Mús

Embriología Erick Iván Lugo Ceras [email protected] para descargar

1. Embriología del Músculo Alumno, Erick Iván Lugo Ceras 1123 - 2013

2. Durante el desarrollo embrionario se forman tres tipos de musculatura : Esquelética : deriva del mesodermo paraxial, en concreto de los somitas o los somitómeros. Cardíaca : deriva del mesodermo esplácnico Lisa : deriva del mesodermo esplácnico

3. El desarrollo del músculo se estudia de distintos niveles, incluye: Determinación de distintas células que lo componen. Histogénesis del tejido muscular. Morfo génesis (formación de músculos completos).

4. Músculo esquelético

5. Músculo esquelético Células del epiblasto quedan determinadas para convertirse en células miógenas, incluso antes de que los somitas estén formados por completo. Mediante estudios de trazado con marcadores celulares, se sabe que casi todos los músculos esqueléticos se originan en los somitas o en los somitómeros.

6. Estudios de trazado con marcadores celulares FIGURA 9-25 Principio del injerto (quimera) entre codorniz y pollo para el seguimiento de células. I y 2, Los tejidos de codorniz se trasplantan en el lugar de los tejidos equivalentes que se han extraído del embrión de pollo. La masa de cromatina nuclear prominente en las células de codorniz proporciona un marcador permanente, que se puede utilizar para seguir el destino que tendrán las células del tejido de codorniz injertado. 3, Cuando los somitas de codorniz se injertan en el embrión de pollo al nivel adecuado, los músculos de la extremidad derivan de las células de codorniz y no de las de pollo.

7. Determinación y diferenciación del músculo esquelético La fibra madura del músculo esquelético es una célula multinucleada compleja, que está especializada en la contracción . Los precursores de la mayoría de las estirpes musculares (células miógenas) se han seguido hasta el miotoma del somita. Las células miógenas han experimentado un fenómeno de restricción que las compromete en línea formadora de músculo.

8. Además pasan por varias divisiones mitóticas antes de completar una división mitótica terminal y convertirse en mioblastos posmitóticos. Las células miógenas en proliferación se mantienen dentro del ciclo celular gracias a la acción de factores de crecimiento , como el factor de crecimiento fibroblástico (FGF) y el factor de crecimiento transformador- b . Con la acumulación de factores reguladores miógenos las células miógenas estimulan la síntesis de la proteína del ciclo celular p21, que las saca de forma irreversible de este ciclo.

9. Bajo la influencia de otros factores de crecimiento, como el factor de crecimiento similar a la insulina , los mioblastos posmitóticos comienzan a transcribir los ARNm de las proteínas contráctiles principales, actina y miosina. Sin embargo, el acontecimiento fundamental en el ciclo vital del mioblasto posmitótico es su fusión con otras células semejantes en un miotubo multinucleado.

10. La fusión de los mioblastos implica su alineamiento y adhesión mediante mecanismos de reconocimiento mediados por Ca ++ , tiene participación la cadherina M. Los miotubos están muy involucrados en la producción de ARNm y de proteínas. Para formar la actina y la miosina , sintetizan una amplia variedad de proteínas, entre ellas las encargadas de regular la contracción muscular, troponina y tropomiosina. Estas proteínas se ensamblan en miofibrillas, que a su vez se organizan de manera precisa en agregados de unidades funcionales contráctiles denominadas sarcómeras.

11. A medida que los miotubos se llenan de miofibrillas, sus núcleos emigran hacia la periferia de dicha estructura. Si bien los núcleos ya no son capaces de proliferar, esta fibra debe continuar aumentando de tamaño en proporción al rápido crecimiento del feto y más tarde del lactante. Dicho proceso se consigue por medio de una población de células miógenas, denominadas células satélite , que se sitúan entre la fibra muscular y la lámina basal con la que se recubre cada una de ellas.

12. Células satélite Las células satélite se dividen lentamente durante el crecimiento de un individuo. Algunas de las células hijas se unen con la fibra muscular, de forma que ésta contenga un número suficiente de núcleos para dirigir la síntesis continua de las proteínas contráctiles requeridas por ella. Si se daña la estructura, las células satélite proliferan y se unen para formar fibras musculares en regeneración.

13. El músculo típico no está compuesto por fibras musculares homogéneas. Se suelen distinguir varios tipos de fibras: P ropiedades de contracción Morfología Q ue posean o no diferentes isoformas de proteínas contráctiles.

14. Factores de transcripción muscular

15. La miogénesis inicia con un fenómeno de restricción que encauza una población de células mesenquimatosas hacia una línea de células miógenas ya definidas. L as familias de los factores reguladores miógenos que, actuando como coordinadores de la regulación génica, activan genes específicos del músculo en las células mesenquimatosas premusculares .

16. F actores reguladores Grupo de cuatro factores de transcripción básicos de estructura hélice-asa-hélice ( belix-loop-belix ), en ocasiones denominados familia MyoD . F actor estimulador de los miocitos 2 Este parece funcionar de forma concertada con la familia MyoD o a partir de ella. E stos factores reguladores miógenos son capaces de convertir células no musculares en otras que expresan todo el abanico de las proteínas musculares. Las proteínas reguladoras miógenas de la familia MyoD forman dímeros y se unen a una secuencia específica de ADN (CANNTG), denominada E box, en el dominio estimulador de los genes específicos del músculo. 

17. Las actividades reguladoras de MyoD se encuentran controladas por otras proteínas reguladoras, que las pueden modificar. E jemplo, Muchas células contienen un activador de la transcripción denominado E 12. Cuando una molécula de E 12 forma un heterodímero con una molécula de MyoD , el complejo se une de forma más estrecha a la región estimuladora muscular del ADN que un dímero puro de MyoD . Ello incrementa la eficacia de la transcripción de los genes musculares.

18. Inhibidor de transcripción Es llamado Id (inhibidor de la unión al ADN), y puede formar un heterodímero con una molécula de MyoD . Id contiene un dominio asa-hélice-asa, pero no un dominio básico, que es la parte de la molécula que se une al ADN. La molécula Id posee mayor afinidad de unión por la molécula de MyoD que otras moléculas MyoD , y puede por tanto desplazar a una de las unidades de un dímero MyoD , y dar lugar a la formación de más heterodímeros Id- MyoD . Estos se unen en muy escasa medida al ADN, y a menudo son incapaces de activar los genes específicos del músculo.

19. Ausencia de factores reguladores La ausencia de un solo factor regulador miógeno (p. ej., myf-5, Myo -D) no evita la formación de músculo esquelético. Cuando se eliminan myf-5 y MyoD de manera simultánea, es imposible su formación. Ausencia de Pax-3 y myf-5, da lugar a ratones que carecen por completo de músculos en el tronco y las extremidades, mientras que la musculatura de la cabeza permanece intacta. La cabeza y el tronco siguen vías reguladoras distintas.

20. Desarrollo muscular L os factores reguladores miógenos de la familia MyoD se expresan en una secuencia regular. Factores reguladores miógenos en Ratones En los somitas Pax-3 como myf-5, que actúan por vías en apariencia distintas, activan a MyoD , haciendo que algunas células del dermomiotoma queden encaminadas hacia la formación de músculo. Con los mayores niveles de MyoD , las células mononucleadas se retiran del ciclo mitótico y comienzan a unirse en miotubos. En este estadio se expresa la miogenina . MRF-4 se expresa en los miotubos en maduración.

21. Control negativo La miostatina , integrada en la familia de moléculas transductoras de señales del TGF- b , detiene el crecimiento muscular una vez que el músculo ha alcanzado un tamaño normal. En ausencia de su funcionamiento, los animales desarrollan una musculatura muy hipertrofiada.

22. Histogénesis del músculo

23. El tejido muscular contiene: F ibras musculares : no son homogéneas y se pueden separar en diferentes tipos desde el punto de vista funcional y bioquímico . Tejido conjuntivo V asos sanguíneos: permiten su nutrición, crecen en el musculo en formación. Nervios: los nervios motores entran en él músculo poco después de que los primeros mioblastos comiencenzan a originar los miotubos .

24. Miotubos Cuando los primeros mioblastos se unen en los miotubos, dan lugar a los miotubos primarios, que constituyen la base inicial del músculo embrionario. Los miotubos secundarios más pequeños que surgen de los últimos mioblastos se organizan a lo largo de los miotubos primarios. La diferenciación de los miotubos primarios ocurre antes de que los axones de los nervios motores hayan entrado en el músculo que acaba de empezar a formarse .

25. Neuronas motoras Las neuronas motoras inervan las fibras musculares embrionarias en una fase precoz de su constitución . En principio, un nervio motor puede terminar en ambas fibras musculares, rápidas y lentas, pero al final las conexiones inapropiadas se destruyen, de manera que las fibras nerviosas rápidas sólo inervan a las fibras musculares rápidas, y los nervios lentos inervan únicamente a las fibras lentas.

26. Los fenotipos de las fibras musculares varían según la naturaleza de las proteínas específicas que constituyen su aparato de contracción. Existen diferencias cualitativas en mu­chas de las proteínas contráctiles entre las fibras musculares rápidas y lentas, y durante el desarrollo embrionario se suceden las isoformas de las proteínas principales en cada tipo de fibras.

27. Miosina Una molécula de miosina es compleja, y consta de dos cadenas pesadas y una serie de cuatro cadenas ligeras (LC ). Las fibras maduras rápidas poseen una subunidad LCl , dos LC2 y una LC3, por otra parte, la miosina de los músculos lentos contiene dos subunidades LCl y dos LC2. Además, las subunidades de la cadena pesada de la miosina presentan formas rápidas y lentas (MHC F y MHC S ).

28. Desde el perío­do fetal a la madurez, la fibra muscular rápida atraviesa una serie de tres isoformas en la evolución de la cadena pesada de la miosina: E mbrionaria [ MHC emb ] N eonatal [ MHC neo ] A dulta rápida [ MHC f ]

29. Morfogénesis del músculo

30. Músculos del tronco y de las extremidades Los principales grupos de músculos esqueléticos pertenecientes al tronco y a las extremidades surgen de precursores miógenos localiza­dos en los somitas. Ubicación Deriva de Músculos epiaxiales Intrínseca de la espalda Labio dorsal del miotoma Músculos hipoaxiales Ventrolateral Yemas ventrales de los somitas

31. En las extremidades las células miógenas emigran durante las primeras fases del desarrollo desde el epitelio del dermomiotoma ventrolateral . A la lengua y al diafragma en desarrollo llegan células miógenas más craneales, originadas en regiones equivalentes de los somitas occipitales. A nivel lumbar, los precursores de los músculos abdominales también se movilizan desde el epitelio de las yemas somíticas ventrolaterales .

32. La futura musculatura hipoaxial dentro del somita epitelial está regulada mediante señales: Esto conduce a una mayor expresión de Pax-3 y a la de Lbx-1, un gen con homeosecuencia que se expresa sólo a nivel de los labios laterales del dermomiotoma . Lbx-1 puede impedir la diferenciación prematura de la musculatura hipoaxial . Ubicación Gen Procedencia Dorsal Wnt Ectodermo Lateral BMP-4 Mesodermo lateral

33. Síndrome ciruela pasa Es muy probable que el síndrome de abdomen en ciruela pasa, que se caracteriza por la ausencia de musculatura abdominal, pueda atribuirse a una deficiencia molecular en esta población de células miógenas.

34. En los segmentos torácicos, las células del dermatoma rodean los bordes laterales del miotoma. Esto da paso a un aumento de la cantidad de miotubos formados en el miotoma , y a la penetración de los esbozos musculares en la pared del tronco. E n las yemas de las extremidades , las células de los dermatomas mueren antes de rodear los primeros miotubos que aparecen en el miotoma. Estos miotubos no aumentan en número de forma significativa ni se movilizan desde los miotomas para formar primordios musculares separados . Después de originarse en los somitas, los primordios musculares del tronco y del abdomen se organizan en grupos y capas bien definidos.

35. Músculos de la cabeza y de la región cervical El músculo esquelético de la cabeza y del cuello es de origen mesodérmico . El mesodermo paraaxial , en concreto los somitómeros, constituye la principal fuente de la musculatura craneal. Algunas células que producirán los músculos extrínsecos del ojo surgen de la placa precordal en los primeros estadios del desarrollo embrionario. E n algunos aspectos, la miogénesis de la cabeza difiere significativamente de la del tronco. Cierto número de músculos craneofaciales tiene propiedades fenotípicas distintas a las de los músculos del tronco.

36. Los músculos de la cabeza y el cuello se forman por el movimiento de células miógenas, c omo ocurre con los músculos del tronco; desde el mesodermo paraaxial a través del mesénquima, en su trayecto hacia su destino final.

37. Algunos músculos de la lengua, surgen de los somitas occipitales, y experimentan una amplia emigración en la cabeza sometida al proceso de crecimiento . Los pre cursores celulares de la musculatura de la lengua expresan Pax-3 mientras emigran dentro de la cabeza . Estos músculos están sujetos a los mismos tipos de regulación molecular inicial de la miogénesis que los músculos del tronco.

38. Músculo cardíaco

39. Si bien el músculo cardíaco es estriado, se distingue de los esqueléticos en muchos aspectos del desarrollo embrionario . Derivadas del mesodermo esplácnico en las primeras fases embrionarias, sus células se forman a partir de aquellas presentes en el miocardio.

40. Existe diferencia entre el músculo cardíaco y el esquelético, ya que el MyoD y otros reguladores principales frecuentes de este proceso en el músculo esquelético no se expresan en el desarrollo inicial del músculo cardíaco. Los precursores de ambos expresan el factor de trans­cripción MEF-2 que contiene la secuencia MADS (MCM1, Agamous , Deficiens y serum response factor). Al menos en el músculo esquelético, este factor origina dímeros con otros factores de transcripción para regular la aparición de algunas de las principales proteínas contráctiles de los miocitos.

41. Las células musculares cardíacas y esqueléticas primitivas expresan isoformas moleculares que son características de células maduras de otro tipo. Ambas células expresan en el embrión niveles elevados de a -actina cardíaca. Sin embargo, después del nacimiento, la expresión de esta molécula decae en el músculo esquelético, aunque permanece elevada en el músculo cardíaco..

42. Los primeros mioblastos cardíacos contienen un número relativamente grande de miofibrillas en su citoplasma , y son capaces de experimentar contracciones marcadas. En el embrión, los miocitos cardíacos mononucleados se enfrentan a un problema difícil: las células del corazón en desarrollo deben continuar contrayéndose mientras éste aumenta su masa . Para cumplir con las exigencias funcionales , es necesario que los miocitos cardíacos sufran mitosis, aun cuando su citoplasma posea muchos haces de filamentos contráctiles. Miocitos

43. Las células del organismo a menudo pierden su capacidad de dividirse si su citoplasma presenta estructuras características del estado diferenciado. Los miocitos cardíacos intentan solucionar este problema al desmontar parcialmente sus filamentos contráctiles durante la mitosis. Los miocitos cardíacos se mantienen en un estrecho contacto estructural y funcional a través de los discos intercalares, que unen las células adyacentes entre sí.

44. Más tarde en el desarrollo, una red de células musculares cardíacas sigue una vía alternativa de diferenciación, caracterizada por: Un aumento del tamaño U na disminución en la concentración de miofibrillas Y un considerable incremento en la concentración de glucógeno en el citoplasma . Es­tas células forman el sistema de conducción, uno de cuyos componentes recibe el nombre de fibras de Purkinje.

45. Músculo liso

46. Gran parte del múscu­lo liso del organismo se forma a partir del mesodermo es­plácnico . Hay excepciones en la procedencia, en el músculo ciliar y el esfínter de la pupila en el ojo, que derivan del ectodermo de la cresta neural, y la mayoría del músculo liso vascular, que suele surgir del mesodermo local . Se conoce muy poco acerca de la morfología y los mecanismos subyacentes a la diferenciación de las células musculares lisas.

47. Bibliografía Carlson BM. Embriología Humana y Biología del Desarrollo. 4ª ed. Elsevier ; 2009.