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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

大鼠快、慢肌终板乙酰胆碱受体的比较及去神经后的变化

经化学方法合成的辣根过氧化酶-α-银环蛇毒复合物(HRP-α-BuTx)能专一地结合乙酰胆碱受体,从而显示肌纤维终板区,可作组织化学观察,DAB 棕色沉淀的深度反映了 ACh受体的密度。实验结果表明,大白鼠趾伸长肌的终板 ACh 受体密度无例外的比比目鱼肌的板终 ACh 受体密度高;正常终板具有很多分枝的沟糟结构,DAB 沉淀分布于沟糟内壁。切断神经后终板结构变得不甚清晰。与正常相比,去神经 SOL 的终板 ACh 受体密度显著升高,去神经 EDL 的终板 ACh 受体密度虽也有升高,但由于 EDL 的终板 ACh 受体密度本来较高,差别没有 SOL 的显著。     

哺乳动物不活动化肌纤维的动作电位

用河豚毒素(TTX)慢性阻断大鼠坐骨神经的冲动传导,使后肢不活动,经过不同时间(最长7d)后离体观察了快肌伸趾长肌(EDL)和慢肌比目鱼肌(SOL)肌纤维终板区的诱发动作电位。我们发现在不活动期间动作电位超射和上升速率逐步下降,并从第4天起部分肌纤维能在含有1×10~(-7)g/ml TTX的溶液中被诱发产生动作电位(称抗TTX动作电位),待至第7天时全部SOL肌纤维和90％的EDL肌纤维都能被诱发出抗TTX动作电位。与去神经肌纤维相比,不仅抗TTX动作电位出现较晚,并且其超射和上升速率较低。在去掉TTX阻断使肌肉恢复活动后,动作电位超射和上升速率渐趋恢复,抗TTX动作电位逐渐消失。无论是动作电位的恢复还是抗TTX动作电位的消失,EDL肌纤维均快于SOL肌纤维。本文还讨论了不活动化使肌纤维动作电位变化以及快、慢肌差别的可能原因。     

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。     

DMD的ATP酶组织化学研究

目的观察DMD(Duchenne muscular dystrophy)患者病变肌肉的酶组织化学病理改变,加深对其发病机制和预后的认识.方法对5例Duchenne型肌营养不良症患者进行肌肉活检,标本经处理,分别在HE染色、改良Gomori三色染色以及ATP酶染色(pH9.4和pH4.3)下进行观察,研究病变肌肉酶组织化学的病变特征及其意义.结果在DMD组织中肌纤维大小不等,肌纤维圆形化,炎性细胞浸润,并可见到不透光纤维.在再生肌纤维中可见到IIc型纤维.结论 DMD病变组织中纤维坏死显著,伴有不同程度的再生,故临床症状严重,病程短,预后较差.     

鸡前、后背阔肌去神经后对辣根过氧化物酶(HRP)的胞纳作用

本文报道了用辣根过氧化物酶(HRP)作为大分子标记物,以组织化学和生物化学方法观察了鸡前后背阔肌在去神经后的胞纳现象。结果表明,在去神经后发生肥大的前背阔肌和去神经后发生萎缩的后背阔肌同样都出现胞纳的明显增加。组织化学所观察的结果表明,浸泡在含 HRP 的任氏液中的有完整神经支配的前、后背阔肌只有极少数的肌纤维摄取 HRP,而在去神经的前、后背阔肌中则有不少的肌纤维内部出现 HRP 染色反应。这种反应在有的纤维表现为弥散性染色,有的表现为浓的 HRP 反应颗粒。生物化学的结果显示,去神经后的前、后背阔肌中 HRP 的相对含量分别比有神经支配的对照肌肉明显地增多54%和87%,我们在鸡前背阔肌用组织化学和生物化学所得的实验结果与 Thesleff 等人提出的关于肌肉萎缩机制的假设显然不符。本工作证实了肌肉的胞纳作用的增加并不一定最终导致肌纤维的变性和萎缩。     

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。     

家兔与大鼠腓肠肌的生后发育比较

研究分析了家兔、大鼠腓肠肌在生后各年龄阶段的内侧头、外侧头的内侧亚体、中间亚体或外侧浅亚体、外侧亚体或外侧深亚体内快慢肌纤维的发育情况，应用大体解剖结合组织化学方法确定了其肌亚体，并进行琥珀酸脱氢酶染色、图像分析两型肌纤维的直径特征，以及肌构筑学与肌诱发电位的测量。结果表明：家兔在生后1个月时，内侧亚体从其深面凸现于内侧头与外侧亚体之间，中间亚体居于内侧亚体远端；大鼠内侧头未能区分肌亚体，其外侧头分为内侧亚体、外侧浅亚体，而外侧深亚体居于外侧浅亚体的深面呈重叠状：生后2、3天均未能分出Ⅰ、Ⅱ型肌纤维，也未见有原始肌束；Ⅰ、Ⅱ型肌纤维比例随年龄增长而变化，内侧亚体的Ⅱ型肌纤维比例在家兔与大鼠的生后发育中始终占优，而在其它各肌亚体内，Ⅱ型肌纤维的比例在发育中不恒定，直至成年后Ⅱ型肌纤维才趋于稳定并占优。在生长发育过程中，各肌亚体内Ⅱ型肌纤维的直径在各年龄段均大于Ⅰ型肌纤维。生后6个月家兔外侧头内侧亚体(FL／CSA)比值越大，倾向于速度型构筑；内侧头、中间亚体和外侧亚体(CSA／MW)比值越大，倾向于力量型构筑。大鼠腓肠肌外侧头内侧亚体乙酰胆碱酯酶染色显示葡萄状运动神经末梢支配慢肌纤维，斑点状运动终板位于快肌纤维。     

慢性刺激改变正常肌纤维乙酰胆碱敏感区分布的初步观察

交叉神经支配的实验,已为这一观点提供了较为直接的证据,即哺乳动物骨胳肌肌纤维的许多特性是受其运动神经所控制的。但是,神经是怎样控制肌纤维特性的呢?这还是个不清楚的问题。用埋藏电极以模拟慢肌神经冲动发放的频率刺激快肌,或以模拟快肌神经冲动发放的频率刺激慢肌,也可使肌肉的某些特性得到一定程度的改造,使     

猕猴声带肌运动神经终末特点的研究

本文通过银法对猕猴声带肌运动神经终末和运动终板的形态进行了观察。发现声带肌与四肢肌不同，除肌纤维纤细，排列不甚紧密度，其神经支配比较丰富，运动终板数目较多，形态多姿。本观察对研究各种动物声带肌的运动神经终末特点提供比较解剖学资料。     

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。     

尾部悬吊对达乌尔黄鼠比目鱼肌形态及 mATP 酶活性的影响

采用尾部悬吊法建立后肢骨骼肌废用的动物模型,以肌球蛋白ATP酶(mATPase)法测定比目鱼肌的mATPase活性,依据mATPase染色结果进行肌纤维分型,并测量肌纤维横截面积(Cross-section area,CSA),首次观察了尾部悬吊对达乌尔黄鼠比目鱼肌湿重、CSA和梭外肌、梭内肌纤维mATPase活性的影响,并与尾部悬吊大鼠进行了比较。旨在探讨冬眠动物骨骼肌在废用状态下的变化。结果显示,尾部悬吊14d可使大鼠比目鱼肌湿重体重比下降35.52%(P<0.001),Ⅰ型肌纤维CSA和Ⅱ型肌纤维CSA分别下降18.91%和20.68%(P<0.05);肌纤维平均CSA减少20.45%(P<0.01)。比目鱼肌中Ⅰ型肌纤维的构成比由对照组的80.61%降低为66.83%,Ⅱ型肌纤维的构成比由19.39%增加到33.17%(P<0.001);梭内肌纤维mATPase活性增强,核袋1纤维的mATPase染色由阴性(-)转变为强阳性( ),核袋2纤维和核链纤维由阳性( )转变为强阳性( )。而达乌尔黄鼠在尾部悬吊14d后,比目鱼肌湿重仅比对照组下降0.05%,Ⅰ、Ⅱ型肌纤维CSA与平均CSA分别比对照组减少0.84%、0.63%和0.37%,均无明显差异(P>0.05);与对照组相比,比目鱼肌中Ⅰ型肌纤维的构成比从82.55%减少到77.30%,Ⅱ型肌纤维的构成比由17.45%增加到22.70%(P<0.05);梭内肌纤维mATPase活性亦明显升高,核袋1纤维的mATPase染色由对照组的阴性(-)转化为强阳性( ),核袋2纤维及核链纤维则由对照组的阳性( )转化为核袋2纤维呈阳性( ),核链纤维则呈弱阳性( )。结果表明:尾部悬吊可致大鼠比目鱼肌明显萎缩;达乌尔黄鼠比目鱼肌则无明显萎缩;两者比目鱼肌梭内、外肌mATPase活性均明显升高。     

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。     

低氧暴露所致大鼠骨骼肌萎缩的蛋白转化调节机制

目的 对比低氧暴露和常氧下配对低氧摄食干预(半饥饿状态)下大鼠骨骼肌蛋白质合成和分解相关基因表达的差异,以探讨低氧暴露诱导骨骼肌萎缩发生的可能机制。方法 SD大鼠分为:①常氧正常饮食组(C组);②低氧正常饮食组(H组),氧气浓度为12.4%;③常氧配对饮食组(P组),投食量即为H组前一天摄食量。4周干预后测量大鼠体成分,取比目鱼肌(SOL)和趾长伸肌(EDL),称量湿重;HE染色观察肌纤维形态,计算肌纤维横截面积(FCSA);WB测试骨骼肌中HIF1α、Akt、p-Akt及骨骼肌蛋白合成和分解相关基因蛋白含量。结果 1)H组大鼠体重较C组持续下降,P组与C组间无显著性差异;干预初期H组(P组同)摄食量较C组显著下降,后期两组间无差异;(2)干预后,H组大鼠体质量和肌肉总量较C组和P组显著性降低,P组与C组间无差异;H组两肌肉湿重较C组显著下降;H组EDL的FCSA显著低于C组和P组;(3)H组EDL中HIF1α蛋白含量显著高于C组;H组和P组SOL中p-Akt/Akt比值显著低于C组;H组EDL中mTOR、4EBP1蛋白含量显著低于C组,atrogin1、MuRF1、beclin1蛋白含量及LC3Ⅱ/Ⅰ比值显著高于C组,H组SOL中MuRF1蛋白含量显著高于C组和P组。结论 低氧所致的骨骼肌萎缩由低氧特异性因素诱发,表现为以快肌为主的骨骼肌蛋白合成减少和分解增加,而非低氧下摄食量减少引起。     

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