Ontogenetic mechanisms of contractive apparatus development in cardiomyocytes.

Authors

  • D. G. Marchenko ДЗ «Дніпропетровська медична академія МОЗ України», Ukraine
  • I. V. Tverdokhlib ДЗ «Дніпропетровська медична академія МОЗ України», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.26641/1997-9665.2012.4.5-11

Keywords:

cardiac muscle, ontogeny, miofibrillogenesis, contractive proteins, miofilaments

Abstract

The review is devoted to the analysis of structural and functional features of the contractive apparatus development of myocardium in the prenatal and postnatal ontogenesis. Miofibrillogenesis mechanisms in different heart chambers and areas of the cardiac wall are primarily similar, but information on their degree of gravity, balance and speed of the various myocardial sections are controversial. Thanks to analysis of numerous morphological and stereometric features may be able to find the most complete amount of information about the formation of certain structures of the contractive apparatus. The process of its formation in experimental animals and humans begin early in prenatal ontogenesis, however, many of the issues underlying this process, remain unsolved, which necessitates the use and combination of different research methods. Analysis of the issues concerning the formation of the miofibrillar apparatus components in both normal and under the influence of endogenous and exogenous factors remains significant today.

References

  1. Дробышева Р. А. Морфологические и биохимические корреляции в мышечной ткани предсердий и желудочков / Р. А. Дробышева, С. А. Тумаков // Бюлл. экспер. биол. – 1978. - № 4. – С. 484.
  2. Молекулярно-генетические механизмы развития сердца и перспектив восстановления миокарда при сердечной недостаточности / В. П. Ширинский, О. В. Степанова, Т. Г. Куликова [и др.] // Кардиол. вестник. − 2009. − Т. 4, № 13. − С. 71−76.
  3. Непомнящих Л. М. Морфология атрофии сердца / Л. М. Непомнящих, Л. В. Колесникова, Г. И. Непомнящих. – Новосибирск: Наука, 1989. – 307 с.
  4. Непомнящих Л. М. Патологическая анатомия и ультраструктура сердца / Л. М. Непомнящих. – Новосибирск: Наука, 1981. – 323 с.
  5. Румянцев П. П. Кардиомиоциты в процессах репродукции, дифференцировки и регенерации / П. П. Румянцев. – Л. : Наука, 1982. – 288 с.
  6. Румянцев П. П. Электронномикроскопический анализ "дедифференцировки" и митотического деления миоцитов предсердия при массивном инфаркте миокарда левого желудочка / П. П. Румянцев // Архив АГЭ. – 1972. – № 6. – С. 115-121.
  7. Твердохлеб И. В. Гетерогенность миокарда и ее развитие в нормальном кардиомиогенезе / И. В. Твердохлеб. – Днепропетровск: Пороги, 1996. – С. 224.
  8. Твердохлеб И. В. Гетерогенность сократительных структур в саркоплазме миоцитов развивающегося сердца / И. В. Твердохлеб // Вестник проблем биологии и медицины. – 1997. – Вып. 3. – С. 21-24.
  9. Твердохлеб И. В. Данные ультраструктурной стереометрии о развитии сократительного аппарата кардиомиоцитов в аспекте периодизации пренатального онтогенеза человека / И. В. Твердохлеб // Вестник проблем современной медицины. – 1996. – Вып. 8. – С. 135-138.
  10. Твердохлеб И. В. Преобразования ультраструктуры миофибрилл и фракционного состава актомиозинового комплекса кардиомиоциов в кардиомиогенезе человека на этапах раннего онтогенеза / И. В. Твердохлеб // Вiсник наукових дослiджень (мiжнародний науковий журнал). – 1995. – Вип. 5. – 12 с.
  11. Твердохлеб И. В. Структурно-динамическая гетерогенность сократительных кардиомиоцитов млекопитающих / И. В. Твердохлеб // Вестник проблем современной медицины. – 1996. – Вып. 11. – С. 34-37.
  12. Хлопонин П. А. Светооптический и электронномикроскопический анализ дифференцировки желудочков и предсердий сердца в онтогенезе птиц / П. А. Хлопонин // Архив АГЭ. – 1976. - № 12. – С. 49-56.
  13. Differential distribution of subsets of myofibrillar proteins in cardiac nonstriated and striated myofibrils / Т. Schultheiss, Z. Lin, M. H. Lu [et al.] // J. Cell Biol. – 1990. – Vol. 110. – P. 1159 –1172.
  14. Du A. Cardiac myofibrillogenesis inside intact embryonic hearts / A. Du, J. M. Sanger, J. W. Sanger // Devel. Biol. – 2008. – № 318.− Р. 236–246.
  15. Du A. Myofibrillogenesis in the first cardiomyocytes formed from isolated quail precardiac mesoderm / A. Du, J.M. Sanger, K. K. Linask // Dev. Biol. – 2003. – №211. – Р. 382–394.
  16. Dynamics of Z-band based proteins in developing skeletal muscle cells / J. Wang, N. Shaner, B. Mittal [et al.] // Cell Motility and the Cytoskeleton. – 2005. – Vol. 61. – P. 34–48.
  17. Fulton A. B. Titin, a huge, elastic sarcomeric protein with a probable role in morphogenesis / A. B. Fulton, W. B. Issacs // BioEssays. – 1991. – Vol. 13. – P. 157−161.
  18. Gregorio C. C. Mechanisms of thin filament assembly in embryonic chick cardiac myocytes: tropomodulin requires tropomyosin for assembly / C. C. Gregorio, V. M. Fowler // Cell Biol. − 1995. − № 4. – Р. 683–695.
  19. Human fetal heart development after midterm: morphometry and ultrastructural study / H. D. Kim, D. J. Kim, I. J. Lee [et al.] // J. Mol. Cell. Cardiol. – 1992. – Vol. 24, № 9. – P. 949-965.
  20. Lange S. From A to Z and back? Multicompartment proteins in the sarcomere / S. Lange, E. Ehler, M. Gautel // Trends in Cell Biology. – 2006. − Vol. 16. – P. 11–18.
  21. Legato M. J. Ultrastructure of the atrial, ventricular and Purkinje cells with special reference to the genesis of arrhythmias / M. J. Legato // Circulation. – 1973. – Vol. 47. – P. 178-189.
  22. Lichnovsky V. Ultrastructure of the atrium of the Human embryonic and fetal heart / V. Lichnovsky, M. Obrucnic, P. Jirik // Folia morphol. – 1976. - Vol. 24. – P. 225-230.
  23. Mandarim-Lacerda C. A. Comparative myocardial cell diameters between the right and the left anterior papillary muscles in man / C. A. Mandarim-Lacerda // Cienc. e cult. – 1984. – Vol. 36, № 2. – P. 256-259.
  24. Morimoto S. Sarcomeric proteins and inherited cardiomyocytes / S. Morimoto // Cardiovasc. Res. – 2008. – Vol. 77. – P. 659 – 666.
  25. Myofibrillogenesis visualized in living embryonic cardiomyocytes / G. A. Dabiri, K. K. Turnacioglu, J. M. Sanger [et al.] // Proc. Natl Acad. Sci. − 1997. – Vol. 16 – P. 9493–9498.
  26. Nonmuscle myosin II-B is required for normal development of the mouse heart / A. N. Tullio, D. Accili, V. J. Ferrans [et al.] // Proc. Natl Acad. Sci. – 1997. – Vol. 32. – Р. 12407–12412.
  27. Page E. Normal growth of ultrast ructures in rat left ventricular myocardial cells / E. Page, J. Earley, B. Power // Circ. Res. – 1974. - Vol. 34-35. – P. 1112-1116.
  28. Pearson M. L. Regulatory mechanism in the muscle development: a perspective / M. L. Pearson, H. F. Epstein // Muscle development: molecular and cellular control. – N. Y., 1982. - P. 559-568.
  29. Pilny J. The amount of contractile matter per myocardial cell nucleus in the rat during postnatal ontogenesis / J. Pilny // Folia morphol. – 1975. - Vol. 23. – P. 342-346.
  30. Premiofibrils in spreading adult cardiomyocytes in tissue culture: evidence for reexpression of the embryonic program for myofibrillogenesis in adult cells / S. M. LoRusso, D. Rhee, J. M. Sanger [et al.] // Cell Motil Cytoskeleton. – 1997. – Vol. 37. − P. 183-198.
  31. Rhee D. The premyofibril: evidence for its role in myofibrillogenesis / D. Rhee, J. M. Sanger, J. W. Sanger // Cell Motility and the Cytoskeleton. – 1994. – Vol. 28. – P. 21-24.
  32. Robinson M. E. Regional differences in vivo myocardial protein synthesis in the neonatal rabbit heart / M. E. Robinson, A. M. Samarel // J. Mol. Cell. Cardiol. – 1990. – Vol. 22, № 5. – P. 607-618.
  33. Sanger J. M. The dynamic Z bands of striated muscle cells / J. M. Sanger, J. W. Sanger // Science Signaling. − 2008. − Vol. 1. – P. 37.
  34. Sanger J. W. Analysis of myofibrillar structure and assembly using fluorescently labeled contractile proteins / J. W. Sanger, B. Mittal, J. M. Sanger // J. Cell Biol. – 1984. – Vol. 3. – P. 825-833.
  35. Sanger J. W. Formation of myofibrils in spreading chick cardiac myocytes / J. W. Sanger, B. Mittal, J. M. Sanger // Cell Motility. – 1984. – Vol. 4. – Р. 405–416.
  36. Sanger J. W. How to build a myofibril / J. W. Sanger, S. Kang, C. C. Siebrands // Journal of Muscle Research and Cell Motility. – 2005. – Vol. 26. − P. 343-354.
  37. Smith H. Ultrastructural changes in rabbit heart mitochondria during the perinatal period. Neonatal transition to aerobic metabolism / H. Smith, E. Page // Devel. Biol. – 1977. - Vol. 57. – P. 109-117.
  38. Studies on cardiac myofibrillogenesis with antibodies to titin, actin, tropomyosin, and myosin / S. M. Wang, N. Shaner, B. Mittal [et al.] // J. Cell Biol. − 1988. – Vol. 107. – P. 1075-1083.
  39. Ultrastuctural differentiation of the atrial wall of the human heart during embryonic and foetal develop ment / M. Obrucnic, V. Lichnovsky, V. Malek, A. Nedbalec // Folia morphol. – 1978. - Vol. 26. – P. 178-181.

How to Cite

Marchenko, D. G., & Tverdokhlib, I. V. (2012). Ontogenetic mechanisms of contractive apparatus development in cardiomyocytes. Морфологія / Morphologia / Morfologìâ, 6(4), 5–11. https://doi.org/10.26641/1997-9665.2012.4.5-11

Issue

Section

Статті