihe on varsinainen solufuusio. Tässä vaiheessa kalsiumionit ovat kriittisiä kehityksen kannalta. Myosyyttejä vahvistavat tekijät (MEF) edistävät myogeneesiä. Seerumivastaustekijällä (SRF) on keskeinen rooli myogeneesin aikana, sillä sitä tarvitaan raidallisen alfa-aktiinin geenien ilmentymiseen. Luuston alfa-aktiini-ekspressiota säätelee myös androgeenireseptori, mikä tarkoittaa, että steroidit voivat säädellä myogeneesiä.
Myoblastien ominaisuudet
Myoblasti on alkion esiasteen solutyyppi, joka erilaistuu lihassoluiksi. Luurankolihaskuidut syntyvät, kun myoblastit sulautuvat yhteen, joten lihassyissä on useita tumia. Myoblastien fuusio on spesifistä luurankolihakselle (esim. hauislihas), ei sydän- tai sileälle lihakselle.
Mesodermi: Alkion kerros, josta lihaskudokset kehittyvät, mukaan lukien sydänlihas, luustolihassolut, munuaisten tubulussolut, punasolut ja suoliston sileä lihas.
Myoblastit, jotka eivät muodosta lihassyitä, dedifferentioituvat takaisin satelliittisoluiksi (myosatelliittisoluiksi). Nämä solut jäävät lihassyiden viereen, sarkolemman ja endomysiumin (sidekudos, joka jakaa lihasfaskikkelit yksittäisiksi kuiduiksi) väliin. Satelliittisolut pystyvät erilaistumaan ja fuusioitumaan lisätäkseen olemassa olevia lihassyitä ja muodostaakseen uusia. Vaurioitumattomassa lihaksessa suurin osa satelliittisoluista on rauhallisia; ne eivät erilaistu eivätkä jakaudu. Mekaanisen rasituksen vaikutuksesta satelliittisolut aktivoituvat ja lisääntyvät aluksi luuston myoblasteina ennen kuin ne erilaistuvat myogeenisesti.
Myosyytti (tunnetaan myös nimellä lihassolu tai lihassyyt) on lihaskudoksessa esiintyvä solutyyppi. Nämä pitkät, putkimaiset solut syntyvät kehityskulkuisesti myoblasteista muodostaen lihaksia. Myosyyttejä on erilaisia erikoistuneita muotoja, joilla on erilaisia ominaisuuksia, kuten sydän-, luuranko- ja sileät lihassolut. Sydämen myosyytit tuottavat sähköimpulsseja, jotka ohjaavat sydämen sykettä ja muita toimintoja.