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老虎和狮子骨骼肌组织比较

作者:苏北玄-发布时间:2024-10-02

骨骼肌组织是一个高度复杂的器官,除了负责产生运动之外,还具有其他各种功能(例如输入葡萄糖以调节血糖浓度、产生热量、产生炎症细胞激酶等)。骨骼肌负责产生运动的主要成分可细分为收缩蛋白和提供前者所需的 ATP 的新陈代谢。单个肌纤维的收缩特性在很大程度上取决于其表达的肌球蛋白重链(MHC)异构体。成年哺乳动物骨骼肌通常表达三种同工酶,即 MHC I、IIa 和 IIx、包括人类在内(Acevedo 和 Rivero,2006 年;Hyatt 等人,2010 年;Kohnet 等人,2007 年 c;Quiroz-Rothe 和 Rivero,2001 年)。表达 MHC I 的纤维收缩速度较慢,而表达 MHC IIx 的纤维收缩速度要快得多(Bottinelli,2001 年)。第三种异构体 MHC IIa 产生的纤维收缩速度偏向 IIx 型。速度极快的 MHC IIb 异构体常见于大鼠和小鼠等小型动物的四肢肌肉中,在大型动物的四肢中很少发现,但可能在喉部或眼部等特殊肌肉中表达(Kohn 和 Myburgh,2007 年;Toniolo 等人,2008 年)。 I 型纤维主要从有氧代谢中获取用于收缩的 ATP,其中脂肪和通过克雷布斯循环氧化丙酮酸是主要来源,使这些纤维更能抵抗疲劳。它们还含有大量线粒体,具有密集的毛细血管供应、小横截面积(CSA)和高肌红蛋白浓度,这解释了它们独特的红色。 IIx 型纤维主要依赖于无氧代谢,其中包括通过糖酵解补充 ATP 和使用磷酸肌酸储备。这些纤维线粒体很少,毛细血管供应少,CSA较多,颜色苍白,容易疲劳。 IIa 型纤维显示出抗疲劳性和快速收缩速度的特性(EssénGustavsson 和 Henriksson,1984;Kohn 等人,2007a;Saltin 和 Gollnick,1983)。这些 I、IIa 和 IIx 型纤维也被归类为收缩速度和代谢的组合,因此分别称为慢肌氧化纤维、快肌氧化纤维和快肌糖酵解纤维。

慢肌和快肌的特点

本文将通过两篇论文比较老虎和狮子的骨骼肌组织差异。

这篇论文比较了老虎、猎豹和家畜的胫骨前肌、内侧腓肠肌 (MG)、跖肌 (Plt) 和比目鱼肌中的 MHC 组成。猫。猎豹没有比目鱼肌。猫科动物的肌肉中至少存在一种慢速(I 型)和三种快速(IIa、IIx 和 IIb 型)MHC 同工型。老虎在 MG (62%) 和 Plt (86%) 中具有较高的特征性较慢异构体(MHC I 和 IIa)的组合百分比:

另一篇论文分析了来自股外侧肌、背最长肌和臀中肌的狮子 (Panthera leo) 和狞猫 (Caracal caracal)(和人类) 骨骼肌样品的纤维类型,两种猫科动物主要具有 IIx 型纤维(范围 50-80%)。

人、狞猫和狮子骨骼肌肌球蛋白重链(MHC)同工酶分离和 Western 印迹。3E 中包括一个大鼠样本,作为 MHC IIb 的阳性对照。A. 银染色(箭头所指的条带不能被所使用的任何一种一抗识别)。B. MHC IIa(抗体 2F7)。C. MHC IIx(抗体 6H1)。 D. MHC I 和 MHC IIx(抗体 BA-D5 和 6H1)。E. MHC IIb(抗体 BF-F3)。
图4。不同哺乳动物物种的肌肉纤维类型与最大短跑速度之间的关系。数据来源于各种文献来源(见参考文献)。开圈代表本研究中的物种数据。A. TypeI纤维(r=−0.73,Pb0.01)。 B. IIa型纤维(r=−0.83,Pb0.01)。 C. IIx型纤维(r= 0.85,Pb0.001)。

两篇论文比较可以看出狮子拥有更多更快的快缩肌(llx),而最大的猫科动物老虎含有多种纤维类型的混合物,但四肢肌肉中仍然存在高比例的 IIx 纤维(Hyatt 等,2010)。

在这种混合型肌纤维的优势下老虎兼具了强大的爆发力和耐力成为了最强壮的猫科动物。 


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