Гистогенез скелетной мышечной ткани . Источником развития элементов скелетной (соматической) поперечнополосатой мышечной ткани являются клетки миотомов мезодермы – миобласты. Одни из них дифференцируются на месте и участвуют в образовании так называемых аутохтонных мышц. Другие клетки мигрируют из миотомов в мезенхиму. Они уже детерминированы, хотя внешне не отличаются от других клеток мезенхимы. Их дифференцировка продолжается в местах закладки других мышц тела.
В ходе дифференцировки возникают две клеточные линии. Клетки одной из линий сливаются, образуя удлиненные симпласты – мышечные трубочки ( миотубы ). В них происходит дифференцировка специальных органелл – миофибрилл. В это время в миотубах отмечается хорошо развитая гранулярная эндоплазматическая сеть. Миофибриллы сначала располагаются под плазмолеммой, а затем заполняют большую часть миотубы . Ядра, напротив, из центральных отделов смещаются к периферии. Клеточные центры и микротрубочки при этом полностью исчезают. Гранулярная эндоплазматическая сеть редуцируется в значительной степени. Такие дефинитивные структуры называют миосимпластами .
Клетки другой линии остаются самостоятельными и дифференцируются в миосателлитоциты ( миосателлиты ). Эти клетки располагаются на поверхности миосимпластов .
Значит, из миотомов мезодермы в определенные участки мезенхимы выселяются малодифференцированные клетки — миобласты, часть из которых выстраивается в виде цепочки в стык друг к другу и в области контактов миобластов цитолеммы исчезает и образуется симпластическое образование — миотрубка , в которой ядра в виде цепочки располагаются в середине, а по периферии начинают дифференцироваться из миофиламентов миофибриллы. К миотрубке подрастают нервные волокна, образуя двигательные нервные окончания. Под влиянием эфферентной нервной импульсации начинается перестройка мышечной трубки в мышечное волокно: ядра перемещаются на периферию симпласта к плазмолемме, а миофибриллы занимают его центральную часть, из гладкой эндоплазматической сети развивается саркоплазматическая сеть, окружающая каждую миофибриллу на всем ее протяжении. Плазмолемма миосимпласта образует глубокие трубчатые впячивания — Т-канальцы. За счет деятельности зернистой эндоплазматической сети вначале миобластов, а затем и мышечных труб синтезируются и выделяются с помощью пластинчатого комплекса белки и полисахариды, из которых формируется базальная пластинка мышечного волокна.
Следует отметить, что при формировании миотрубки , а затем и дифференцировки мышечного волокна часть миобластов не входит в состав симпласта , а прилежит к нему, располагаясь под базальной пластинкой. Эти клетки носят название миосателлитов и играют важную роль в процессах физиологической и репаративной регенерации. Установлено, что закладка поперечно-полосатых скелетных мышечных волокон ( миогенез ) происходит только в эмбриональный период. В постнатальном периоде осуществляется их дальнейшая дифференцировка и гипертрофия, но количество мышечных волокон даже в условиях интенсивной тренировки не увеличивается.
Гистогенез сердечной мышечной ткани . Источники развития сердечной поперечнополосатой мышечной ткани – симметричные участки висцерального листка спланхнотома в шейной части зародыша – миоэпикардиальные пластинки. Из них дифференцируются также клетки мезотелия эпикарда. В ходе гистогенеза стволовые клетки сердечной мышечной ткани (в составе миоэпикардиальной пластинки) в процессе дифференцировки дают начало нескольким клеточным дифферонам : возникает 5 видов кардиомиоцитов – рабочие (сократительные), синусные ( ритмзадающие или пейсмекерные ), переходные, проводящие, а также секреторные.
Исходными клетками сердечной мышечной ткани являются кардиомиобласты – уплощенные клетки (крупное ядро, светлая цитоплазма с небольшим количество рибосом и митохондрий). Происходит развитие комплекса Гольджи , гранулярной ЭПС. Клетки обладают высокой способностью к делению. Кардиомиобласты дифференцируются в кардиомиоциты . В цитоплазме кардиомиоцитов увеличивается число полисом, канальцев гранулярной ЭПС, накапливаются гранулы гликогена, увеличивается объем актомиозинового комплекса. Кардиомиоциты путем контактов «конец в конец», «конец в бок» формируют клеточные комплексы – сердечные мышечные волокна.
Гистогенез гладкой мышечной ткани . Этот вид мышечной ткани расположен в стенках органов и имеет генез мезенхимного типа. Миоциты объединяются в пучки, между которыми располагаются тонкие прослойки соединительной ткани. В эти прослойки вплетаются ретикулярные и эластические волокна, окружающие миоциты . В прослойках проходят кровеносные сосуды и нервные волокна. Терминали последних оканчиваются не непосредственно на миоцитах , а между ними. Поэтому после поступления нервного импульса медиатор распространяется диффузно, возбуждая сразу многие клетки. Гладкая мышечная ткань мезенхимного происхождения представлена главным образом в стенках кровеносных сосудов и многих трубчатых внутренних органов, а также образует отдельные мелкие мышцы (цилиарные). Гладкая мышечная ткань в составе конкретных органов имеет неодинаковые функциональные свойства. Это обусловлено тем, что на поверхности органов имеются разные рецепторы к конкретным биологически активным веществам. Поэтому и на многие лекарственные препараты их реакция неодинакова. Возможно, разные функциональные свойства тканей связаны и с конкретной молекулярной организацией актиновых филаментов .
Как было сказано выше, гладкие мышцы развиваются из мезенхимы. Клетки мезенхимы начинают активно размножаться и образуют сгущения. Первым признаков начавшейся дифференциации служит возникновение в цитоплазме клеток протофибрилл . Малодифференцированные клетки располагаются рыхло, соединяются между собой отростками (как клетки мезенхимы). Миофиламенты не имеют правильной ориентации. Позднее гладкомышечные клетки становятся веретенообразными и плотно прилегают друг к другу. Количество протофибрилл в них увеличивается, и они располагаются только в направлении длинной оси клетки.
В активированных миоцитах увеличивается синтез сократительных белков, происходит укрупнение и гиперхроматоз ядра, гипертрофия ядрышка, увеличивается количество свободных рибосом и полисом, наблюдается активация ферментов. Клеточная регенерация осуществляется как за счет активации миоцитов малого объема (камбиальных элементов), так и за счет дифференцированных клеток (обладающих способностью к митозу).
При функциональной нагрузке (беременности) или при патологии наблюдается увеличение массы гладкомышечной ткани за счет гипертрофии (увеличения размеров) или за счет гиперплазии (увеличения количества) гладких миоцитов
Мышечная ткань эпидермального происхождения Миоэпителиальные клетки развиваются из эпидермального зачатка. Они встречаются в потовых, молочных, слюнных и слезных железах и имеют общих предшественников с их секреторными клетками. Миоэпителиальные клетки непосредственно прилежат к собственно эпителиальным и имеют общую с ними базальную мембрану. При регенерации те и другие клетки тоже восстанавливаются из общих малодифференцированных предшественников. Большинство миоэпителиальных клеток имеют звездчатую форму. Эти клетки нередко называют корзинчатыми : их отростки охватывают концевые отделы и мелкие протоки желез. В теле клетки располагаются ядро и органеллы общего значения, а в отростках – сократительный аппарат, организованный, как и в клетках мышечной ткани мезенхимного типа.
Читайте также: Световозвращающая лента для ткани
Мышечная ткань нейрального происхождения. Миоциты этой ткани развиваются из клеток нейрального зачатка в составе внутренней стенки глазного бокала. Тела этих клеток располагаются в эпителии задней поверхности радужки. Каждая из них имеет отросток, который направляется в толщу радужки и ложится параллельно ее поверхности. В отростке находится сократительный аппарат, организованный так же, как и во всех гладких миоцитах . В зависимости от направления отростков (перпендикулярно или параллельно краю зрачка) миоциты образуют две мышцы – суживающую и расширяющую зрачок.
Регенерация. В мышечной, как в других тканях, различают два вида регенерации — физиологическую и репаративную . Из всех видов мышечной ткани лучше всего регенерирует гладкая, так как ее клетки миоциты могут активно делиться митозом всю жизнь.
Физиологическая регенерация скелетной мышечной ткани проявляется в форме гипертрофии мышечных волокон, что выражается в увеличении их толщины и даже длины, увеличение числа органелл, главным образом миофибрилл, а также нарастании числа ядер, что, в конечном счете, проявляется увеличением функциональной способности мышечного волокна. Радиоизотопным методом установлено, что увеличение числа ядер в мышечных волокнах в условиях гипертрофии достигается за счет деления клеток миосателлитов и последующего вхождения в миосимпласт дочерних клеток.
Увеличение числа миофибрилл осуществляется посредством синтеза актиновых и миозиновых белков свободными рибосомами и последующей сборки этих белков в актиновые и миозиновые миофиламенты параллельно с соответствующими филаментами саркомеров . В результате этого вначале происходит утолщение миофибрилл, а затем их расщепление и образование дочерних миофибрилл. Кроме того возможно образование новых актиновых и миозиновых миофиламентов не параллельно, а встык предшествующим миофибриллам, чем достигается их удлинение. Саркоплазматическая сеть и Т-канальцы в гипертрофирующемся волокне образуются за счет разрастания предшествующих элементов.
При определенных видах мышечной тренировки может формироваться преимущественно красный тип мышечных волокон (у стайеров) или белый тип мышечных волокон (у спринтеров). Возрастная гипертрофия мышечных волокон интенсивно проявляется с началом двигательной активности организма (1-2 года), что обусловлено, прежде всего усилением нервной стимуляции. В старческом возрасте, а также в условиях малой мышечной нагрузки наступает атрофия специальных и общих органелл, истончение мышечных волокон и снижение их функциональной способности.
Репаративная регенерация развивается после повреждения мышечных волокон. При этом способ регенерации зависит от величины дефекта. При значительных повреждениях на протяжении мышечного волокна миосателлиты в области повреждения и в прилежащих участках растормаживаются, усиленно пролиферируют, а затем мигрируют в область дефекта мышечного волокна, где выстраиваются в цепочки, формируя миотрубку . Последующая дифференцировка миотрубки приводит к восполнению дефекта и восстановлению целостности мышечного волокна. В условиях небольшого дефекта мышечного волокна на его концах, за счет регенерации внутриклеточных органелл, образуются мышечные почки, которые растут навстречу друг другу, а затем сливаются, приводя к закрытию дефекта. Однако репаративная регенерация и восстановление целостности мышечных волокон могут осуществляться при определенных условиях: во-первых, при сохраненной двигательной иннервации мышечных волокон, во-вторых, если в область повреждения не попадают элементы соединительной ткани (фибробласты). Иначе на месте дефекта мышечного волокна развивается соединительно-тканный рубец.
Советским ученым А. Н. Студитским доказана возможность аутотрансплантации скелетной мышечной ткани и даже целых мышц при соблюдении определенных условий:
- механическое измельчение мышечной ткани трансплантата, с целью растормаживания клеток-сателлитов и последующей их пролиферации;
- помещение измельченной ткани в фасциальное ложе;
- подшивание двигательного нервного волокна к измельченному трансплантату;
- наличие сократительных движений мышц-антагонистов и синергистов.
Регенерация сердечной мышечной ткани. В сердечной мышечной ткани отсутствуют камбиальные клетки, а сами кардиомиоциты утрачивают способность делиться к моменту рождения ребенка или в первые месяцы жизни. Поэтому при регенерации ткани не образуются новые кардиомиоциты и волокна. Наблюдается гипертрофия (увеличение объема) сохранившихся клеток.
Скелетная мышечная ткань регенерирует за счет
Введение. Скелетная мышечная ткань является одной из самых распространённых в организме человека. На её долю приходится до 40-45% от общей массы тела. Существует порог регенерационного процесса скелетной мышцы, после превышения которого мышечная ткань теряет способность к восстановлению своих функций. Потеря скелетной мышечной ткани с длительным функциональным ухудшением определяется как «значительная потеря мышечной ткани» (VML — volumetric muscle loss), что может существенно повлиять на качество жизни человека, значительно снизив функциональность опорно-двигательного аппарата. Целью данной работы является анализ литературных источников с проведенными раннее исследованиями по восстановлению и регенерации тканей скелетных мышц.
Частыми причинами травм скелетных мышц являются дорожно-транспортные происшествия, травмы, полученные при взрывах, боевые ранения, хирургические и ортопедические манипуляции (например, после синдрома длительного сдавливания или резекции опухоли) или повреждения, случившиеся в ходе занятий спортом, приводящие к острой потере мышечной ткани. Повреждения, превышающие 20% мышечной массы, нуждаются в реконструктивных хирургических вмешательствах. Прогрессирующая мышечная потеря может быть следствием метаболических нарушений или наследственных генетических заболеваний, таких как мышечная дистрофия Дюшена, латеральный амиотрофический склероз и детская болезнь Шарко-Мари-Тута [10]. Атрофия мышц также может быть следствием травм периферических нервов, хронической болезни почек, сахарного диабета и сердечной недостаточности [3]. Потеря мышечной массы до 20% может быть компенсирована высокой адаптивностью и регенеративным потенциалом скелетных мышц. За этим порогом функциональные нарушения неизбежны и могут привести как к тяжелой инвалидности, так и к косметическим деформациям, поэтому терапевтическое вмешательство крайне востребовано для таких пациентов.
Анализ и обсуждение. Мышечная регенерация зависит от гетерогенной популяции сателлитных клеток, интерстициальных клеток и кровеносных сосудов и в основном контролируется с помощью белков межклеточного матрикса и секретируемых факторов [4]. В норме мышечная масса поддерживается балансом между синтезом и катаболизмом белка. В большинстве случаев VML тормозит регенерационную способность скелетных мышц, поскольку физически удаляются необходимые регенеративные элементы, в основном сателлитные клетки, периваскулярные стволовые клетки и базальная мембрана. Через денервацию активируются сигнальные пути распада белков (протеасомальные и аутофагиально-лизосомальные пути). Поэтому скорость разложения белка превышает его синтез, что способствует атрофии мышц, сопровождающейся постепенным снижением мышечной массы и диаметров мышечных волокон. Реваскуляризация обычно нарушается. Вследствие наступают ишемические условия способствующие пролиферации фибробластов, фиброзу и формированию фиброзной рубцовой ткани, что приводит к дальнейшей дистрофии мышцы. Состав и степень белков межклеточного матрикса в рубцовых тканях влияют на многие аспекты миогенеза, функции мышц и реиннервации. При хронической потере мышечной массы, такой как мышечная дистрофия Дюшена, фиброз является серьезной проблемой. Вследствие того, что последовательное разрушение миофибрилл не может быть полностью компенсировано пролиферацией сателлитных клеток, следующие воспалительные процессы приводят к изменению продукции белков внеклеточного матрикса и последующему развитию фиброза, а также формированию рубцовой ткани. Рубцовое образование можно уменьшить либо путем введения, например, 5-фторурацила и блеомицина, которые противодействуют пролиферации фибробластов и неоангиогенезу, либо с помощью лазерной терапии и функциональными улучшениями через 6-12 месяцев лечения [1]. Регенерация с регрессией рубцовой ткани и функциональным восстановлением может быть также оптимизирована с помощью трансплантации жира. Тем не менее, уменьшение фиброзирования недостаточно для восстановления и регенерации мышечного волокна. Клинические и научные исследования способствуют восстановлению большой мышечной потери. Современный стандарт лечения VML, как правило, основан на хирургическом вмешательстве с аутологичным мышечным трансплантатом и физиотерапией. Другими способами, которые применяют в клинике, являются: иглоукалывание и применение скаффолдов.
Читайте также: Проект куклы своими руками из ткани
Хирургическое лечение VML включает в себя в основном санацию рубцовой ткани и / или транспозицию мышц. Аутологичная пересадка мышц обычно выполняется в клинической ситуации, когда после травмы, резекции опухоли или повреждения нерва возникают большие участки мышечной потери, что значительно ухудшает двигательную функцию. Хирурги трансплантируют здоровую мышцу из донорского участка, не затронутого повреждением, для восстановления утраченной или нарушенной функции. При отсутствии прилегающей мышцы из-за высокого уровня повреждений нерва или тяжелой травмы может быть применена аутологичная трансплантация мышцы в виде свободной функциональной пересадки. Часто используемыми аутологичными мышцами являются m. latissimus dorsi и m. gracilis. Было показано, что пересадка m. latissimus dorsi является безопасной и эффективной для восстановления сгибания локтевого сустава [8]. В случае синовиальной саркомы, поражающей m. gluteus medius и m. gluteus minimus, функция пораженного тазобедренного сустава может быть полностью восстановлена с помощью свободной нейроваскулярной трансплантации m. latissimus dorsi. Трансплантация m. gracilis обычно используется для восстановления локтевого сустава после травмы плечевого сплетения. Хотя данные мышечные лоскуты могут приводить к значительным терапевтическим результатам, они вызывают прогрессирующую заболеваемость донорского участка и недостаточность иннервации. Более того, до 10% этих реконструктивных операций приводят к полному отторжению трансплантата из-за таких осложнений, как инфекция и некроз.
Физические упражнения обладают способностью предотвращать снижение массы скелетных мышц. Таким образом, помимо хирургических методов, физиотерапия — это неинвазивный / минимально инвазивный способ улучшения восстановления и регенерации мышечной ткани. Данный метод получил широкое применение при восстановлении после травм и трансплантации мышечной ткани или для лечения хронической мышечной дистрофии. Физическая реабилитация направлена на укрепление сохранившихся мышц. Показано, что физиотерапия ускоряет заживление/регенерацию мышц, модулируя иммунный ответ, высвобождая факторы роста, способствуя васкуляризации и уменьшая образование рубцов. Физические упражнения и массаж, стимулирующие ангиогенез, являются потенциальными способами, ускоряющими образование новой мышечной ткани в клинически пересаженных мышечных трансплантатах или других хирургических операциях. Сообщалось, что физические тренировки могут регулировать сигнальный путь IGF-1 (Insulin-like growth factor-1) и уменьшать миостатин в мышечной ткани животных и людей, тем самым предотвращая атрофию мышцы. Физическая терапия действительно может улучшить восстановление мышц; однако этот метод не приносит весомых результатов при регенерации мышц у больных с VML. Кроме того, пациенты с тяжелыми заболеваниями или травмами часто не могут проводить последовательные упражнения, что ограничивает физическую терапию как лечение VML.
Акупунктура — это отрасль традиционной китайской медицины, которая широко используется для лечения различных заболеваний по всему миру. Было показано, что лечение электрическим иглоукалыванием подавляет экспрессию миостатина, приводя к пролиферации клеток-сателлитов и восстановлению скелетных мышц. Акупунктура + низкочастотная электрическая стимуляция (Acu-LFES — Acupuncture plus low-frequency electrical stimulation) усиливают регенерацию мышц и предотвращают потерю мышечной массы путем регулярных тренировок через стимуляцию сокращений. Такой метод лечения подходит для пациентов с тяжелыми заболеваниями, которые не могут часто выполнять упражнения. Было показано, что Acu-LFES противодействует атрофии скелетных мышц, вызванной диабетом, путем увеличения IGF-1 и тем самым стимулирует регенерацию мышц. Применение Acu-LFES для лечения диабетической миопатии и мышечной потери, вызванной хроническим заболеванием почек, показало хорошее функциональное восстановление мышц [9]. Основной механизм включает активацию макрофагов М2 и изменение уровней экспрессии мРНК E3 убиквитин-лигазы-атрогин-1. Подобно физическим упражнениям, иглоукалывание способствует восстановлению функции мышц и стимулирует их регенерацию, особенно у пациентов с атрофией мышц после хронических заболеваний. Тем не менее, не наблюдается значительного успеха при регенерации объемных мышечных дефектов после травмы или резекции опухоли. Кроме того, необходимо много времени, чтобы определить оптимальную продолжительность и интенсивность Acu-LFES в качестве стандартного лечения атрофии мышц.
Биологические скаффолды, состоящие из белков внеклеточного матрикса (ECM — the extracellular matrix), широко используются в регенеративной медицине и в хирургических процедурах для восстановления и регенерации тканей. Скаффолды могут способствовать восстановлению VML, обеспечивая структурную и биохимическую основу. Несколько тканевых скаффолдов были протестированы на животных моделях при незначительных потерях мышечной массы, впоследствии дали хороший результат и были апробированы в клинике. Ксеногенный внеклеточный матрикс и аутологичная ткань были использованы для восстановления функций мышц и одновременного формирования биологической ниши для регенерации. Многослойный каркас из белков межклеточного матрикса, полученный из подслизистой оболочки свиньи, был применен для восстановления у пациентов m. vastus medialis. Через 4 месяца после операции наблюдался заметный прирост показателей функциональной активности, а на месте имплантации была обнаружена новая мышечная ткань. Подслизистая оболочка тонкого кишечника свиньи также использовалась для лечения дефектов брюшной стенки [6]. Кроме того, белки межклеточного матрикса свиньи из мочевого пузыря были имплантированы в попытке лечения VML у человека. Функциональное улучшение с формированием мышечной ткани наблюдалось у трех из пяти пациентов в данном исследовании. Однако ксеногенные скаффолды все еще могут вызывать неблагоприятный иммунный ответ после децеллюляризации, и могут повысить риск передачи инфекционных заболеваний. Поэтому существует клиническая необходимость в разработке новых методов, которые смогут более эффективно восстановить поврежденную мышечную ткань.
Читайте также: Контур акриловый по ткани таир
Для решения оставшихся клинических проблем и изучения новых методов восстановления скелетной мышечной ткани и её регенерации были вовлечены новейшие технологии. В то время как подходы биоинженерии тканей направлены на создание сложных мышечных структур in vitro для последующей имплантации и замены отсутствующих мышц, подходы тканевой инженерии развивают тканеподобные скаффолды, которые могут быть имплантированы для восстановления нового мышечного волокна из оставшейся ткани in vivo. Оба подхода используют комбинации скаффолдов, клеток и сигнальных путей с различным фокусом. Биологические скаффолды используются в различных клинических исследованиях в области тканевой инженерии и в течение последнего десятилетия часто изучались в доклинических моделях повреждения скелетных мышц. Они в основном изготовлены из натуральных, синтетических полимеров или белков межклеточного матрикса и направлены на создание ниши микроокружения для контроля свойств резидентных клеток. Природные полимеры, такие как альгинат, коллаген и фибрин, широко используются в инженерии скелетных мышц [2]. Они обладают собственными биоактивными сигнальными путями, которые улучшают свойства клеток. Было обнаружено, что альгинатные гели с жесткостью 13-45 кПа максимизируют пролиферацию и дифференцировку миобластов. Коллаген также может транспортировать необходимые факторы роста для увеличения миграции мышечных клеток к месту повреждения. Сообщалось, что фибрин способствует выживанию миобластов и их дифференцировке в мышечные волокна при интегрировании в ткани. Поскольку природный полимер обладает ограниченной механической жесткостью и может быть легко разрушен, для регенерации скелетных мышц используются различные синтетические материалы, такие как PGA (polyglycolic acid), PLA (polylactic acid) и PLGA (polylactic-co-glycolic acid). Синтетические полимеры можно легко направить на высвобождения факторов роста, индуцирующих регенерацию мышц. Основные недостатки включают, как правило, более низкую клеточную аффинность по сравнению с природными полимерами и риск развития реакции иммунного ответа на полимер или продуктов его распада. Скаффолды, полученные из белков внеклетоного матрикса, могут временно заполнить дефект и восстановить морфологию поврежденного участка. После имплантации этот участок заполняется мезенхимальными стволовыми клетками (МСК) костного мозга. В результате “новый” матрикс обогащается кровеносными сосудами и восстанавливает мышечные волокна лучше, чем “обычный” внеклеточный матрикс. Действительно, показано, что гидрогели, полученные из децеллюляризованного матрикса скелетных мышц, усиливают пролиферацию скелетных миобластов при введении в ишемизированную конечность крысы. Альтернативным методом может быть использование измельченной ткани скелетных мышц, которая не была децеллюляризована, что, как сообщается, показывает лучшую регенерацию мышц, чем девитализированные скаффолды. Новообразованные мышечные клетки показали лучшую адгезию к 3D пористым скаффолдам на основе полиуретана с низкой жесткостью и большими значениями шероховатости [5]. Регенерация мышечных волокон осуществляется клетками, среди которых выделяют следующие типы, используемых для лечения VML: миобласты, сателлитные клетки (СК), мезоангиобласты, перициты и мезенхимальные стволовые клетки (МСК). Наиболее хорошо изученной мышечной стволовой клеткой является сателлитная клетка (СК). СК отводится важная роль в формировании новых мышечных волокон. СК, пересаженные в мышь с мышечной дистрофией, дали высокоэффективную регенерацию поврежденного участка мышцы и улучшили её сократительную функцию. К сожалению, экспансия СК in vitro приводит к значительному снижению их способности продуцировать миофибриллы in vivo и, следовательно, получение достаточно большого количества свежих СК для клинического применения нецелесообразно. Миобласты использовались для восстановления дефектов мышечной ткани с помощью различных скаффолдов. Показано, что они функционально интегрируются в существующую мышечную ткань хозяина. Введение большего количества миобластов в мышцы показало перспективные результаты для лечения мышечной дистрофии. МСК могут быть вовлечены в формирование мышечных трубочек через слияние гетеротипических клеток после активации миогена. Мезоангиобласты и перициты так же применялись для лечения мышечной дистрофии, что привело к увеличению силы мышцы. Они также использовались в тканевых гидрогелевых носителях, причем некоторые достигли успешных результатов в развитии мышечной регенерации. Лечение с применением стволовых клеток обеспечивает заметные терапевтические преимущества при реверсивной мышечной атрофии и способствуют регенерации мышц. Терапия стволовыми клетками (например, трансплантация стволовых клеток пуповинной крови) показала положительные результаты при лечении мышечной дистрофии Дюшена. Помимо сигнальных путей от белков межклеточного матрикса, разнообразные стимулирующие и ингибирующие факторы роста, такие как IGF-1 и TGF-β1 ( transforming growth factor beta 1), могут стимулировать эндогенную регенерацию скелетных мышц путем активации и/или рекрутирования стволовых клеток хозяина. Показано, что длительное воздействие факторов VEGF (vascular endothelial growth factor), IGF-1 или SDF-1a (stromal cell-derived factor-1) усиливает миогенез и способствует ангиогенезу и формированию мышц [7]. Быстрое высвобождение фактора роста гепатоцитов (HGF — hepatocyte growth factor), нагруженного фибриновыми микронитями, способствовало ремоделированию функциональной мышечной ткани и усилению регенерации скелетных мышц в моделях мышей. Хирургическое лечение гидрогелями h-ADSCs (human adipose-derived stem cells) и bFGF (basic fibroblast growth factor) приводило к функциональному восстановлению, реваскуляризации и реиннервации в разорванных мышцах с минимальным фиброзом. Кроме того, пептид PEDF (pigment epithelium-derived factor), как сообщается, способствует регенерации скелетных мышц. Скаффолды, полученные как из аллотрансплантатов, так и из ксенотрансплантатов, часто отвергаются из-за иммунных реакций хозяина, возникающих из-за присутствующих в донорской ткани антигенов. Они обычно обрабатываются при помощи децеллюляризации и/или химического сшивания для удаления или покрытия антигенных молекул. Специфические методы децеллюляризации, похоже, облегчают некоторые из этих проблем для белков внеклеточного матрикса. Однако остаточная ДНК в биологических матрицах после децеллюляризации все еще может индуцировать воспалительные реакции после имплантации.
Заключение. Повреждение скелетной мышечной ткани или атрофия мышц встречается довольно часто. Хирургические методы достигли значительных результатов и могут гарантировать хорошие результаты для восстановления мышечных функций. Однако, при хирургическом вмешательстве всегда остается риск, обусловленный как человеческим фактором, так особенностями операции. Исследования в области тканевой инженерии и регенеративной клеточной терапии могут решить данную проблему. Тканевая инженерия использует биологические скаффолды, которые направляют развитие мышечной ткани при участии факторов роста. Эти клетки способствуют пролиферации миогенных клеток в поврежденных или атрофических мышцах, что отражается на их дальнейшей регенерации. Подобные творческие подходы опираются на глубокое понимание процесса, необходимого для функционального восстановления мышц (реакция клеток на скаффолды, васкуляризация, миогенез и иннервация), однако все равно нуждаются в дальнейших исследованиях.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом