Muscle Development
Myogenese is de vorming van spierweefsel tijdens de embryonale ontwikkeling uit stamcellen in het mesoderm.
Leerdoelen
Beschrijf het proces van myogenese, de vorming van spierweefsel
Key Takeaways
Key Points
- Menselijke embryonale stamcellen zijn pluripotent, wat betekent dat ze zich differentiëren in alle celtypen, waaronder spiercellen.
- Spierweefsel wordt gevormd in de mesodermlaag van het embryo als reactie op signalen van fibroblastgroeifactor, serumresponsfactor, en calcium.
- In aanwezigheid van fibroblastgroeifactor versmelten myoblasten tot mytotubes met meerdere kernen, die de basis vormen van spierweefsel.
- Ongebruikte myoblasten dedifferentiëren in myosatellietcellen, die in de spiervezel blijven tot ze nodig zijn om te differentiëren in nieuwe spiercellen wanneer een spier beschadigd of gestresst is.
- Myocyten zijn buisvormige spiercellen of -vezels die zich ontwikkelen uit myoblasten.
- Myocyten zijn gespecialiseerd als hart-, skelet-, of gladde spiercellen.
Key Terms
- myogenese: De vorming van spierweefsel tijdens de ontwikkeling van een embryo.
- mesoderm: Een van de drie weefsellagen in het embryo van een metazoïsch dier. Tijdens de embryonale ontwikkeling produceert het veel interne organen van de volwassene, waaronder de spieren, de wervelkolom en de bloedsomloop.
- myoblasten: Een type embryonale stamcel waaruit spiercellen ontstaan.
Voorbeelden
Bodybuilders versterken de natuurlijke ontwikkelingsprocessen van myoblastspierfusie en dedifferentiatie tot myosatellieten om de myosatellietmassa, en daarmee de spieromvang en het spiergewicht, drastisch te vergroten.
Embryogenese is het proces waarbij het embryo wordt gevormd en zich ontwikkelt, totdat het een foetus wordt.
Karakteristieken van Embryoblasten
Skeletspiercel: Satellietcellen bevinden zich tussen het basaalmembraan en het sarcolemma (celmembraan) van afzonderlijke spiervezels. Zij zijn in staat te differentiëren en te fuseren om bestaande spiervezels te vergroten en nieuwe spiervezels te vormen. Deze cellen vertegenwoordigen de oudst bekende volwassen stamcelniche, en zijn betrokken bij de normale groei van spieren, alsook bij regeneratie na verwonding of ziekte.
De cellen van de binnenste celmassa (embryoblast), bekend als menselijke embryonale stamcellen (hESC’s), differentiëren zich om vier structuren te vormen: het amnion, de dooierzak, het allantois, en het embryo zelf. Menselijke embryonale stamcellen zijn pluripotent; dat wil zeggen dat zij zich kunnen differentiëren in elk van de celtypes die aanwezig zijn in de volwassen mens, en in elk van de intermediaire progenitor celtypes die uiteindelijk de volwassen cellijnen worden. hESC’s zijn ook onsterfelijk; ze kunnen zich oneindig delen en in aantal toenemen, zonder differentiatie of cellulaire veroudering (cellulaire senescentie) te ondergaan.
De eerste differentiatie van de hESC’s die het eigenlijke embryo vormen, vindt plaats in drie celtypen die bekend staan als de kiemlagen: het ectoderm, het mesoderm, en het endoderm. Het ectoderm vormt uiteindelijk de huid (inclusief haar en nagels), slijmvliezen, en het zenuwstelsel. Het mesoderm vormt het skelet en de spieren, het hart en de bloedsomloop, het urineweg- en voortplantingssysteem, en het bindweefsel in het lichaam. Het endoderm vormt het maagdarmkanaal (maag en darmen), de ademhalingswegen, en het endocriene systeem (lever en endocriene klieren).
Het proces van myogenese
Myogenese is de vorming van spierweefsel, met name tijdens de embryonale ontwikkeling. Spiervezels vormen zich uit de fusie van myoblasten tot multi-nucleaire vezels, myotubes genaamd. In de vroege embryonale ontwikkeling woekeren deze myoblasten als er voldoende fibroblastgroeifactor (FGF) aanwezig is. Wanneer de FGF opraakt, stoppen de myoblasten met de deling en scheiden ze fibronectine af op hun extracellulaire matrix. De tweede fase omvat de uitlijning van de myoblasten tot myotubes. De derde fase is de eigenlijke celfusie zelf. In dit stadium zijn calciumionen van cruciaal belang voor de ontwikkeling. Myocyte versterkende factoren (MEF’s) bevorderen de myogenese. Serum response factor (SRF) speelt een centrale rol tijdens de myogenese en is nodig voor de expressie van de genen voor gestreept alfa-actine. De expressie van skeletaal alfa-actine wordt ook gereguleerd door de androgeenreceptor, wat betekent dat steroïden de myogenese kunnen reguleren.
Karakteristieken van myoblasten
Een myoblast is een type embryonale progenitorcel die differentieert om spiercellen te vormen. Skeletspiervezels worden gemaakt wanneer myoblasten samensmelten, zodat spiervezels meerdere kernen hebben. De fusie van myoblasten is specifiek voor skeletspieren (bv. biceps brachii), niet voor hart- of gladde spieren.
Mesoderm: De embryonale laag waaruit zich spierweefsels ontwikkelen, waaronder hartspiercellen, skeletspiercellen, tubuluscellen van de nieren, rode bloedcellen en gladde spieren in de darmen.
Myoblasten die geen spiervezels vormen, dedifferentiëren weer in satellietcellen (myosatellietcellen). Deze cellen blijven aan een spiervezel grenzen, tussen het sarcolemma en het endomysium (het bindweefsel dat de spierfascikels in afzonderlijke vezels verdeelt). Satellietcellen zijn in staat te differentiëren en te fuseren om bestaande spiervezels te vergroten en nieuwe vezels te vormen. In onbeschadigde spieren is de meerderheid van de satellietcellen rustig; zij differentiëren niet en ondergaan ook geen celdeling. Als reactie op mechanische belasting worden satellietcellen geactiveerd en prolifereren zij aanvankelijk als skeletmyoblasten alvorens myogene differentiatie te ondergaan.
Een myocyt (ook wel spiercel of spiervezel genoemd) is het celtype dat in spierweefsel wordt aangetroffen. Deze lange, buisvormige cellen ontstaan tijdens de ontwikkeling uit myoblasten om spieren te vormen. Er zijn verschillende gespecialiseerde vormen van myocyten met verschillende eigenschappen, waaronder hartspiercellen, skeletspiercellen en gladde spiercellen. Hartmyocyten genereren de elektrische impulsen die de hartslag en andere functies regelen.