A harántcsíkolt vázizom kifejlődése
Az izomsejtek, vagy más néven izomrostok kifejlődését miogenezisnek nevezzük. Az embrionális fejlődés során zajló folyamat pontos molekuláris szignálok, transzkripciós- és növekedési faktorok által vezényelt sorozata, amelyek egy heterogén izomzat kialakulását eredményezik.
Az izomzat a mezoderma laterális régiójában, az ún. szomitákból (ősszelvények) alakul ki, a körülvevő területekről érkező szignálok révén. A 4. hét kezdetére a szomiták ventrális és mediális falát alkotó sejtek elveszítik addigi kompakt szerveződésüket, a gerinchúr irányába vándorolnak, majd körülveszik azt, létrehozva a sclerotomot, ami az embrionális mesenchyma laza szövetét alkotja.
A megfelelő kémiai jel hatására bármilyen szövetre jellemző sejtté átalakulni képes mezenhimális (ős)sejtek (mesenchymal stem cells; MSC) az izomirányú differenciálódás első lépéseként intenzív proliferációt (osztódást) követően premioblasztokká, izomprekurzor sejtekké alakulnak. Ezen sejtek genetikai struktúrája és génexpressziója megváltozik, ami irreverzibilisen beszűkíti a sejt további sorsát. Kialakulnak a monopotens mioblasztok, melyek izomspecifikus fehérjék termelését kezdik meg, valamint fokozott fúziós készséggel bírnak.
Két fehérje (a MyoD és a Myf5) hatására létrejönnek a terminális (végleges) differenciálódás előtt álló mioblasztok, melyek primitív, egy sejtmaggal rendelkező (mononukleotid) izomsejtek.
- Azokat a mioblasztokat, amelyek a velőcsőhöz közeli területből alakultak ki, epimer izomzatnak nevezzük (ezek alkotják majd a mély hátizmokat), míg a velőcsőtől legtávolabbi oldalon kialakult izmokat hipomer izmoknak nevezzük (ezek alkotják a későbbi testfal, a végtagok és a nyelv izomzatát).
A mononukleáris mioblasztok a harántcsíkolt izom kialakulási helye körül halmozódnak fel. Egy részük az embrionális izomzatot alkotja, míg egy elkülönülő sejtvonalból szatellit sejtek alakulnak ki.
A mioblasztok fúziójával történik meg a miotubulusok képződése. Először primer miotubulusok keletkeznek, majd ezek körül kialakulnak a szekunder miotubulusok, melyek további mioblasztokkal fúzionálva növekednek. Mivel minden mioblasztnak van sejtmagja, így a fejlődő miotubulus már több sejtmaggal rendelkezik.
A fejlődő miotubulusok még nem olyan hosszúak, mint a kifejlődött izomrostok, így azok végeihez még további mioblasztok kapcsolódnak.
A miotubulusok hosszirányú fejlődése (és az izomspecifikus fehérjék, az aktin és a miozin szintézise) már a kifejlett izom funkciójára, vagyis a rövidülésre és nyúlásra utal. A kifejlődött miotubulusok további vastagodáson mennek keresztül, a sejtmagok a szarkolemma alá szorulnak, míg végül érett izomsejtté (myocyta) fejlődnek.
- A kifejlődött miotubulusok nem fuzionálnak egymással, hanem egymás mellé rendeződve alkotják majd az érett izomrostot, annak miofibrillumaiként.
A fejlődés végére jellemző, hogy a rostok sejtmagjai a központi elhelyezkedés helyett a sejt felszínére orientálódnak. A sok sejtmagúság különös tulajdonsága az izomnak, amely lehetővé teszi azt, hogy az izomrost elszakadásakor a sejtmagot tartalmazó leszakadt részek életképesek maradjanak.
A teljesen kifejlett izomban is maradnak be nem épült sejtek, a szatellit sejtek. A szatellit sejtek az érett vázizomrostok membránja és alaphártyája között található, nem osztódó, nyugvó állapotban levő sejtek, amelyek az izom sérülésekor aktiválódnak, és belőlük indulhat meg a sérült izomrost regenerációja.
- A szatellit sejtek osztódásra képesek maradnak az egész élet során, megfelelő növekedési faktorok vagy sérülés hatására aktiválódhatnak, osztódhatnak, és tovább osztódó mioblaszttá alakulva hozzájárulnak a sérült izomrost regenerációjához. Ugyanazt a fejlődési és differenciálódási útvonalat járják be, amely embrionálisan a vázizomrostok kialakulásához vezet. Beépülnek a "meghibásodott" izomrostokba, és normál izomrostokká alakulnak át.
- Azonban ha az endomízium a sérüléskor szétszakad, a károsodott területre fibroblasztok vándorolnak, és hegszövet alakul ki.