肌肉的生長發(fā)育及其調(diào)控

關(guān)于肌肉的生長發(fā)育及其調(diào)控動物肌肉生長發(fā)育及其調(diào)控

第2頁,共46頁，2024年2月25日，星期天肌肉的生理功能:

運動

器官的形態(tài)

產(chǎn)熱

肌肉的三種類型:

心肌

平滑肌

骨骼肌一、肌肉的組織結(jié)構(gòu)第3頁,共46頁，2024年2月25日，星期天Smoothmusclecells第4頁,共46頁，2024年2月25日，星期天CardiacMuscleCells(Cardiomyocytes)短圓柱狀,有分支顯橫紋。核:1--2個,位于中央。

連接處染色深

閏盤(intercalateddisc)

第5頁,共46頁，2024年2月25日，星期天SkeletalMuscleCellsMyoblastsandSatelliteCellsNon-striatedSpindleornon-spindleMononucleatedNon-ContractileNon-terminallydifferentiated第6頁,共46頁，2024年2月25日，星期天SkeletalMuscleCellsMyotubeandMyofibers

StriatedVerylargespindle(tube)shapedcellsMultinucleatedContractioncontrolledbyneuralinput;VoluntaryTerminallydifferentiated(Permanentlywithdrawnfromcellcycle)第7頁,共46頁，2024年2月25日，星期天1、肌肉系統(tǒng)的來源二、肌肉的生長發(fā)育骨骼肌、平滑肌和心肌的肌肉系統(tǒng)均來自中胚層組織。（1）

骨骼肌來自體節(jié)球和自枕部直至骶部的體節(jié)脊椎動物的軸旁中胚層分化為體節(jié)，成對排列于胚胎中央神經(jīng)管的兩側(cè);第8頁,共46頁，2024年2月25日，星期天隨著體節(jié)的進一步發(fā)育，其背側(cè)部分可形成生皮肌節(jié)（dermomyotome）;生皮肌節(jié)的中部又可進一步形成生肌節(jié)（myotome）生肌節(jié)細胞很快分化為成肌細胞（myoblast），進而融合形成肌管（myotube），最終形成骨骼肌。

第9頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

（2）平滑肌來自原始消化管及其衍生結(jié)構(gòu)周圍的臟壁中胚層；（3）心肌來自心管周圍的臟壁中胚層。第10頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2、肌肉生長和發(fā)育的一般規(guī)律

出生前和出生后平滑肌生長主要靠細胞增殖，細胞肥大的能力有限；哺乳動物出生前心臟生長主要靠細胞增殖,但出生后主要靠細胞肥大,沒有新的細胞形成；成肌細胞在出生前后均可以分裂增殖，但一旦融合形成肌管和肌纖維，即失去增殖能力，出生后骨骼肌的生長只能靠預(yù)先形成的肌纖維的肥大。第11頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（1）骨骼肌的發(fā)育中胚層的間充質(zhì)干細胞分化→肌肉祖細胞→單核的成肌細胞單核的成肌細胞融合形成梭形的多核細胞肌管肌管分化形成肌纖維肌纖維生長并最終達到成熟第12頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（2）出生后骨骼肌的生長肌肉的增大稱“肥大”。肥大的途徑：（1）增加新的肌原纖維，使生理直徑增大；（2）表現(xiàn)為長度增加，增加肌節(jié)而變長。第13頁,共46頁，2024年2月25日，星期天三、肌肉生長調(diào)控改變基因型–“internal”遺傳育種轉(zhuǎn)基因優(yōu)化環(huán)境–“external”優(yōu)化營養(yǎng)供應(yīng)，滿足不同基因型動物在不同生產(chǎn)條件下的營養(yǎng)需求

優(yōu)化管理制度，最大程度地降低環(huán)境中影響動物生產(chǎn)性能的負面因素，包括各種應(yīng)激因子和致病因子“黑箱”調(diào)控–“intermediate”調(diào)控動物機體內(nèi)部的生理生化過程，協(xié)調(diào)基因型與環(huán)境之間的相互作用，最大程度地發(fā)揮的動物遺傳潛能第14頁,共46頁，2024年2月25日，星期天1、肌肉生長的基因調(diào)控■

Pax7

第15頁,共46頁，2024年2月25日，星期天■

肌肉生長抑制素(Myostatin)

第16頁,共46頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共46頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2、機體“黑箱”內(nèi)的整合機制基因型營養(yǎng)生理生化過程???表現(xiàn)型第19頁,共46頁，2024年2月25日，星期天神經(jīng)內(nèi)分泌生長軸(+)(-)HypothalamusPituitaryLiverTRHGHRHSRIF(SS)GHGHRMuscle&OtherTargetTissuesGHRIGF-IDirectIndirect(-)(-)(-)(-)發(fā)育生長繁殖免疫第20頁,共46頁，2024年2月25日，星期天生長激素-生長軸中心環(huán)節(jié)化學(xué)性質(zhì)分泌模式發(fā)育規(guī)律生理功能第21頁,共46頁，2024年2月25日，星期天生長激素–化學(xué)性質(zhì)由腺垂體合成和分泌的一種蛋白質(zhì)，由191個氨基酸組成，分子量為22KD。

pGH基因定位于12號染色體，全長為2231bp。第22頁,共46頁，2024年2月25日，星期天生長激素–分泌模式泌乳二花臉豬和大白豬生長激素脈沖式釋放02468101214160306090120150180210240270300330360分鐘GH(ng/l)大白豬(2號)二花臉豬(2號)呈脈沖式釋放大白豬GH總體水平高于二花臉豬主要由于基礎(chǔ)分泌和峰值較高第23頁,共46頁，2024年2月25日，星期天生長激素–發(fā)育規(guī)律垂體GH基因表達在出生時較高，隨后有所下降0-180天大白豬GH基因表達豐度高于二花臉豬垂體GH表達的發(fā)育性變化與生長曲線不相關(guān)第24頁,共46頁，2024年2月25日，星期天生長激素–生理功能促進細胞增殖，促生長作用（骨骼、肌肉等）促進脂肪分解，改善胴體質(zhì)量（體脂）促進泌乳（乳腺組織）促進性腺發(fā)育，延緩衰老（性器官等）…直接作用，或間接作用（通過其他激素或酶起作用）第25頁,共46頁，2024年2月25日，星期天生長激素受體–GH靶機制分子特性發(fā)育規(guī)律組織特異性第26頁,共46頁，2024年2月25日，星期天生長激素受體–分子特性豬GHR（pGHR）cDNA全長為1952bp，編碼638個AA。豬GHRcDNA序列與人和兔的同源性均為89%，pGHR與hGHR氨基酸序列同源性89%，與兔GHR（rGHR）氨基酸序列同源性83%。GHR是一種跨膜蛋白，屬于生長激素/催乳激素/細胞因子/造血因子受體超家族成員。第27頁,共46頁，2024年2月25日，星期天生長激素受體–發(fā)育規(guī)律豬肝臟GHR和IGF-I基因表達的發(fā)育模式相同豬肝臟GHR和IGF-I表達與生長速度呈顯著正相關(guān)大白豬肝臟GHR和IGF-I表達高于二花臉豬豬生長速度取決于GH作用的靶機制第28頁,共46頁，2024年2月25日，星期天生長激素受體–組織特異性▲背最長肌GHR的表達模式與肝臟不同▲背最長肌GHR和IGF-1之間相關(guān)不顯著，提示肝臟以外的IGF-1的表達可能不依賴GH▲GHR廣泛分布于幾乎所有組織，但表達模式各異，顯示組織特異性的調(diào)控機制第29頁,共46頁，2024年2月25日，星期天ManipulatingrGHUSAapproved,ChinanotInjectionorimplantationSpecies-specificBata-agonist–nutrientrepartitioning

residuesSideeffectsBannedinChina第30頁,共46頁，2024年2月25日，星期天ManipulatingCT2000–improveendogenousGHsecretionApprovedinChinaNewfeedadditiveNoSpeciesspecificity第31頁,共46頁，2024年2月25日，星期天3、肌肉生長的營養(yǎng)調(diào)控日糧中營養(yǎng)成分能量、蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)等日糧中生物活性物質(zhì)半胱胺、活性肽等第32頁,共46頁，2024年2月25日，星期天Musclegrowth&meatquality第33頁,共46頁，2024年2月25日，星期天Meatqualityparameters:MeatcolourTendernessWaterholdingcapacityTasteInvolvedphysiologicalandbiochemicalindices:MyofibretypecompositionIntramuscularfatcontentChemicalcompositionFlavour-bearingsubstancesMusclegrowth&meatquality第34頁,共46頁，2024年2月25日，星期天四、骨骼肌的類型及調(diào)控第35頁,共46頁，2024年2月25日，星期天Breast&upperwingFlightMuscle(fastfibers)“whitemeat”Leg&thighPosturalMuscle(slowfibers)“darkmeat”第36頁,共46頁，2024年2月25日，星期天1.肌纖維的分類

肌纖維類型的轉(zhuǎn)化及其意義第37頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2.肌纖維的分類方法Ⅱa或Ⅱx型Ⅰ型Ⅱb型（1）ATPase染色法第38頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（2）琥珀酸脫氫酶（SDH）染色法Ⅱb型Ⅱa或Ⅱx型Ⅰ型第39頁,共46頁，2024年2月25日，星期天Fast,reliable,sensitive,quantitative,collectivebiopsytissue（3）分子生物學(xué)方法

肌球蛋白重鏈異構(gòu)體（MyHC１、MyHC２ａ、MyHC２ｘ、MyHC２ｂ）分別特征性的對應(yīng)１型、２ａ型、２ｘ型和２ｂ型４種不同類型的肌纖維。第40頁,共46頁，2024年2月25日，星期天MyHCI型纖維比例的發(fā)育性變化1234567891011121314151617181920

←2x←I型第41頁,共46頁，2024年2月25日，星期天←2x←2a1234567891011121314151617181920

MyHC2a型纖維比例的發(fā)育性變化第42頁,共46頁，2024年2月25日，星期天MyHC2x型纖維比例的發(fā)育性變化第43