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Muscular System 

 

Prof. Dr. Malak  A. Al-yawer

 

Department of Anatomy/Embryology Section  

 


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At the end of this lecture, the medical 
student will be able to 

 
 

State  the embryonic origin of skeletal muscle

 

Distinguish between somitomeres and somites

 

Define mesodermal domains of the embryo

 

Define lateral somitic frontier 

 

State the embryonic significance of the lateral somitic frontier for the 

development of dermis and ribs 

 

Describe the embryonic  origin of innervation of myotomes

 

State the new and old concepts of muscle development 

 

Define myogenesis & list  their  steps 

 

Define patterning of muscles 

 

State the embryonic origins of head musculature 

 

State  the embryonic origin  of limb musculature 

 

Describe the embryonic origin of cardiac muscles  

 

Describe the embryonic origin of smooth muscles 

 

State some clinical correlates 

 

 


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Skeletal muscle 

 

is derived from paraxial 

mesoderm, which forms 

somites from the occipital 

to the sacral regions and 

somitomeres in the head.

 


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Somitomeres

 

seven  in number 

 

are partially segmented 

whorls of mesenchymal 

cells derived from paraxial 

mesoderm .

 

remain loosely organized 

structures  and never 

segregate into sclerotome 

and dermomyotome 

segments. 

 

 


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Somites 

 

initially form as 

somitomeres 

 

extend from the occipital 

region to the tail bud.

 

 Immediately after 

segmentation, these 

somitomeres undergo a 

process of epithelization 

and form a “ball” of 

epithelial cells with a 

small cavity in the center 

 

 


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The ventral region of 

each somite  form  

sclerotome for the 

vertebrae and ribs. 

 

Cells in the upper region 

of the somite form

 

dermatome and 

 

two muscle-forming 

areas at the ventrolateral 

(VLL) and dorsomedial 

(DML) lips (or edges).

 


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• Cells from  the DML & 

VLL form progenitor 
muscle cells ventral to 
the dermatome to form  
dermomyotome 

• Some cells from the 

ventrolateral region 
migrate into the 
adjacent parietal layer 
of the lateral plate 
mesoderm 


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Lateral somitic frontier

 

• a well-defined border between 

each somite and the parietal 

layer of lateral plate mesoderm 

•  This frontier separates two 

mesodermal domains in the 

embryo:  

(1)  Primaxial domain comprises the 

region around the neural tube 

and contains only somite-derived 

(paraxial mesoderm) cells 

(2) Abaxial domain consists of the 

parietal layer of lateral plate 

mesoderm together with somite 

cells that have migrated across 

the lateral somitic frontier. 


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Abaxial domain form 

 

infrahyoid, 

 

abdominal wall (rectus abdominus, internal and 

external oblique, and transversus abdominus), 

 

limb muscles.

 

Primaxial domain form 

 

muscles of the back,

 

 shoulder girdle

 

intercostal muscles.

 

 
 
 


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Origins of Muscles From Abaxial and Primaxial Precursors

 

Primaxial

 

Abaxial

 

Cervical region

 

Scalenes

 

Infrahyoid

 

Geniohyoid

 

Prevertebral

 

Thoracoabdominal region

 

Intercostals

 

Pectoralis major and minor

 

External oblique

 

Internal oblique

 

Transversus abdominus

 

Sternalis

 

Rectus abdominus

 

Pelvic diaphragm

 

Upper limb

 

Rhomboids

 

Distal limb muscles

 

Levator scapulae

 

Latissimus dorsi

 

a

Lower limb

 

All lower limb muscles

 

in origin.

 

abaxial

The precise origin of muscles in the pelvic region and lower limb has not been determined, but most if not all are 

 

a

 


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Muscle cell precursors

 

Abaxial muscle cell 

precursors   receive many 

of their signals for 

differentiation from 

lateral plate mesoderm 

 

 

• Primaxial muscle cell 

precursors receive many 
of their developmental 
signals from the neural 
tube and notochord. 

 


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The lateral somitic frontier

 

• It defines the border of dermis derived from 

dermatomes in the back and dermis derived 
from lateral plate mesoderm in the body wall.  

It defines a border for rib development with 

the bony components of each rib derived 

from primaxial sclerotome cells and the 

cartilaginous parts of those ribs derived from 

abaxial sclerotome cells.

 


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Regardless of their domain, each myotome 
receives its innervation from spinal nerves 
derived from the same segment as the muscle 
cells.

 
 


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The new description of muscle 
development differs from the old concept 

 

 

The new description of muscle 

development characterized by primaxial 

and abaxial domains (based on the 

actual embryological origin ) 

 

 

The old concept of epimeres (back 

muscles) and hypomeres (limb and body 

wall muscles), which was based on 

functional definition of innervation)

 

Epimeric ( epiaxial) muscles were 

innervated by dorsal primary rami; 

 

hypomeric ( hypaxial) muscles by ventral 

primary rami

 


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Myogenesis (muscle formation)

 

Myoblasts :   primordial muscle cells 

 

Myotubes is formed by fusion of  

myoblasts to form elongated, 

multinucleated, cylindrical structures-

myotubes.

 

 myofilaments develop in the cytoplasm 

of the myotubes.  

 By the end of the3rd month , cross-

striations, typical of skeletal muscle, 

appear.  

As the myotubes develop, they become 

invested with external laminae 

 Fibroblasts produce the perimysium 

and epimysium  

 the endomysium is formed by the 

external lamina, and reticular fibers.  


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Tendons of muscles 

 

• are derived from sclerotome cells lying 

adjacent to myotomes at the anterior and 
posterior borders of somites.  


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PATTERNING OF MUSCLES

 

are controlled by connective tissue into 

which myoblasts migrate.

 

 In the head region, these connective tissues are 

derived from neural crest cells;  

in cervical and occipital regions, they differentiate 

from somitic mesoderm; and  

in the body wall and limbs, they originate from 

the parietal layer of lateral plate mesoderm. 


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HEAD MUSCULATURE

 

 

• All voluntary muscles of 

the head region are 
derived from paraxial 
mesoderm (somitomeres 
and somites) 


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Table showing the origin of craniofacial muscles 

 


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LIMB MUSCULATURE

 

• The first indication of limb 

musculature is observed in 
the 7

th

 week of 

development as a 
condensation of 
mesenchyme near the base 
of the limb buds
.  

• The mesenchyme is derived 

from dorsolateral cells of 
the somites 
that migrate 
into the limb bud to form 
the muscles 


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CARDIAC MUSCLE

 

• Cardiac muscle develops from splanchnic 

mesoderm surrounding the endothelial heart 
tube. 

• Myofibrils develop as in skeletal muscle, but 

myoblasts do not fuse.  

 Late in the embryonic periodPurkinje fibers  

form  which are special bundles of muscle cells 

develop with relatively few myofibrils and 

relatively larger diameters than typical cardiac 

muscle fibers.

 


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SMOOTH MUSCLE

 

 

Smooth muscles  in dorsal aorta and large 

arteries:  derived from lateral plate mesoderm 

and neural crest cells.

 

Smooth muscle  in coronary arteries, originates 

from proepicardial cells and neural crest cells.

 

•  Smooth muscle in the wall of the gut and gut 

derivatives is derived from the splanchnic layer 

of lateral plate mesoderm  

• Only the sphincter and dilator muscles of the 

pupil and muscle tissue in the mammary and 

sweat glands are derived from ectoderm. 
 


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Poland  sequence 

 

• Partial or complete 

absence of a muscle is 
common.  

• Poland  

sequence is 

characterized by absence 
of the pectoralis minor 
and partial loss of the 
pectoralis major 
(usually 
the sternal head) muscles 


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Prune belly syndrome

 

• Is partial or complete 

absence of abdominal 
musculature
. Usually, the 
abdominal wall is so thin 
that organs are visible 
and easily palpated.  

• This defect is associated 

with malformations of the 
urinary tract and bladder, 
including urethral 
obstruction.  


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Muscular dystrophy

 

• a group of inherited muscle diseases that 

cause progressive muscular wasting and 
weakness.  

• There are a large number of these types of 

diseases of which Duchenne's muscular 
dystrophy 
(DMD) is the most common. The 
disease is inherited as X-linked recessive such 
that males are much more often affected than 
females. 


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Congenital Torticollis(wry neck) 

 

• result from tearing of fibers of 

the sternocleidomastoid muscle 
during childbirth.  

• Shortening of the muscle 

usually follows, which causes 
lateral bending of the head to 
the affected side  

 


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SUMMARY 

 

With the exception of some smooth muscle tissue, the muscular 

system develops from the mesodermal germ layer

 


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Summary

 

Skeletal muscle is derived from paraxial mesoderm, which 

forms somites from the occipital to the sacral regions and 

somitomeres in the head

 

Smooth muscle differentiates from

 

somatic mesoderm  which provides smooth muscle in the 

walls of many blood and lymphatic vessels.

 

 visceral splanchnic mesoderm  surrounding the gut and its 

derivatives

 

 ectoderm muscles of the iris (sphincter and dilator 

pupillae) and the myoepithelial cells in mammary and 

sweat glands

 

 Cardiac muscle is derived from visceral splanchnic 

mesoderm surrounding the heart tube.

 

 

 


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Thank you 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
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