大鼠快慢肌单纤维肌球蛋白轻链的分析比较

从整块肌肉抽提的肌球蛋白,其轻链类型因肌肉收缩的快慢而有区别,即快肌的肌球蛋白有三条轻链,慢肌的肌球蛋白只有二条轻链(Sarker等,1971;Lowey和Risby,1971),它们分别属于不同的肌球蛋白同功酶,这在鸡(Hoh,1978)和兔(Hoh,1979)都是这样。另外,在神经肌肉的发育过程中,一旦有了神经控制,便使起初只合成快型轻链的肌肉,逐步向合成慢型轻链的慢肌分化(Rubinstein和Kelly,1978)。然而,快肌和慢肌不同的轻链图谱特征,是否也表现在肌纤维的快慢类型上呢?这很少见到报道。我们曾观察到单肌纤维的肌球蛋白有二个成份,它们之间的比值和各自的电泳迁移率可以作为区别二类不同单肌纤维的特征(章生艮、任惠民,1983)。我们认为既然快肌纤维和慢肌纤维的肌球蛋白成份各有特征,那末,单肌纤维的肌球蛋白轻链图谱,当然也应该能反映单肌纤维的快、慢类型了。本文目的就是利用毛细管凝胶电泳对单肌纤维的轻链分析,来探讨这个问题。     

豚鼠食道肌纤维的超微结构和组织化学类型特征

哺乳类骨胳肌纤维,按照它们的生理、形态和生化等特征,可以粗分为快型(或Ⅰ型)和慢型(或Ⅰ型)两种主要类型。骨胳肌纤维的收缩特性与肌球蛋白三磷酸腺苷酶(M-ATPase)的组织化学反应之间存在相应关系。这种肌纤维类型特征间的相关性,也在非骨胳肌的横纹肌,豚鼠的尿道括约肌上观察到。但是,Wareham 和 Whitmore 的工作表明,根据 M-ATPase 组织化学反应,豚鼠食道肌(它也是非骨胳肌的横纹肌)完全由Ⅰ型纤维组成,但是却表现出慢型纤维的收缩特性。我们在本工作中对豚鼠食道肌纤维的超微结构和组织化学类型特征的观察结果进一步表明,通常的骨胳肌纤     

慢性缺氧大鼠膈肌纤维类型适应性变化

采用肌球蛋白ＡＴＰ酶（ｍＡＴＰ酶）组化将肌纤维分为Ⅰ、ⅡＡ和ⅡＢ三种类型,通过慢性常压和减压间断缺氧大鼠模型,观察慢性缺氧（分别缺氧１个月和３个月）大鼠膈肌纤维类型的适应性变化,并与肢体肌肉进行比较。结果表明,慢性缺氧大鼠膈肌纤维由酵解型向氧化型转化,主要表现为ⅡＡ纤维比例上升（Ｐ＜０．０５）和ⅡＢ（Ｐ＜０．０５－０．０１）下降,肋膈肌变化大于脚膈肌和肢体肌肉。肌肉间适应性变化的差异可能与其功能要求不同有关。     

去负荷小鼠比目鱼肌收缩特性和纤维类型转化

目的:探讨去负荷后小鼠比目鱼肌的收缩特性与骨骼肌纤维类型转化之间的关系。方法:采用离体肌肉灌流技术和电刺激方法,在小鼠后肢去负荷28 d引起骨骼肌萎缩后,观察比目鱼肌单收缩、强直收缩能力和肌疲劳指标等收缩特性的改变,同时利用组织免疫荧光染色和实时定量聚合酶链式反应(real-time PCR)等技术检测去负荷后比目鱼肌快慢肌纤维组成和纤维类型转化的变化。结果:去负荷28 d后,小鼠比目鱼肌单收缩力、强直收缩能力和疲劳指数(fatigue index)均有显著性下降,同时伴有快肌纤维亚型的增加和慢肌纤维亚型的减少。结论:去负荷28 d后小鼠比目鱼肌收缩特性的改变和快慢肌纤维类型的转化有关。     

兼受快肌和慢肌两种神经支配的大白鼠比目鱼肌纤维的组织化学类型和收缩特性

大白鼠比目鱼肌(SOL)在其原来神经被夹断暂时处于去神经状态期间,可以从预先埋置好的伸趾长肌(EDL)神经得到外加的神经支配。在这样的肌肉中有一部分肌纤维兼受快肌和慢肌两种神经支配。我们检查了这种肌纤维的组织化学类型和收缩特性。主要结果是:SOL 肌纤维,在原有神经支配之外加上了 EDL 神经的支配,保持原来慢肌型的肌原纤维 ATP_(ase)组织化学特性不变。在历时长短很不同(夹 SOL 神经后20至120天,有一例是402天)的实验,这个结果都是一样。另一方面,有外加 EDL 神经支配的 SOL 肌纤维收缩加快,虽然改变的程度不大。考虑到影响肌肉收缩速度的因素不限于肌原纤维 ATP_(ase)的活力,而所用组织化学方法在反映 ATP_(ase)活力变化方面又有其局限性,上述两方面的结果并不矛盾。尽管一根肌纤维上有由两种不同神经支配形成的两个完全分开的终板,但整根纤维从一端到另一端的组织化学染色是均一的,看不出两个终板各自周围的染色有何差别。虽然这观察倾向于支持肌原纤维 ATP_(ase)类型为肌肉活动所决定的假说,每种神经支配对收缩系统是否还有其特殊营养性影响的问题尚未解决,还需要用更精细的检测肌纤维类型的方法作进一步的研究。     

平滑肌肌球蛋白磷酸化与肌动球蛋白功能调节

在有Ｃａ２＋和钙调蛋白存在时,肌球蛋白轻链激酶催化肌球蛋白磷酸化,促使肌动蛋白激活的肌球蛋白（肌动球蛋白）Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶活性显著增加．然而,肌球蛋白磷酸化水平与Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶之间的关系是非线性的,原肌球蛋白可以进一步增加Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶的活性,但仍不改变它们之间的非线性关系．肌球蛋白轻链激酶的合成肽抑制剂抑制了肌球蛋白磷酸化和Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶活性,并导致平滑肌去膜肌纤维的等长收缩张力与速度的降低．结果提示肌球蛋白轻链激酶参与脊椎动物平滑肌收缩的调节过程,肌球蛋白轻链磷酸化作用会引起平滑肌收缩     

保存原来神经支配的快肌和慢肌在长期刺激影响下的精细结构变化

本文以模拟慢肌神经发放模式的刺激(简称慢型刺激)连续刺激大白鼠伸趾长肌(EDL)28—30天和以模拟快肌神经发放模式的刺激(简称快型刺激)连续刺激比目鱼肌(SOL)23—26天,然后对其肌纤维的终板区进行电镜观察。发现受长期慢型刺激的 EDL 肌纤维,除 Z-带宽度接近正常 SOL 肌纤维的 Z-带宽度和线粒体(尤其是肌膜下)明显增多外,神经末梢的形态,特别是突触后褶的稀、密程度也变得和正常 SOL 肌纤维的相似,并在约40%的终板区内看到卫星细胞。就是说,肌纤维的精细结构发生了由原来的快肌型向慢肌型的根本转变。与此相反,在长期受快型刺激的 SOL 肌纤维,则看不到上述超微结构特征由原来的慢肌型向快肌型的转变。上述结果与我们在双神经支配的肌纤维上所作的观察可以互相佐证,即比目鱼肌纤维在接受外加 EDL 神经支配后组织化学和精细结构类型不变,而 EDL 纤维在接受外加的 SOL 神经支配后则组织化学和精细结构类型发生彻底的改造。     

兼受快肌和慢肌两种神经支配的大白鼠伸趾长肌纤维的组织化学类型和收缩特性

前文报告了双神经支配的比目鱼肌(SOL)纤维的研究,此文与前文平行,研究双神经支配的伸趾长肌(EDL)纤维。双神经支配的 SOL 纤维保持其原来的肌原纤维三磷酸腺苷酶(M-ATP_(ase))组织化学类型不变,而双神经支配的 EDL 纤维则与此成鲜明的对比,其组织化学类型彻底地从原来的快型变为慢型。但是双神经支配的 EDL 纤维的组织化学类型虽然发生了彻底的改造,整根纤维的组织化学特性仍然是均一的,这一点与双神经支配的 SOL纤维一样。双神经支配的 EDL 纤维的收缩变得慢一些,但变的程度远不如单被 SOL 神经交叉支配的 EDL 纤维之大。我们认为,此文结果,与前文从双神经支配的 SOL 纤维得到的结果放在一起,给运动神经控制骨胳肌肌纤维类型的途径可能完全是通过控制肌肉活动这个假说以有力的支持。     

去神经对快,慢肌纤维肌球蛋白ATPase影响的组织化学观察

本文用组织化学方法观察了豚鼠比目鱼肌(SOL)和腓骨第三肌(PT)在去神经后其快、慢纤维肌球蛋白ATPase特性的变化。在正常肌肉中Ⅰ型(慢)纤维和Ⅱ型(快)纤维分别具有酸和碱稳定ATPase活性。慢纤维在去神经后出现了碱稳定ATPase活性,而快纤维则无明显变化。结果表明,只有慢纤维的肌球蛋白ATPase特性才与神经支配有关。     

在改变大鼠比目鱼肌纤维类型特征中不活动不同于去神经

在本工作中,用河豚毒素长期阻断坐骨神经,使大鼠快肌伸趾长肌(EDL)和慢肌比目鱼肌(SOL)完全不活动,观察了这些不活动肌肉在收缩特性,三磷酸腺苷酶(M-ATPase)组织化学染色和 Z-带宽度等方面的变化,并把它们与去神经产生的变化作了比较。在 EDL,不活动与去神经引起的变化相同,即收缩变慢,各类纤维比例和Z-宽度无明显变化,但是对于SOL,则有一些差别。去神经的SOL的收缩变慢,而不活动的SOL却变快。与此同时,去神经基本上不改变SOL中各类纤维比例,而不活动的SOL中,Ⅱ型纤维增加一倍。本文讨论了在改变大鼠比目鱼肌纤维类型特征中,不活动不同于去神经的可能原因。     

家兔胫骨前肌肌纤维型的分布研究

根据家兔胫骨前肌的肌纤维起止、排列和神经支配特征,将该肌分为前、后两个亚体。利用家兔８例１６侧胫骨前肌,按上述两个亚体分别取材,作恒冷箱冰冻横切,肌球蛋白ＡＴＰ酶染色,将肌纤维分为Ⅰ型、ⅡＡ型、ⅡＢ型,检测各亚体的肌纤维型构成比例,肌束内肌纤维的分布特征,并用图象分析仪测量各亚体肌纤维横切面积和直径。结果发现,前、后亚体以Ⅱ型纤维居多,前亚体ⅡＡ型纤维高达３５．４％,后亚体Ⅰ型纤维多达２４．５％,两者的ⅡＢ型纤维均达５０％左右。而左、右侧之间无差异,肌束周边部内Ⅰ型纤维仅占１２．７～１３．３％,ⅡＢ型纤维高达５９．９～６０．０％,说明受肌束膜压迫影响,ⅡＢ型肌纤维血供少,以适应无氧酵解的功能。各亚体的Ⅰ型纤维较细,Ⅱ型纤维较Ⅱ粗,Ａ型与ⅡＢ型二者相似。作者认为,前亚体主要参与快速有力的足背屈运动,后亚体则维持踝关节的稳定,保持足弓的形状和弹性,以便适应该肌的站立、跑动和跳跃的功能。     

兼受快肌和慢肌两种神经支配的大白鼠肌纤维的精细结构类型

本文报告我们对兼受快肌和慢肌两种神经支配(简称双神经支配)的大白鼠比目鱼肌(SOL)和伸趾长肌(EDL)的肌纤维所作的电镜观察。结果表明,在双神经支配下,SOL 的慢肌纤维和 EDL 的快肌纤维表现截然不同,形成鲜明的对比:双神经支配的 SOL 肌纤维的超微结构(Z-带宽度以及线粒体密度、接头褶间隔、终板周围卫星细胞出现频率等)保持原来类型不变,而双神经支配的 EDL 肌纤维则发生向 SOL 的完全转变。但是,不论曾否发生变化,在同一根纤维上,在由 SOL 神经建立的终板附近和由 EDL 神经建立的终板附近,肌纤维的超微结构特征没有区别,表明这种特征在整根纤维上是均匀的。本文的电镜观察与前文的组织化学观察所得的结果完全一致。用这样两种完全不同的方法得出相同的结果,大大地加强了这结果的可靠性,给神经通过活动模式来决定肌纤维类型的假说以有力的支持。     

大鼠与家兔生后各年龄阶段跖肌纤维的比较

应用建立在肌球蛋白重链异构体基础上的标准肌动球蛋白ATP酶和琥珀酸脱氢酶组织化学方法,分析大鼠和家兔出生后发育各年龄阶段跖肌纤维型分布。在生后2周至24周龄的大鼠和家兔Ⅰ、ⅡX型肌纤维百分比例减少,而ⅡA、ⅡB型纤维则增加。进行大量单肌纤维的组织化学特征的比较和相关性探讨。结果显示动物平均体重与跖肌的平均湿重随生后发育逐渐增加,Ⅰ、ⅡX、ⅡA及ⅡB型纤维均在生后各年龄组的全部肌肉内被发现,但出生后2日龄组是个例外。在生后发育期间,雄性大鼠和家兔ⅡB型纤维的平均肌纤维型构成要大于雌性大鼠和家兔,而雄性大鼠和家兔Ⅰ、ⅡX、ⅡA型三种氧化组织化学分类的肌纤维型构成均小于雌性大鼠和家兔。大鼠Ⅰ、ⅡX、ⅡA和ⅡB型纤维的平均横切面积显然要比家兔的同类型肌纤维要小。在大鼠和家兔可见明显的性别差异。大鼠和家兔的ⅡX型纤维横切面积是最小的,Ⅰ、ⅡA型纤维呈中等大小,ⅡB型纤维最大。该重要的测试有助于我们深入研究啮齿类动物快肌纤维生理特征的适应。     

跖肌肌球蛋白腺苷三磷酸酶与琥珀酸脱氢酶染色的相关性探讨

研究大鼠、家兔和人跖肌的肌纤维型构成比例与分布。应用肌球蛋白腺苷三磷酸酶(ATP酶)和琥珀酸脱氢酶(SDH酶)染色法,观察比较各型肌纤维的组织化学特性。结果表明：肌球蛋白ATP酶染色,大鼠、家兔和人跖肌的肌纤维可分成I型、ⅡA型、ⅡB型肌纤维,横切面呈多边形或椭圆形,分别约占25％、35％和40％;琥珀酸脱氢酶染色,肌纤维呈蔚蓝色,以镶嵌交叉排列,可分为中染S0、深染FOG和浅染FG三型,分别约占25％、30％和45％,种系间无显著性差异。ATP酶活性反应肌纤维收缩的生理特性,而SDH活性反应肌纤维的代谢特征,两种分型的方法有所差异。     

肌纤维类型与运动能力

目前,关于肌纤维的分类和命名尚有争论。劳伦悉尼(Lorazini,1673)首次报道兔骨胳肌有红、白之分,并发现肌肉的色泽与运动能力有关。兰威尔(Ranvier,1883)用电刺激法证明红肌收缩慢而持久,白肌收缩快却不能持久,从而提出将骨胳肌纤维分为“红肌”和“白肌”两种类型。近年来,由于针刺活检肌组织法的采用和超微量分析技术的发展,对肌纤维的理化特性、生理功能等进行了广泛的研究,发现红肌不一定都是收缩慢的,故将肌纤维分为“慢肌”     

豚鼠眶外肌中快肌与慢肌纤维的小终板电流

豚鼠眶外肌中有两类不同电活动模式的肌纤维。一类纤维有动作电位,小终板电位时程较短并且较一致;另一类纤维不能产生动作电位,小终板电位时程较长而且多变。用电泳注射普胺天蓝分别标记这两类纤维各6条,并结合胆碱酯酶染色,结果表明,前一类肌纤维都是只有一个神经肌肉接头的快纤维;而另一类肌纤维都是有多个接头的慢纤维。根据双微电极电庄箱位实验结果,计算了上述决、慢肌纤维小终板电流下降相时间常数τ及其电压系数A。实验表明:(1)在静息电位附近,慢肌纤维小终板电流的τ值大于快肌纤维的;(2)慢肌纤维的A值比快肌纤维的小的多,即τ值较少随膜电位变化。本文对上述不同曾加以讨论。     

兼受快肌和慢肌神经支配的大鼠慢肌或快肌纤维的肌-腱接头都没有乙酰胆碱敏感性

在大鼠慢肌比目鱼肌(SOL)肌纤维的肌-腱接头(MTJ)上有较高的乙酰胆碱(ACh)敏感牲,而快肌伸趾长肌(EDL)的 MTJ却没有。SOL 肌纤维受 EDL神经交叉支配后,其 MTJ的 ACh敏感性消失,此点 Miledi等已有报道。本文首先验证了与此相对称的结果,即EDL 肌纤维受 SOL神经交叉支配后,其 MTJ获得与正常 SOL肌纤维 MTJ相似的 ACh敏感性,从而进一步肯定了MTJ 的ACh 敏感性的出现是由特殊神经支配决定的。本文的主要结果是:兼受 SOL神经和 EDL神经支配的EDL和SOL的纤维,其MTJ都没有AGh 敏感性。这一结果的兴趣,不但在于它显示当两种神经支配同时存在时,快肌神经的影响压倒慢肌神经,而且还在于此结果与以往用其他指标进行的双神经支配肌纤维实验的结果形成鲜明的对照:用 M-ATPase 组织化学染色和Z带宽度等变化为指标,在双神经支配肌纤维中,慢肌神经的影响总压倒快肌神经。我们也观察了长期电刺激对MTJ ACh敏感性的影响。SOL经“慢”型刺激2—3周后,其 MTJ的 ACh敏感性虽有降低,但不及“快”型刺激显著。综合各种有关的观察,本文对双神经支配肌纤维的 MTJ没有 ACh敏感性这一主要结果的解释进行了讨论。     

单根青蛙肌肉纤维钙离子活化收缩过程的椭园偏振测量的研究

本文介绍了用椭圆偏振法对单根青蛙肌肉纤维钙离子活化收缩机制的研究.实验发现,衍射光所提供的椭圆偏振谱是肌小节长度的函数,去膜肌纤维的总双折射系数△n(?)随着肌小节长度的增大而增大,而退偏系数rт则在肌小节长度2.9μm附近处出现一个极大值.当肌纤维受钙离子作用活化收缩时,在肌小节长度2.9μm附近,rт的相对变化量最大,即(△r/r0)=5l.3%.上述结果表明肌动蛋白丝和肌球蛋白丝之间的重叠区和非重叠区中横桥的平均取向是不同的,在钙离子作用活化收缩时,会导致肌动蛋白丝和肌球蛋白丝之间的质量重新分配.     

鸡的缝匠肌中的慢肌纤维在切断神经后所发生肥大的长期性和内部结构的观察

鸡的缝匠肌是含有Ⅰ型(慢)纤维和Ⅱ型(快)纤维的混合肌,在该肌的神经被切断并阻止其再生后1、4与6个月进行观察。冰冻切片结合肌原纤维三磷酸腺苷酶(m-ATP-ase)的染色法显示慢肌纤维发生成倍的肥大。在去神经6个月后快、慢纤维仍然因酸或碱性预处理而呈现染色的反转。在电镜下观察,去神经后发生肥大的慢纤维仍然呈现微丝的正常排列。清楚的A、Ⅰ带与 H 带。它的 Z 线清楚但在有些纤维中的有些很短的段落变得模糊或分裂,在去神经6个月的肌肉,有些慢纤维仅局部结构模糊但绝大部分地区呈现结构完好,这说明这种鸟类的混合肌的慢纤维在去神经后结构上仍有很大的稳定性。以上观察也说明这种去神经肥大的现象除了在发生原因上值得注意以外,它在肥大的程度与持久性上和其他的实验性肌肉肥大相比也是很显著的。     

鱼类肌肉组织发生和分化相关基因的研究进展

鱼类骨骼肌由两种分布位置不同的肌纤维组成,一种是位于皮下浅层的慢收缩红肌纤维,另一种是构成躯体绝大部分的快收缩白肌纤维.肌肉组织中含有多种不同类型的蛋白质如具有收缩功能的结构蛋白,可溶性的肌肉蛋白及肌肉特异性的转录因子等,这些所有的肌源蛋白的产生都经过了复杂的肌肉发生与分化过程.基于相关研究近况,分析了多种转录因子的正、负向调控对肌肉分化发育的影响,同时讨论了研究此调控过程的理论价值及未来应用意义.