Sviluppo muscolare

La miogenesi è la formazione di tessuto muscolare durante lo sviluppo embrionale dalle cellule staminali del mesoderma.

Obiettivi di apprendimento

Descrivere il processo di miogenesi, la formazione del tessuto muscolare

Punti chiave

Le cellule staminali embrionali umane sono pluripotenti, cioè si differenziano in tutti i tipi di cellule, comprese quelle muscolari.
Il tessuto muscolare si forma nello strato del mesoderma dell’embrione in risposta ai segnali del fattore di crescita dei fibroblasti, del fattore di risposta del siero e del calcio.
In presenza del fattore di crescita dei fibroblasti, i mioblasti si fondono in miotubi multinucleati, che costituiscono la base del tessuto muscolare.
I mioblasti inutilizzati si dedifferenziano in cellule miosatellite, che rimangono nella fibra muscolare fino a quando non sono necessarie per differenziarsi in nuove cellule muscolari quando un muscolo è danneggiato o stressato.
I miociti sono cellule muscolari tubolari o fibre che si sviluppano dai mioblasti.
I miociti sono specializzati come cellule muscolari cardiache, scheletriche o lisce.

Termini chiave

Miogenesi: La formazione di tessuto muscolare durante lo sviluppo di un embrione.
mesoderma: Uno dei tre strati di tessuto nell’embrione di un animale metazoo. Attraverso lo sviluppo embrionale, produce molti organi interni dell’adulto, compresi i muscoli, la spina dorsale e il sistema circolatorio.
Mioblasti: Un tipo di cellula staminale embrionale che dà origine alle cellule muscolari.

Esempi

I body builder migliorano i processi naturali di sviluppo della fusione muscolare dei mioblasti e della dedifferenziazione in miosatelliti per aumentare drasticamente la massa dei miosatelliti, e quindi le dimensioni e il peso dei muscoli.

L’embriogenesi è il processo con cui l’embrione si forma e si sviluppa, fino a diventare un feto.

Caratteristiche degli embrioblasti

Cellule muscolari satelliti scheletriche: Le cellule satelliti si trovano tra la membrana di base e il sarcolemma (membrana cellulare) delle singole fibre muscolari. Sono in grado di differenziarsi e fondersi per aumentare le fibre muscolari esistenti e formarne di nuove. Queste cellule rappresentano la più antica nicchia di cellule staminali adulte conosciuta e sono coinvolte nella normale crescita del muscolo, così come nella rigenerazione in seguito a lesioni o malattie.

Le cellule della massa cellulare interna (embrioblasto), note come cellule staminali embrionali umane (hESC), si differenziano per formare quattro strutture: l’amnios, il sacco vitellino, l’allantois e l’embrione stesso. Le cellule staminali embrionali umane sono pluripotenti, cioè possono differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula presente nell’uomo adulto e in qualsiasi tipo di cellula progenitrice intermedia che alla fine si trasforma nelle linee cellulari adulte. Le hESC sono anche immortali: possono dividersi e crescere di numero indefinitamente, senza subire né differenziazione né invecchiamento cellulare (senescenza cellulare).

La prima differenziazione delle hESC che formano l’embrione vero e proprio, è in tre tipi di cellule note come gli strati germinali: l’ectoderma, il mesoderma e l’endoderma. L’ectoderma forma infine la pelle (compresi capelli e unghie), le membrane mucose e il sistema nervoso. Il mesoderma forma lo scheletro e i muscoli, il cuore e il sistema circolatorio, i sistemi urinario e riproduttivo e i tessuti connettivi all’interno del corpo. L’endoderma forma il tratto gastrointestinale (stomaco e intestino), il tratto respiratorio e il sistema endocrino (fegato e ghiandole endocrine).

Il processo di miogenesi

La miogenesi è la formazione di tessuto muscolare, in particolare durante lo sviluppo embrionale. Le fibre muscolari si formano dalla fusione dei mioblasti in fibre multinucleate chiamate miotubi. All’inizio dello sviluppo embrionale, questi mioblasti proliferano se è presente abbastanza fattore di crescita dei fibroblasti (FGF). Quando l’FGF si esaurisce, i mioblasti cessano la divisione e secernono fibronectina sulla loro matrice extracellulare. La seconda fase comporta l’allineamento dei mioblasti nei miotubi. La terza fase è la fusione cellulare vera e propria. In questa fase, gli ioni di calcio sono fondamentali per lo sviluppo. I fattori di potenziamento dei miociti (MEF) promuovono la miogenesi. Il fattore di risposta al siero (SRF) gioca un ruolo centrale durante la miogenesi, richiesto per l’espressione dei geni dell’alfa-actina striata. L’espressione dell’alfa-actina scheletrica è regolata anche dal recettore degli androgeni, il che significa che gli steroidi possono regolare la miogenesi.

Caratteristiche dei mioblasti

Un mioblasto è un tipo di cellula progenitrice embrionale che si differenzia per formare cellule muscolari. Le fibre muscolari scheletriche si formano quando i mioblasti si fondono insieme, quindi le fibre muscolari hanno nuclei multipli. La fusione dei mioblasti è specifica per il muscolo scheletrico (ad esempio, il bicipite brachiale), non per il muscolo cardiaco o liscio.

Mesoderma: Lo strato embrionale da cui si sviluppano i tessuti muscolari, compreso il muscolo cardiaco, le cellule dei muscoli scheletrici, le cellule dei tubuli del rene, i globuli rossi e la muscolatura liscia dell’intestino.

I mioblasti che non formano fibre muscolari si de-differenziano in cellule satellite (miosatellite). Queste cellule rimangono adiacenti alla fibra muscolare, situate tra il sarcolemma e l’endomisio (il tessuto connettivo che divide i fascicoli muscolari in fibre individuali). Le cellule satelliti sono in grado di differenziarsi e fondersi per aumentare le fibre muscolari esistenti e formarne di nuove. Nel muscolo non danneggiato, la maggior parte delle cellule satelliti sono quiescenti; non si differenziano né vanno in divisione cellulare. In risposta allo sforzo meccanico, le cellule satellite si attivano e inizialmente proliferano come mioblasti scheletrici prima di subire la differenziazione miogenica.

Un miocita (noto anche come cellula muscolare o fibra muscolare) è il tipo di cellula presente nel tessuto muscolare. Queste cellule lunghe e tubolari si sviluppano dai mioblasti per formare i muscoli. Ci sono varie forme specializzate di miociti con varie proprietà, tra cui cellule muscolari cardiache, scheletriche e lisce. I miociti cardiaci generano gli impulsi elettrici che controllano la frequenza cardiaca e altre funzioni.