Origen i desenvolupament dels músculs

• Músculs en els diferents estadis de la vida
• Concepte de Miogènesi, Diferenciació cel·lular i cèl·lules satèl·lit
• Lesió muscular, regeneració i reparació muscular
• Lesió de l'axó, mecanismes i canvis proximals-distals després de la lesió
• Mecanismes de lesió, conseqüències morfològiques i funcionals

Origen dels Músculs

• Músculs i annexos deriven del mesoderm
• Tipus de mesoderm: paraxial, intermig, lateral (somàtic i esplàcnic)
• Mesoderm paraxial dona lloc a somites, que formen dermàtom, miòtom i escleròtom
• El mesoderm paraxial forma miòtoms precordals (musculatura ocular) i paracordals (músculs llengua)
• Miotòms espinals formen múscul del raquis (epiaxial) i flexors del raquis (hipoaxial)
• El dermàtom forma músculs cutanis i dermis
• Mesoderm intermig forma musculatura llisa dels conductes urogenitals
• Mesoderm lateral forma teixit mesoderm branquial, somàtic i esplàcnic

Mesoderm Lateral

• Mesoderm branquial forma músculs mastegadors, de la cara, paladar, faringe, laringe, esternocleidomastoïdeu i trapezi
• Mesoderm somàtic/parietal forma músculs extremitats, diafragma toràcic, esfínters anal i urogenital
• Mesoderm esplàcnic/visceral forma aparell digestiu/respiratori, cor, vasos, bufeta i uretra

Desenvolupament del sistema muscular

• Inclou miòtoms preòtics, mesoderm branquial, miòtoms occipitals, cervicals, toràcics, lumbars i sacrococcígeos

Miogènesi

• Procés de determinació i formació del teixit muscular
• El procés inclou la progressió de progenitors mesodèrmics a mioblasts, després a miotubs primerencs i finalment a miotubs madurs
• La progressió està regulada per factors de creixement, miogenina (MEF2), MRF4 y MLP

Etapes de la Miogènesi

• Inducció de cèl·lules del dermàtom (somita dorsal) en mioblastos epixials e hipoaxials amb diferents senyals
• Epixials es converteixen en gen Myf5 (Pax 3) per Wnt1
• Hipoaxials es converteixen en MyoD (Pax 3) per Wnt7a, BMP4 i Noggin
• Proliferació i migració dels mioblasts
• Agregació de mioblasts i diferenciació a miòcits (Qo - Satellit Pax7) amb canvi en l'expressió de proteïnes
• Determinació del tipus de miòcit (maduració)

Formació muscular

• Es produeix en dues onades durant el desenvolupament fetal, primària i secundària
• Determinació: Precursors mesodèrmics es converteixen en mioblastos embrionaris per l'acció de MyoD, Myf5 i MRF4
• Diferenciació: Els mioblastos embrionaris es converteixen en miotubs primaris i secundaris gràcies a la miogenina
• Maduració: Els miotubs maduren en fibres musculars amb especialització metabòlica i contràctil, formació d'unitats motrius i plasticitat

Somitic Dermomyotome

• Conté cèl·lules mare/progenitores (Pax3-Pax7) que poden diferenciar-se en cèl·lules miotomals, mioblasts embrionaris, mioblasts fetals o cèl·lules satèl·lit
• Aquestes cèl·lules contribueixen a la regeneració muscular

Regulació de la Miogènesi

• Noggina i Wnt11 indueixen Myf5 a partir del mesoderma somitic
• Wnt7a, BMP4 i l'Shh indueixen MyoD en cèl·lules mesodèrmiques somitic
• Pax3 i Pax7 regulen les cèl·lules satèl·lit
• MyoD/Myf5 converteixen mioblasts en miòcits i la miogenina/MRF4 formen miofibres i cèl·lules satèl·lit

Teixit Adipós

• El mesoderm paraxial (Myf5-positiu) genera mioblasts i teixit adipós marró
• El mesoderm lateral (Myf5-negatiu) genera teixit adipós blanc
• El greix marró reclutable pot derivar-se de pericitos

Cèl·lules Satèl·lit

• Localitzades entre la làmina externa i la membrana plasmàtica de la fibra
• Les fibres musculars activen les cèl·lules satèl·lit adormides que repliquen i formen una nova cèl·lula dorment i una que prolifera contribuint a la formació o reparació de la fibra

Components clau per a la regeneració

• Syndecans, β1-integrina i M-caderina

Creixement i Reparació Muscular

• El creixement esquelètic és per hipertròfia, sense mitosi ni regeneració significativa
• El creixement cardíac es produeix per hipertròfia
• El múscul llis creix mitjançant hipertròfia i hiperplàsia, amb capacitat de mitosi i regeneració
• Tenir molts mionuclis augmenta el potencial de reparació i hipertròfia mitjançant la síntesi de proteïnes
• El múscul s'ha d'estimular per augmentar de mida i per a l'augment de mida es requereix energia

Metabolisme i Sistema Hormonal

• Els músculs metabolitzen glucosa, lípids i proteïnes durant l'exercici, requerint ingestió d'aliments per a la reparació/regeneració
• L'adrenalina i la testosterona, juntament amb l'activació muscular, contribueixen a l'augment de força i al creixement muscular

Lesió Muscular

• Contracció concèntrica/excèntrica pot causar trencament de sarcòmers i membranes, i generar inflamació i mialgia
• La lesió indueix una resposta immunitària que augmenta el flux sanguini, la tumefacció, l'oxigen i els nutrients, i elimina el rebuig
• Els mionuclis estimulats augmenten la síntesi proteica, la mida i capacitat del múscul
• L'exercici estimula la síntesi, regulació hormonal, estrès mecànic i hidratació
• La hidratació i la ingesta de carbohidrats i proteïnes són importants per al creixement

Factors reguladors de la miogènesi

• Les molècules MEC, els factors de creixement, MGF, innervació i hormones anabòliques

Lesió Muscular Degenerativa

• Degeneració: La lesió porta a la sortida del contingut citoplasmàtic
• Hidratació del sarcoplasma, balonització del sarcotúbul i mitocondries
• Ruptura de sarcotúbul i mitocondries, alliberament de Calci i activació de CANP per a digestió de proteïnes contràctils
• Entra cèl·lules inflamatòries, Neteja de restes proteiques i Finalitza amb la sortida de cèl·lules inflamatòries

Regeneració

• Activació de cèl·lules satèl·lit que es transformen en mioblasts, proliferen i després fusionar-se
• La fusió dels mioblasts + restes del miòcit, per formar un miotub
• Miofibril·logènesi
• Ensamblatge de miofibretas preexistents i miofibretas neoformadas

Reparació

• Arriba al fibroblasto
• Hidratació
• El fibroblasto, allibera cèl·lules inflamatòries
• Fibrilogènesi i Formació de cicatriu

Factors per una bona regeneració

• Preservació de la làmina basal, d'irrigació, de citoarquitectura, l'Àrea de lesió i el Tipus de lesió

Lesió Muscular i el factors que afavoreixen o no la regeneració

• Lesió per Tall i/o Fractura
• Matxucat
• Congelació/Cremada
• Exercicis anestèsics

Escala Temporal Lesió Muscular

• 24-48 hores: Reacció inflamatòria, balonització de mitocondries i sistema sarcotubular, activació i proliferació de mioblasts, activitat de fibroblasts (Col I i II)
• Dia 3: Reacció inflamatòria, mioblasts, miotubs en augment, activitat fibroblastos
• Dia 4: Reacció inflamatòria disminueix, augmenta mioblasts i miotubs, col·lagen tipus I i III
• Dia 5: Augmenta miotubs estructurats en sarcòmers, augment de col·lagen tipus I i III
• Dia 6-7: Miòcits joves connectant-se (ensamblatge), col·lagen tipus I i II
• Dia 10: Presència de miòcits madurs

Conseqüències Sinàptiques de la Lesió

• 24-48 h - retracció (lesió propera), cons de creixement/sprouts
• Combinacions possibles de fibres normals, retracció, créixement i Sprouts
• Dia 3: el 80% de les fibres lesionades tenen sinapsis amb sprouts
• Dia 5: Si ha hagut lesió en l'àrea sinàptica es produeix la Sinaptogènesi