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肌肉的生长发育及其调控


Skeletal Muscle Cells
Myotube and Myofibers 1. Striated 2. Very large spindle (tube) shaped cells 3. Multinucleated 4. Contraction controlled by neural input; Voluntary 5. Terminally differentiated (Permanently withdrawn from cell cycle)



residues Side effects Banned in China
Manipulating
CT2000 – improve endogenous GH secretion

Approved in China New feed additive No Species specificity
I型
红 慢、持久 有氧氧化 细 多、大 低 高 低
Ⅱa型
红 快、易疲劳 有氧、酵解 中等 中等 高 中等 高
Ⅱb型
白 快、易疲劳 无氧酵解 粗 少、小 高 低 高
肌纤维类型的转化及其意义
2. 肌纤维的分类方法
(1)ATPase染色法
Ⅱa或 Ⅱx型
Ⅰ型 Ⅱb型
(2) 琥珀酸脱氢酶(SDH)染色法
20 30 Age (day)
90
120
180
6.00 5.00
EHL-M LW-M
B b B b b B
C** C c b
IGF-I / 18S
4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0 3 20 30 Age (day) 90 120
a A a A
180
生长激素受体 – 组织特异性
1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 EHL LW * * *
(1)骨骼肌的发育
中胚层的间充质干细胞分
化→肌肉祖细胞→单核的 成肌细胞
单核的成肌细胞融合形成
梭形的多核细胞肌管
肌管分化形成肌纤维
肌纤维生长并最终达到成

(2)出生后骨骼肌的生长 肌肉的增大称“肥大”。 肥大的途径: (1)增加新的肌原纤维,使生理直径增大; (2)表现为长度增加,增加肌节而变长。
B
b
B* B B b bc c B*
15 10 5 0
B b
B b
20
45 90 120 日龄(days)
180
3
20
45 90 日龄(days)
120
180
MyHC 2a 型纤维比例的发育性变化
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
←2x ←2a
生长激素 – 发育规律
120 100
© Ì Ö £ å Ø ¨kg£
ó ׫ í ´ °¹ Ö
þ ¨³ « í ¶ » Á ¹ Ö
80 60 40 20 0 0D 3D 20D 30D 45D 90D 120D 180D
垂体GH基因表达在出 生时较高,随后有所 下降 0-180天大白猪GH基 因表达丰度高于二花 脸猪 垂体GH表达的发育性
(-)
发育 生长 繁殖
TRH GHRH
(-)
Pituitary
GH
(-)
免疫
GHR
Direct
GHR
Liver
Muscle & Other Target Tissues Indirect
IGF-I
生长激素 - 生长轴中心环节
化学性质
分泌模式 发育规律 生理功能
生长激素 – 化学性质
由腺垂体合成和分泌的一种蛋白质,由191 个氨基酸组成,分子量为22KD。 pGH基因 定位于12号染色体,全长为2231bp。
Cardiac Muscle Cells (Cardiomyocytes)
短圆柱状,有分支显横纹。核:1--2个,位于中央。 连接处染色深 闰盘(intercalated disc)
Skeletal Muscle Cells
Myoblasts and Satellite Cells 1. Non-striated 2. Spindle or non-spindle 3. Mononucleated 4. Non-Contractile 5. Non-terminally differentiated
MyHC I 型纤维比例的发育性变化
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ←2x ←I型
30 Aa 25 20
I(%)
30
a A
E boars L boars
I(%)
25 20
E boars E gilts
b B B b B b
15 10 5 0 3
生长激素受体 – 发育规律
3.00 2.50
EHL-M
LW-M
E* D* d c C b B c d
E*
GHR /18S
2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0 3 a A a A
★ 猪肝脏 GHR 和 IGF-I 基因表达的 发育模式相同 ★ 猪肝脏 GHR 和 IGF-I 表达与生长 速度呈显著正相关 ★ 大白猪肝脏 GHR 和 IGF-I表达高于 二花脸猪 ★ 猪生长速度取决于 GH作用的靶机制
b
30 20 10 0 3 20
45 90 120 日龄(days)
180
3
20
45 90 120 180 日龄(days)
MyHC 2b 型纤维比例的发育性变化
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
二、肌肉的生长发育
1、肌肉系统的来源
骨骼肌、平滑肌和心肌的肌肉系统均来自中胚层组织。 (1) 骨骼肌来自体节球和自枕部直至骶部的体节 脊椎动物的轴旁中胚层分化 为体节,成对排列于胚胎中 央神经管的两侧;
随着体节的进一步发育,其背侧部分可形成生皮肌节 (dermomyotome); 生皮肌节的中部又可进一步形成生肌节(myotome) 生肌节细胞很快分化为成肌细胞(myoblast),进而融 合形成肌管(myotube),最终形成骨骼肌。
180
3
20
45 90 日龄(days)
120
180
MyHC 2x 型纤维比例的发育性变化
50 A*
b 40 BC
2x(%)
50
Aa
C bc B BC c Bc
E boars L boars
2x(%)
a 40 BC 30 20 10 0 a BC Bab B ab
C ab
E boars E gilts
*,A bc c
5
GH mRNA/SS rRNA
A *,A b *,A *,A bc bc bc
大白猪
二花脸
4 3 2 1 0 0D 3D 20D 30D 45D 90D 120D 180D a **,A A bc
变化与生长曲线不相 关
生长激素 – 生理功能
促进细胞增殖,促生长作用(骨骼、肌肉等) 促进脂肪分解,改善胴体质量(体脂) 促进泌乳(乳腺组织) 促进性腺发育,延缓衰老(性器官等) … 直接作用,或间接作用(通过其他激素或酶起作用)
40 35 30
2a(%)
A
a B
E boars L boars A* ab B B* bc c B* ab
2a(%)
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 A a b* B B cd B B cd c
E boars E gilts A* d
25 20 15 10 5 0 3 20
45 90 120 日龄(days)
生长激素受体 – GH靶机制
分子特性
发育规律 组织特异性
生长激素受体 – 分子特性
猪GHR(pGHR)cDNA全长为1952 bp,编码638个
AA。猪GHR cDNA序列与人和兔的同源性均为89%,
pGHR与hGHR氨基酸序列同源性89%,与兔GHR (rGHR)氨基酸序列同源性83%。 GHR是一种跨膜蛋白,属于生长激素/催乳激素/细 胞因子/造血因子受体超家族成员。
Ⅱb型 Ⅱa或 Ⅱx型
Ⅰ型
(3) 分子生物学方法
肌球蛋白重链异构体(MyHC1、MyHC2a、 MyHC2x、MyHC2b)分别特征性的对应1型、 2a型、2x型和2b型4种不同类型的肌纤维。
Fast, reliable, sensitive, quantitative, collective biopsy tissue
3、肌肉生长的营养调控
日粮中营养成分
能量、蛋白质、氨基酸、矿物质等
日粮中生物活性物质
半胱胺、活性肽等
Muscle growth & meat quality
Muscle growth & meat quality
Meat quality parameters:
• Meat colour • Tenderness • Water holding capacity • Taste
三、肌肉生长调控
改变基因型 – “internal”


遗传育种 转基因
优化环境 – “external”


优化营养供应,满足不同基因型动物在不同生产条件下的 营养需求 优化管理制度,最大程度地降低环境中影响动物生产性能 的负面因素,包括各种应激因子和致病因子
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