Мышечная ткань. Лекция 1-2

Содержание

Слайд 2

МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ Высокоспециализированная ткань Мезодермальное происхождение Состоит из: - мышечных клеток

МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ

Высокоспециализированная ткань
Мезодермальное происхождение
Состоит из:
- мышечных клеток (или симпластов)
-

прослоек соединительной ткани
Функция:
- восприятие нервных импульсов
- осуществление сокращения

Sarcos (греч.) - мясо
Myos (греч.) - мышца

Слайд 3

Происхождение тканей Заварзин А.А. Наиболее древние общего назначения Эпителиальные Ткани внутренней

Происхождение тканей Заварзин А.А.

Наиболее древние общего назначения
Эпителиальные
Ткани внутренней среды

Более поздние специализированные
Мышечная

(сократимость)
Нервная (раздражимость)
Слайд 4

Эволюция мышечных тканей В разных группах животных в процессе эволюции –

Эволюция мышечных тканей

В разных группах животных в процессе эволюции – неоднократное

и независимое возникновение;
Наиболее древние соматические и висцеральные – из эпителиально-мышечных клеток кожного и кишечного эпителиев;
Настоящие мыш.клетки впервые дифференцируются у гребневиков
Слайд 5

Эпителиально-мышечные клетки кишечнополостных Гидра: в этих клетках нет поперечной исчерченности. Расположение

Эпителиально-мышечные клетки кишечнополостных

Гидра: в этих клетках нет поперечной исчерченности. Расположение

их в эктодерме – вдоль тела, в энтодерме – поперечно.
Медузы: косо- и поперечно исчерченные миофибриллы
Слайд 6

Кардиомиоцит - Симпласт

Кардиомиоцит

- Симпласт

Слайд 7

ГИСТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МЫШЕЧНЫХ ТКАНЕЙ СОМАТИЧЕСКОГО ТИПА – из миотомов сомитов; скелетная

ГИСТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МЫШЕЧНЫХ ТКАНЕЙ

СОМАТИЧЕСКОГО ТИПА – из миотомов сомитов; скелетная мускулатура
ЦЕЛОМИЧЕСКОГО

ТИПА – из миокарди- альной пластинки висцерального листка спланхнотома; сердечная мышца
МЕЗЕНХИМНОГО ТИПА - из мезенхимы;
гладкие мышцы
Слайд 8

Сегментация мезодермы на сомиты (8E - мышь, 22E - человек) http://www.med.unc.edu/embryo_images/unit-mslimb/mslimb_htms/mslimb002.htm Нервная трубка сомит сомит

Сегментация мезодермы на сомиты (8E - мышь, 22E - человек)

http://www.med.unc.edu/embryo_images/unit-mslimb/mslimb_htms/mslimb002.htm

Нервная


трубка

сомит

сомит

Слайд 9

Склеротом Миотом Дерматом Развитие мышечной системы Сомиты

Склеротом

Миотом

Дерматом

Развитие
мышечной системы

Сомиты

Слайд 10

ДИФФЕРЕНЦИРОВКА СКЕЛЕТНОГО МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА сомиты миотом Миогенные клетки М S ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ МИОГЕНЕЗ Миобласты Сателлиты

ДИФФЕРЕНЦИРОВКА
СКЕЛЕТНОГО
МЫШЕЧНОГО
ВОЛОКНА

сомиты

миотом

Миогенные клетки

М

S

ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ
МИОГЕНЕЗ

Миобласты

Сателлиты

Слайд 11

Boldrin et al., J. Histochem. Cytochem. 2010 Muscle precursor cell

Boldrin et al., J. Histochem. Cytochem. 2010

Muscle precursor cell

Слайд 12

Основные маркеры миогенных клеток-предшественников на разных стадиях формирования миофибрилл [по Deries,

Основные маркеры миогенных клеток-предшественников на разных стадиях формирования миофибрилл

[по Deries, Thorsteinsdóttir,

2016].

Сначала PAx-3 –положительные клетки дерматомиотома ( первичные
миобласты) экспрессируют slow MyHC и MyLC1 (myosin light chain 1)
образуют мышцы медленного типа.
Затем часть Рах3-положительных клеток, вторичных миобластов, начинает
экспрессировать Рах7, уровень экспрессии Рах3 при этом падает. В это
время начинается экспрессия быстрых изоформ MyHC (Myh2, Myh4) . В
результате экспрессируются и медленные (Myh7) и быстрые изоформы миозина, скелетный α-актин (Acta1), десмин, карбоангидраза III (САIII) .
Появление первых синапсов – в период разделения первичных миотубул

Слайд 13

Эмбриогенез скелетной мышцы. Необходимы миогенин, PAX B. G. Caserto Vet Pathol

Эмбриогенез скелетной мышцы.
Необходимы миогенин, PAX

B. G. Caserto Vet Pathol 2013;50:806-826

Copyright ©

by American College of Veterinary Pathologists

Присутствует
М-кадгерин.
Нужен Ca2+.

Слайд 14

СТАДИИ ГИСТОГЕНЕЗА миобласты миосимпласты миотубулы зрелое мышечное волокно миогенные клетки (из миотомов сомитов)

СТАДИИ ГИСТОГЕНЕЗА

миобласты

миосимпласты

миотубулы

зрелое
мышечное волокно

миогенные клетки
(из миотомов сомитов)

Слайд 15

Слайд 16

МИТОХОНДРИАЛЬНЫЙ РЕТИКУЛУМ эт «этажи» нитчатые митохондрии Межмитохондриальные контакты (ММК)

МИТОХОНДРИАЛЬНЫЙ РЕТИКУЛУМ

эт

«этажи»

нитчатые митохондрии

Межмитохондриальные контакты (ММК)

Слайд 17

Строение межмитохондриального контакта (ММК) 1 мкм

Строение межмитохондриального контакта (ММК)

1 мкм

Слайд 18

Слайд 19

Цитоскелет поперечно-полосатого мышечного волокна Спектрин, винкилин, анкирин и др. Десмин, виментин, филамин

Цитоскелет поперечно-полосатого мышечного волокна

Спектрин,
винкилин,
анкирин и др.

Десмин,
виментин,
филамин

Слайд 20

Z-Disc CapZ Desmin alpha-Actinin Actin Troponin Tropomyosin Myosin Titin S100 Circ

Z-Disc

CapZ

Desmin

alpha-Actinin

Actin

Troponin

Tropomyosin

Myosin

Titin

S100

Circ Res. 2004; 94: 296-305.

Опорный аппарат мышечного волокна

30 – 100 нм

Слайд 21

Терминальные цистерны СПР (кальций-связывающий белок кальсеквестрин) Т - трубочка Триада Z

Терминальные цистерны СПР
(кальций-связывающий белок кальсеквестрин)

Т - трубочка

Триада

Z - полоска

Саркомер

Триада

ЭМФ скелетной
мышцы

головаcтика

М

АППАРАТ ПЕРЕДАЧИ ВОЗБУЖДЕНИЯ
САРКОТУБУЛЯРНАЯ СИСТЕМА:
• саркоплазматическая сеть
• Т-трубочки

Слайд 22

Н М (мезофрагма) Т А – диск I – диск I – диск (телофрагма)

Н

М (мезофрагма)

Т

А – диск

I – диск

I – диск

(телофрагма)

Слайд 23

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОПЕРЕЧНОПОЛОСАТЫХ МЫШЦ По характеру сокращения: - фазные (способны отвечать на

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОПЕРЕЧНОПОЛОСАТЫХ МЫШЦ

По характеру сокращения:
- фазные (способны отвечать на одиночный

стимул кратковременным одиночным сокращением)
- тонические (отвечают на повторные нервные стимулы,
поддерживают тонус) – у амфибий (у чел. – глазодвигательные)
По скорости сокращения:
- быстрые (генерируют короткие, энергичные сокращения)
- медленные (медленные продолжительные сокращения)
По типу окислительного обмена (путь образования АТФ)
- красные (аэробное окисление)
- белые (анаэробный тип метаболизма)
- промежуточные (окислительно - гликолитические)
Слайд 24

ФАЗНАЯ МУСКУЛАТУРА МЛЕКОПИТАЮЩИХ

ФАЗНАЯ МУСКУЛАТУРА МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Слайд 25

Красное мышечное волокно Белое мышечное волокно

Красное
мышечное
волокно

Белое
мышечное
волокно

Слайд 26

ФАЗНЫЕ ПОПЕРЕЧНОПОЛОСАТЫЕ МЫШЦЫ - быстрые (быстро утомляющиеся) - белые, волокна II

ФАЗНЫЕ ПОПЕРЕЧНОПОЛОСАТЫЕ МЫШЦЫ
- быстрые (быстро утомляющиеся) - белые, волокна II типа

для рывка и недолгой интенсивной работы
- медленные (мало утомляющиеся) – красные, волокна I типа
для постоянной работы
- переходные формы
- тонические медленные
поддержание позы в гравитационном поле Земли и
положения частей тела относительно друг друга
Слайд 27

МИОСАТЕЛЛИТ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА базальная пластинка сарколемма Их число снижается с возрастом;

МИОСАТЕЛЛИТ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА

базальная пластинка
сарколемма

Их число снижается с возрастом;
в красных мышечных волокнах

– больше, чем в белых
Слайд 28

Миосателлит Впервые описаны Mauro в 1961г. на лягушке. Имеют высокое ядерно\цитоплазматическое

Миосателлит

Впервые описаны Mauro в 1961г. на лягушке.
Имеют высокое ядерно\цитоплазматическое соотношение, много

гетерохроматина, сравнительно мало органелл.
Способны к самоподдержанию – факторы myf (Myogenic factor) 5, Pax 3, Pax 7.
Идентификация в мышечном волокне – по экспрессии Pax 7 (в ядрах, т.к. транскрипционный фактор).
Их больше в районе контакта мыш. волокна с аксоном мотонейрона, с капилляром.
Стимулы к активации (миграции к месту повреждения по базальной мембране) и пролиферации – физические нагрузки, электростимуляция, повреждение.
В клинической практике используют не сателлиты, а уже миобласты (культуру сателлитов крайне сложно поддерживать).
Трансплантация миобластов – локально в атрофированные мышцы.
Слайд 29

http://moikompas.ru/compas/satellite_cell#content НИША сателлитной клетки

http://moikompas.ru/compas/satellite_cell#content

НИША
сателлитной клетки

Слайд 30

Морфометрические показатели в миологии Масса мышцы Диаметр волокна Соотношение быстрых и

Морфометрические показатели в миологии

Масса мышцы
Диаметр волокна
Соотношение быстрых и медленных волокон
Относительное число

капилляров, их диаметр
Ширина саркомера
Активность СДГ
АТФ-азная активность миозина
«Стандарт» - m.soleus
Слайд 31

Положение животного при антиортостатическом вывешивании-гравитационная разгрузка У крыс, песчанок снижение диаметра

Положение животного при антиортостатическом вывешивании-гравитационная разгрузка

У крыс, песчанок снижение диаметра мыш.волокон

m.soleus, тенденция к увеличению числа быстрых волокон
Слайд 32

Гравитационная терапия- воздействие ИСТ на организма. Устранение ишемии, улучшение регенерации в костной, мышечной, хрящевой тканях

Гравитационная терапия- воздействие ИСТ на организма. Устранение ишемии, улучшение регенерации в

костной, мышечной, хрящевой тканях
Слайд 33

Необходимые условия для регенерации мышц Натяжение (установление связи со скелетом) Восстановление

Необходимые условия для регенерации мышц

Натяжение (установление связи со скелетом)
Восстановление кровоснабжения
Установление иннервации

(иначе атрофия мышечных волокон)

Работы А.Н.Студитского 1949г.

Слайд 34

Незначительное повреждение Восстановление структуры волокна без активации сателлитов Макрофаг 3-4 сут 2 недели Работы А.Н. Студитского.

Незначительное повреждение

Восстановление структуры волокна без активации сателлитов

Макрофаг

3-4 сут

2 недели

Работы А.Н. Студитского.

Слайд 35

Более значительное повреждение Восстановление структуры волокна путем активации сателлитов Макрофаг

Более значительное повреждение

Восстановление структуры волокна путем активации
сателлитов

Макрофаг

Слайд 36

РОЛЬ ФАКТОРОВ РОСТА В АКТИВАЦИИ САТЕЛЛИТНЫХ КЛЕТОК

РОЛЬ ФАКТОРОВ РОСТА В АКТИВАЦИИ САТЕЛЛИТНЫХ КЛЕТОК

Слайд 37

Миобласты С2С12 и миотубулы

Миобласты С2С12 и миотубулы

Слайд 38

Культивирование сателлитных клеток Слияние миобластов с образованием миотубул Мультипотентность сателлитных клеток

Культивирование сателлитных клеток

Слияние миобластов с образованием миотубул
Мультипотентность
сателлитных клеток

in vitro:
мезенхимная альтернативная дифференцировка
в адипоциты и остеобласты.
Слайд 39

Первично-мышечные миопатии Миодистрофии – деградация мышечных волокон (и замещение их жировой

Первично-мышечные миопатии

Миодистрофии – деградация мышечных волокон (и замещение их жировой или

соединительной тканью)
Миопатии – обусловленные сдвигом обмена веществ и нарушением работы эндокринных желез (митохондриальные миопатии, болезнь Помпе…)
Миотонии и периодические мышечные параличи – нарушения возбудимости мышечных волокон (не обязательна видимая деструкция мыш.волокон и мыш.слабость)
Полимиозиты (системные аутоиммунные заболевания)
Слайд 40

Вторично-мышечные (нейрогенные) миопатии Нарушения в иннервации Денервационный синдром: при нарушении мотонейронов

Вторично-мышечные (нейрогенные) миопатии

Нарушения в иннервации
Денервационный синдром:
при нарушении мотонейронов спинного мозга или

их аксонов,
возврат к ювенильному состоянию мышечного волокна;
Первые изменения – снижение уровня МП и повышение чувствительности мембраны к ацетилхолину (появление внесинаптических холинорецепторов);
Изменение свойств Na-каналов (уменьшение чувствительности к тетродотоксину и пр.);
Нестабильность МП покоя, фибрилляция мышцы – диагностическое значение.
В итоге – денервационный тип атрофии.
Для поддержания денервированной скел.мускулатуры – биостимуляторы (инсулиноподобные нейротрофические ФР, фрагменты АКТГ и др.)
Слайд 41

Мышечные дистрофии Дюшенна и Беккера Прогрессирующие мышечные заболевания, вызванные мутациями гена

Мышечные дистрофии Дюшенна и Беккера

Прогрессирующие мышечные заболевания, вызванные мутациями гена

дистрофина, располагающегося в локусе 21ой Х хромосомы.

Дистрофин (79 экзонов) и его изоформы

Слайд 42

Классификация мышечных дистрофий

Классификация мышечных дистрофий

Слайд 43

Слайд 44

Признаки мышечных дистрофий изменения размеров мышечных волокон; общая дегенерация мышечной ткани;

Признаки мышечных дистрофий

изменения размеров мышечных волокон;
общая дегенерация мышечной ткани;
Замещение скелетных мышц

жировой и соединительной тканями;
некроз мышц
Слайд 45

Мышечные дистрофии Дюшенна и Беккера

Мышечные дистрофии Дюшенна и Беккера

Слайд 46

Стадия частичной сохранности двигательной функции – беспорядочные мышечные волокна (нормальные, атрофированные,

Стадия частичной сохранности двигательной функции – беспорядочные мышечные волокна (нормальные, атрофированные,

гипертрофированные), разрастание соединительной ткани в эндомизии
Стадия обездвиживания –единичные атрофированные мышечные волокна среди фиброзной и жировой ткани; лимфоидно-гистиоцитарная инфильтрация
Слайд 47

Стадия частичной сохранности двигательной функции Стадия обездвиживания

Стадия частичной сохранности двигательной функции

Стадия обездвиживания

Слайд 48

Структурная модель мутаций гена дистрофина при мышечных дистрофиях Дюшенна (а) и Беккера (b)

Структурная модель мутаций гена дистрофина при мышечных дистрофиях Дюшенна (а) и

Беккера (b)
Слайд 49

Механизм развития мышечной дистрофии Дюшенна

Механизм развития мышечной дистрофии Дюшенна

Слайд 50

Кальциевая гипотеза развития мышечной дистрофии Дюшенна

Кальциевая гипотеза развития мышечной дистрофии Дюшенна

Слайд 51

Кальциевая гипотеза развития мышечной дистрофии Дюшенна На мышиной модели mdx показано:

Кальциевая гипотеза развития мышечной дистрофии Дюшенна

На мышиной модели mdx показано:
- ингибирование

унипорта кальция в митохондрии скелетных мышц
Dubinin et al., 2020
Слайд 52

РАБДОМИОСАРКОМЫ Гетерогенная группа злокачественных мезенхимальных новообразований, в разной степени дифференцированных в

РАБДОМИОСАРКОМЫ

Гетерогенная группа злокачественных мезенхимальных новообразований, в разной степени дифференцированных в направлении

скелетных мышечных волокон (аналогичное в гладких мышцах – лейомиосаркома)
Чаще у детей, составляют две трети от всех сарком мягких тканей у детей
Клетки могут напоминать: недифференцированные миобласты, клетки-сателлиты, более дифференцированные вытянутые веретеновидные клетки, многоклеточные миотубулы
Трансмиссионная электронная микроскопия – золотой стандарт в диагностике рабдомиосарком (Z-линии, миофиламенты, комплексы рибосом и миозина)
В отличие от других крупноклеточных опухолей имеет позитивное окрашивание на десмин, виментин, негативное – на маркеры лимфомы
Слайд 53

Рабдомиосаркома собаки. ТЭМ B. G. Caserto Vet Pathol 2013;50:806-826 Полирибосомы и миозиновые филаменты М-линия

Рабдомиосаркома собаки. ТЭМ

B. G. Caserto Vet Pathol 2013;50:806-826

Полирибосомы и миозиновые филаменты

М-линия

Слайд 54

КЛАССИФИКАЦИЯ РАБДОМИОСАРКОМ ЭМБРИОНАЛЬНАЯ – ОКОЛО 60% У детей 2-5 лет, обычно

КЛАССИФИКАЦИЯ РАБДОМИОСАРКОМ

ЭМБРИОНАЛЬНАЯ – ОКОЛО 60%
У детей 2-5 лет, обычно на голове,

шее, в глазных впадинах, наиболее чувствительна к цитостатикам.
Состоит их округлых и веретеновидных клеток.
БОТРИОДНАЯ
Чаще в мочеполовой системе, характерны полиплоидные образования
АЛЬВЕОЛЯРНАЯ
Чаще локализация на туловище, чаще у юношей, крайне агрессивна, метастазирует. Образована округлыми и клетками неправильной формы.
ПЛЕЙОМОРФНАЯ
самая редкая
Из глубокорасположенных мышц, обычно локализация на конечностях, пациенты старше 30 лет

У детей,
чаще
до 15 лет

Слайд 55

Разные типы рабдомиосарком (гем.-эоз.) собак. Эмбриональная: клетки сходного размеры, эозинофилия цитоплазмы

Разные типы рабдомиосарком (гем.-эоз.) собак.

Эмбриональная:
клетки сходного размеры, эозинофилия цитоплазмы

Ботриоидная:
встречаются веретеновидные клетки

и миотубулы.
Моч. пузырь, матка

Альвеолярная:
Самый неблагоприятный прогноз.
группы клеток напоминают альвеолы. Иногда многоядерные

Альвеолярная:
Вариант с более крупными клетками

Альвеолярная:
Солидный подтип.
Малый объем цитоплазмы, гиперхромные ядра

Плейоморфная:
Чаще у взрослых. Разнообразие форм и размеров клеток, числа ядер.

Слайд 56

Цитогенетика и патогенез рабдомиосарком Аномалии хромосомы 11p15, что ведет к двукратному

Цитогенетика и патогенез рабдомиосарком

Аномалии хромосомы 11p15, что ведет к двукратному превышению

экпрессии IGF-II, нарушению прохождения по клеточному циклу и клет. пролиферации.
Вариации по содержанию ДНК от диплоидности до полиплоидности. Худший прогноз- при диплоидности.
В альвеолярных рабдомиосаркомах транслокация между длинными плечами хромосом 2 и 13, в итоге слияние генов PAX3  (Paired box family) и FKHR  (Forkhead box family). На этом основан тест дифф.диагностики между альвеолярной и эмбриональной формами рабдомиосарком.
Слияние генов PAX3 и FKHR ведет к неконтролируемому росту клеток, подавлению генов-онкосупрессоров, увеличению содержания MyoD1 и миогенина.
Также повышены MDM2, CDK4 и циклин D. MDM2 инактивирует р53. Накопление CDK4 и циклина D ведет к неконтролируемой пролиферации через фосфорилирование Rb.
Слайд 57

Иммуногистохимические маркеры в диагностике рабдосаркомы B. G. Caserto Vet Pathol 2013;50:806-826

Иммуногистохимические маркеры в диагностике рабдосаркомы

B. G. Caserto Vet Pathol 2013;50:806-826

Эмбриональная
Форма

РМС.
Гем.-эозин

Окраска
на десмин

Окраска на Myo D

Окраска на миогенин

Окраска на
мышечный актин

Слайд 58

ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ скелетных мышц. Накопление жировых капель между миофибрилл. С возрастом

ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ скелетных мышц. Накопление жировых капель между миофибрилл. С возрастом в

скелетных мышцах развивается саркопения - постепенное снижение мышечной массы и ослабление мышечной активности. Возрастная группа 71-80 лет.
Слайд 59

Скелетная мышцы у молодых (слева) и старых (справа) добровольцев, отражающая изменение

Скелетная мышцы у молодых (слева) и старых (справа) добровольцев, отражающая изменение

с возрастом количества и размеров митохондрий, а также жировых капель. Можно видеть снижение числа митохондрий в старости, в то время как размер и плотность жировых капель увеличиваются
Слайд 60

Голый землекоп (Heterocephalus glaber) Самая высокая продолжительность жизни среди грызунов– до

Голый землекоп (Heterocephalus glaber)

Самая высокая продолжительность жизни среди грызунов– до 32

лет и более – и на протяжении большей части жизни демонстрируют основные признаки пренебрежимого старения (медленный статистически неразличимый темп старения, при этом организм должен поддерживать способность к размножению, а уровень смертности не должен расти с возрастом после полового созревания )