Forskare har länge känt till att bioelektricitet spelar en roll i muskelutvecklingen, men de exakta mekanismerna genom vilka detta inträffar har varit dåligt förstått. En ny studie med zebrafisk har belyst denna process och avslöjat hur bioelektriska signaler styr migration och differentiering av muskelceller.

Studien, publicerad i tidskriften Nature Communications, utfördes av forskare vid University of California, Berkeley. Teamet använde embryon för zebrafisk för att studera utvecklingen av somiter, som är vävnadsblock som ger upphov till kroppens muskler.

Forskarna fann att bioelektriska signaler som genereras av somiterna styr migrationen av muskelceller från somiterna till den omgivande vävnaden. Dessa signaler styr också differentieringen av muskelceller till olika typer av muskelfibrer som utgör kroppen.

Resultaten av denna studie ger nya insikter om bioelektricitets roll i muskelutveckling. Denna kunskap kan leda till utvecklingen av nya terapier för muskelsjukdomar som muskeldystrofi.

Hur bioelektricitet styr muskelutveckling

Bioelektricitet är en form av energi som produceras genom förflyttning av joner över ett cellmembran. När det gäller muskelceller genereras bioelektriska signaler genom öppning och stängning av jonkanaler i cellmembranet.

Dessa signaler färdas längs cellmembranet och får muskelcellen att dra ihop sig. Sammandragningens styrka beror på styrkan hos den bioelektriska signalen.

I det utvecklande embryot styr bioelektriska signaler migrationen och differentieringen av muskelceller. Dessa signaler genereras av somiterna, som är vävnadsblock som ger upphov till kroppens muskler.

Somiterna genererar bioelektriska signaler genom att utsöndra ett protein som kallas Shh. Shh binder till receptorer på ytan av muskelceller, vilket gör att cellerna öppnar jonkanaler och genererar en bioelektrisk signal.

Denna signal får muskelcellerna att migrera från somiterna till den omgivande vävnaden. Det får också muskelcellerna att differentiera till de olika typer av muskelfibrer som utgör kroppen.

Konsekvenser för muskelsjukdomar

Resultaten av denna studie kan ha viktiga konsekvenser för behandlingen av muskelsjukdomar som muskeldystrofi. Muskeldystrofi är en grupp genetiska sjukdomar som gör att musklerna försvagas och försvinner.

Forskarna tror att bioelektriska signaler kan användas för att stimulera muskeltillväxt och reparation hos patienter med muskeldystrofi. Detta kan leda till utvecklingen av nya terapier som kan bidra till att förbättra livskvaliteten för patienter med denna förödande sjukdom.

Slutsats

Studiet av bioelektricitet i muskelutveckling är ett snabbt växande område. Resultaten av denna studie ger nya insikter om bioelektricitets roll i denna process och kan leda till utvecklingen av nya terapier för muskelsjukdomar som muskeldystrofi.