Гістогенетичні та морфофункціональні аспекти класифікації м’язової тканини (огляд і перспективи досліджень)

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.26641/1997-9665.2025.4.95-103

Ключові слова:

гістогенез, м'язова тканина, міогенез, кардіогенез, міобласт, кардіоміоцит, гладка мускулатура.

Анотація

Вступ. Широкого загалу набувають новітні методи визначення шляхів розвитку та формування м’язової тканини, основною особливістю для якої є механізм скорочення. Актуальність. М'язова тканина — це високоспеціалізована структура, що відповідає за рухову активність організму. Розуміння її будови та гістогенезу є критично важливим для вивчення як норми, так і патологічних станів. Дослідження у галузі ембріології та гістології, підсилені сучасними методами мікроскопії та молекулярної біології, дозволяють по-новому поглянути на фундаментальні механізми розвитку м’язових тканин, що відкриває нові перспективи в галузі біології індивідуального розвитку, цитології та гістології. Мета статті є систематизація та інтеграція сучасних наукових даних щодо гістогенетичних та морфофункціональних аспектів класифікації м’язової тканини. Завданням є розширення уявлень про джерела розвитку та ключові відмінності у процесах формування кожного типу м'язової тканини. Методи. Було проведено систематичний науковий пошук у базах даних Scopus, Web of Science Core Collection та PubMed. Аналіз охоплював період з 2015 по 2025 роки. Пошук здійснювався за ключовими словами, такими як "myogenesis," "cardiogenesis," "smooth muscle development," "muscle tissue histology" та "embryonic myogenesis." Загалом було проаналізовано понад 100 наукових публікацій, що включали оглядові статті та результати первинних експериментальних досліджень. Результати. Аналіз літератури підтверджує, що три типи м’язової тканини мають різні джерела походження та унікальні гістогенетичні механізми. Скелетна мускулатура розвивається з міотомів сомітів шляхом злиття міобластів у багатоядерні м'язові волокна. Серцева мускулатура формується з вісцерального листка спланхнотома, причому кардіоміоцити не зливаються, а утворюють єдину мережу, функціонально з’єднану вставними дисками. Гладка мускулатура має найбільш варіабельне походження (з мезенхіми спланхнотома або ектодерми нервового гребеня) та формується з окремих веретеноподібних клітин, які зберігають здатність до проліферації. Підсумок. Принципові морфофункціональні відмінності між трьома типами м’язової тканини безпосередньо зумовлені їхнім гістогенезом. Сучасні методи дослідження дозволяють деталізувати ці процеси, підтверджуючи, що утворення багатоядерних структур, специфічних міжклітинних контактів та варіативність ембріонального походження є ключовими подіями, що визначають остаточну будову м'язової тканини. Систематизація цих знань є основою для подальших досліджень у біології розвитку та тканинній інженерії.

Посилання

Agarwal M, Sharma A, Kumar P, Kumar A, Bharadwaj A, Saini M, Kardon G, Mathew SJ. Myosin heavy chain-embryonic regulates skeletal muscle differentiation during mammalian development. Development. 2020;147(7):dev184507. doi: 10.1242/dev.184507.

Giordani L, He GJ, Negroni E, Sakai H, Law JYC, Siu MM, Wan R, Corneau A, Tajbakhsh S, Cheung TH, Le Grand F. High-Dimensional Single-Cell Cartography Reveals Novel Skeletal Muscle-Resident Cell Populations. Mol Cell. 2019;74(3):609-21. doi: 10.1016/j.molcel.2019.02.026.

Wu P, Zhou K, Zhang J, Ling X, Zhang X, Zhang L, Li P, Wei Q, Zhang T, Wang X, Zhang G. Identification of crucial circRNAs in skeletal muscle during chicken embryonic development. BMC Genomics. 2022;23(1):330. doi: 10.1186/s12864-022-08588-4.

Scaal M, Marcelle C. Chick muscle development. Int J Dev Biol. 2018;62(1-2-3):127-36. doi: 10.1387/ijdb.170312cm.

Hernández-Hernández JM, García-González EG, Brun CE, Rudnicki MA. The myogenic regulatory factors, determinants of muscle development, cell identity and regeneration. Semin Cell Dev Biol. 2017;72:10-18. doi: 10.1016/j.semcdb.2017.11.010.

Chal J, Pourquié O. Making muscle: skeletal myogenesis in vivo and in vitro. Development. 2017;144(12):2104-22. doi: 10.1242/dev.151035.

Pourquié O. Somite formation in the chicken embryo. Int J Dev Biol. 2018;62(1-2-3):57-62. doi: 10.1387/ijdb.18003.

Weldon SA, Münsterberg AE. Somite development and regionalisation of the vertebral axial skeleton. Semin Cell Dev Biol. 2022;127:10-16. doi: 10.1016/j.semcdb.2021.10.003.

Bertrand S, Aldea D, Oulion S, Subirana L, de Lera AR, Somorjai I, Escriva H. Evolution of the Role of RA and FGF Signals in the Control of Somitogenesis in Chordates. PLoS One. 2015;10(9):e0136587. doi: 10.1371/journal.pone. 0136587.

Miao Y, Pourquié O. Cellular and molecular control of vertebrate somitogenesis. Nat Rev Mol Cell Biol. 2024;25(7):517-33. doi: 10.1038/s41580-024-00709-z.

Onai T. The evolutionary origin of chordate segmentation: revisiting the enterocoel theory. Theory Biosci. 2018;137(1):1-16. doi: 10.1007/s12064-018-0260-y.

Piatkowska AM, Evans SE, Stern CD. Cellular aspects of somite formation in vertebrates. Cells Dev. 2021;168:203732. doi: 10.1016/j.cdev. 2021.203732.

Meister L, Escriva H, Bertrand S. Functions of the FGF signalling pathway in cephalochordates provide insight into the evolution of the prechordal plate. Development. 2022;149(10):dev200252. doi: 10.1242/dev.200252.

Miao Y, Djeffal Y, De Simone A, Zhu K, Lee JG, Lu Z, Silberfeld A, Rao J, Tarazona OA, Mongera A, Rigoni P, Diaz-Cuadros M, Song LMS, Di Talia S, Pourquié O. Reconstruction and deconstruction of human somitogenesis in vitro. Nature. 2023;614(7948):500-8. doi: 10.1038/s41586-022-05655-4.

Martin BL. Mesoderm induction and patterning: Insights from neuromesodermal progenitors. Semin Cell Dev Biol. 2022;127:37-45. doi: 10.1016/j.semcdb.2021.11.010.

Criswell KE, Coates MI, Gillis JA. Embryonic origin of the gnathostome vertebral skeleton. Proc Biol Sci. 2017;284(1867):20172121. doi: 10.1098/rspb.2017.2121.

Scaal M, Marcelle C. Chick muscle development. Int J Dev Biol. 2018;62(1-2-3):127-36. doi: 10.1387/ijdb.170312cm.

Dong Y, Qian L, Liu J. Molecular and cellular basis of embryonic cardiac chamber maturation. Semin Cell Dev Biol. 2021;118:144-9. doi: 10.1016/j.semcdb.2021.04.022.

Dye B, Lincoln J. The Endocardium and Heart Valves. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2020;12(12):a036723. doi: 10.1101/cshperspect. a036723.

van der Maarel LE, Christoffels VM. Development of the Cardiac Conduction System. Adv Exp Med Biol. 2024;1441:185-200. doi: 10.1007/978-3-031-44087-8_10.

Pogontke C, Guadix JA, Ruiz-Villalba A, Pérez-Pomares JM. Development of the Myocardial Interstitium. Anat Rec (Hoboken). 2019;302(1):58-68. doi: 10.1002/ar.23915.

Zhang M, Lui KO, Zhou B. Application of New Lineage Tracing Techniques in Cardiovascular Development and Physiology. Circ Res. 2024;134(4):445-58. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.123.323179.

Snabel RR, Cofiño-Fabrés C, Baltissen M, Schwach V, Passier R, Veenstra GJC. Cardiac differentiation roadmap for analysis of plasticity and balanced lineage commitment. Stem Cell Reports. 2025;20(3):102422. doi: 10.1016/j.stemcr.2025. 102422.

Ieda M. Heart Development, Diseases, and Regeneration – New Approaches From Innervation, Fibroblasts, and Reprogramming. Circ J. 2016;80(10):2081-8. doi: 10.1253/circj.CJ-16-0815.

Christoffels V, Jensen B. Cardiac Morphogenesis: Specification of the Four-Chambered Heart. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2020;12(10): a037143. doi: 10.1101/cshperspect.a037143.

Meilhac SM, Buckingham ME. The deployment of cell lineages that form the mammalian heart. Nat Rev Cardiol. 2018;15(11):705-24. doi: 10.1038/s41569-018-0086-9.

Leone M, Magadum A, Engel FB. Cardiomyocyte proliferation in cardiac development and regeneration: a guide to methodologies and interpretations. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2015;309(8):H1237-50. doi: 10.1152/ajpheart. 00559.2015.

Gays D, Hess C, Camporeale A, Ala U, Provero P, Mosimann C, Santoro MM. An exclusive cellular and molecular network governs intestinal smooth muscle cell differentiation in vertebrates. Development. 2017;144(3):464-78. doi: 10.1242/ dev.133926.

Donadon M, Santoro MM. The origin and mechanisms of smooth muscle cell development in vertebrates. Development. 2021;148(7):dev197384. doi: 10.1242/dev.197384.

Liu M, Gomez D. Smooth Muscle Cell Phenotypic Diversity. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2019;39(9):1715-23. doi: 10.1161/ATVBAHA. 119.312131.

Sur A, Wang Y, Capar P, Margolin G, Prochaska MK, Farrell JA. Single-cell analysis of shared signatures and transcriptional diversity during zebrafish development. Dev Cell. 2023;58(24):3028-47.e12. doi: 10.1016/j.devcel.2023.11.001.

Worssam MD, Jørgensen HF. Mechanisms of vascular smooth muscle cell investment and phenotypic diversification in vascular diseases. Biochem Soc Trans. 2021;49(5):2101-2111. doi: 10.1042/ BST20210138.

Jaslove JM, Nelson CM. Smooth muscle: a stiff sculptor of epithelial shapes. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2018;373(1759):20170318. doi: 10.1098/rstb.2017.0318.

Hu Y, Cai Z, He B. Smooth Muscle Heterogeneity and Plasticity in Health and Aortic Aneurysmal Disease. Int J Mol Sci. 2023;24(14):11701. doi: 10.3390/ijms241411701.

Steinbach SK, Husain M. Vascular smooth muscle cell differentiation from human stem/progenitor cells. Methods. 2016;101:85-92. doi: 10.1016/ j.ymeth.2015.12.004.

Pierantozzi E, Vezzani B, Badin M, Curina C, Severi FM, Petraglia F, Randazzo D, Rossi D, Sorrentino V. Tissue-Specific Cultured Human Pericytes: Perivascular Cells from Smooth Muscle Tissue Have Restricted Mesodermal Differentiation Ability. Stem Cells Dev. 2016;25(9):674-86. doi: 10.1089/ scd.2015.0336.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-10-30

Номер

Розділ

Статті