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肌細胞（為機體器官運動提供動力的細胞）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-22

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肌細胞

為機體器官運動提供動力的細胞

肌細胞 muscle cell 亦稱肌肉細胞。是動物體內(nèi)能動的、收縮性的細胞的總稱。

基本信息

中文名	肌細胞
外文名	muscle cell
別名	肌肉細胞、肉脯肌
定義	是動物體內(nèi)能動的、收縮性的細胞的總稱
類型	動物體內(nèi)收縮性的細胞的總稱

簡介

肌細胞亦稱肌肉細胞。是動物體內(nèi)能動的、收縮性的細胞的總稱。肌細胞細而長，又稱肌纖維，但不同于結締組織中的纖維。肌細胞內(nèi)含有肌原纖維，形成顯微鏡下所見的縱紋。肌細胞能縮能舒，不同于其它所有組織，是機體器官運動的動力源泉。

結構特點

肌細胞

肌細胞的結構特點是細胞內(nèi)含有大量的肌絲，具有收縮運動的特性，是軀體和四肢運動和體內(nèi)消化、呼吸、循環(huán)、排泄等生理活動的動力來源。肌細胞內(nèi)的基質(zhì)稱“肌漿”，肌細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱肌漿網(wǎng)，肌細胞的細胞膜稱“肌膜”。肌纖維之間有少量結締組織、血管、淋巴管及神經(jīng)在構成肌肉組織時，各肌肉細胞一般外形為紡錘狀乃至纖維狀，特稱為肌（肉）纖維。海綿動物雖然缺乏肌肉組織，但硅角海綿類除體表的扁平上皮細胞多少有點收縮性外，在體表流出孔的周圍，存在著稱為肌細胞（myocyte）的長紡錘形的收縮性細胞。此外，鈣質(zhì)海綿類的小孔細胞也有收縮性。這些和某種原生動物細胞的整體都能收縮共同構成了肌細胞的萌芽形態(tài)。發(fā)展到腔腸動物，水螅型的外胚葉細胞層中具有上皮肌細胞，可認為是真肌原纖維。這里最普通的圓柱形上皮細胞，即支柱細胞，基底部延長而成紡錘形，只有這部分存在肌原纖維，它是由體表的上皮細胞向肌細胞分化過程中的形態(tài)。至于水母型則已完全成為紡錘形的肌細胞。扁形動物以上的動物已明顯分化為皮肌層、器官肌等等。

收縮功能

肌細胞

人體各種形式的運動，主要是靠一些肌細胞的收縮活動來完成的。例如，軀體的各種運動和呼吸動作由骨骼肌的收縮來完成；心臟的射血活動由心肌的收縮來完成；一些中空器官如胃腸、膀胱、子宮、血管等器官的運動，則由平滑肌的收縮來完成。不同肌肉組織在功能和結構上各有特點，但從分子水平來看，各種收縮活動都與細胞內(nèi)所含的收縮蛋白質(zhì)，主要與肌凝蛋白和肌纖蛋白的相互作用有關；收縮和舒張過程的控制，也有某些相似之處。最充分的骨骼肌為重點，說明肌細胞的收縮機制。

骨骼肌是體內(nèi)最多的組織，約占體重的40%。在骨和關節(jié)的配合下，通過骨骼肌的收縮和舒張，完成人和高等動物的各種軀體運動。骨骼肌由大量成束的肌纖維組成，每條肌纖維就是一個肌細胞。成人肌纖維呈細長圓柱形，直徑約60μm，長可達數(shù)毫米乃至數(shù)十厘米。在大多數(shù)肌肉中，肌束和肌纖維都呈平行排列，它們兩端都和由結締組織構成的腱相融合，后者附著在骨上，通常四肢的骨骼肌在附著點之間至少要跨過一個關節(jié)，通過肌肉的收縮和舒張，就可能引起肢體的屈曲和伸直。人們的生產(chǎn)勞動、各種體力活動等，都是許多骨骼肌相互配合的活動的結果。每個骨骼肌纖維都是一個獨立的功能和結構單位，它們至少接受一個運動神經(jīng)末梢的支配，并且在體骨骼肌纖維只有在支配它們的神經(jīng)纖維有神經(jīng)沖動傳來時，才能進行收縮。因此，人體所有的骨骼肌活動，是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下完成的。

生成素基因

肌細胞

肌細胞生成素（myogenin，MyoG）基因是生肌決定因子，基因家族中唯一在所有骨骼肌細胞系均可表達的基因，是骨骼肌分化所必需的因子，其功能不可被其它生肌調(diào)節(jié)因子所代替，通過控制成肌細胞的融合和肌纖維的形成來對肌肉的分化起關鍵作用。作為一種肌細胞特異性轉(zhuǎn)錄因子，MyoG基因具有以下三個功能：

①調(diào)節(jié)自身基因的表達；

②與生肌因子其它成員相互作用，調(diào)節(jié)彼此基因的表達；

③調(diào)節(jié)肌肉特異基因的表達。

對MyoG基因的研究已經(jīng)引起國內(nèi)外的關注。相信通過大量研究人員的共同努力，通過對該基因的橫向和縱向的深入研究，所獲得的研究成果將不僅為理解動物骨骼肌生長發(fā)育的分子生物學機制提供新的理論依據(jù)。

增容策略

肌細胞

對于健美運動員，最好的細胞增容劑是肌酸、糖元、血漿擴溶劑（甘油）和水。

1、肌酸：維持階段每天3-5克（可每天增服250-500毫克的ALA）

2、糖元：每小時補充40克的碳水化合物以增加內(nèi)源性糖元的含量，減少訓練后碳水化合物的體積。

3、血漿擴溶劑：10克甘油隨30克水服下。注意：只是偶爾使用，如比賽前以增加血管度。

4、水：每天飲用8盎司玻璃杯8杯或更多（共2夸脫），另外每15分鐘的運動增加4盎司的水。

5、細胞增容特殊秘密方法。訓練后服用3克肌酸、50克碳水化合物、10克谷氨酰胺、20克蛋白質(zhì)和1-2升水，持續(xù)1-2周，就可以達到細胞增容的目的。

肌細胞容積自然狀態(tài)下是由肌酸、肌糖元和水維持。研究表明肌肉內(nèi)水的堆積可使受試對象在幾天內(nèi)增加好幾磅的肌肉水分，這似乎只是短期效應，因為不是肌肉蛋白質(zhì)。但是科學家們相信肌細胞增容是可以轉(zhuǎn)化為肌肉體積增大的長期合成過程的，換言之，這種短暫效應可以導致長期的效果，這才是每一個健美運動員的最終目標。

注入技術

過去，很多嚴重的心臟病患者只能把治愈的希望寄托在心臟移植上。但是現(xiàn)在，有一種新的治療方法，將患者本人的具有再生能力的肌細胞注入心臟，從而使壞死的心臟細胞重新復活的技術給心臟病病人帶來了希望。

這種肌細胞注入技術的過程是，先從患者大腿肌肉中提取一些具有再生肌細胞能力的休眠細胞，然后將這些細胞進行培養(yǎng)，這個過程大約需要21天，再將培養(yǎng)出的約8億至9億個細胞直接注入心臟的壞死部分，使壞死部分心臟的功能得到恢復。一般幾周后，病人的病情就有了明顯改善。已經(jīng)安全地用這種技術做了心臟手術的病人，沒有發(fā)現(xiàn)有任何排斥的現(xiàn)象。

基因治療

肌細胞

肌細胞是基因治療的理想靶細胞之一，研究較晚，進展較快，已經(jīng)成為非常有發(fā)展前景的靶細胞。肌肉是藥物注射的常用組織之一，有一定的耐受性，肌肉組織數(shù)量大，易獲取；成肌細胞(肌肉前體細胞)容易分離培養(yǎng)，并易于病毒基因轉(zhuǎn)移；基因轉(zhuǎn)移成肌細胞容易移植回肌肉，并且容易與原位肌纖維融合，而且已經(jīng)有假肥大型肌營養(yǎng)不良癥患者成肌細胞移植的安全經(jīng)驗；移植處有豐富的血管，可以將基因產(chǎn)物運輸?shù)饺怼?/span>

1991年，Barr和Blau等分別將人生長激素基因(hGH)轉(zhuǎn)移到小鼠成肌細胞C2C12中，hGH在小鼠肌肉和血漿中表達3個月以上，從而提出了成肌細胞途徑基因治療的設想。已經(jīng)有多種表達外源基因的小鼠成肌細胞直接注射小鼠中，可以獲得持續(xù)表達，這些基因包括半乳糖苷酶基因、人凝血因子Ⅸ基因、多藥耐藥基因等。

1993年，Vincent等將含有人dystrophin小基因的重組腺病毒直接注射到患有Duchenne肌營養(yǎng)不良的mdx小鼠的肌肉內(nèi)，可以在肌纖維中產(chǎn)生正常蛋白質(zhì)達6個月，而且減輕了mdx小鼠的患病癥狀。肌細胞也是invivo轉(zhuǎn)移方式最為常見的靶細胞和靶組織。將裸露DNA直接注射小鼠骨骼肌，可以直接實施基因轉(zhuǎn)移。1990年，Wolff等首次將含基因半乳糖苷酶基因和氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶基因的質(zhì)粒注射到小鼠骨骼肌和心肌內(nèi)，外源基因持續(xù)達1年之久，為基因治療展現(xiàn)了一條嶄新的途徑。

通過肌肉注射途徑實施的基因治療研究已經(jīng)進入臨床試驗。1999年，美國賓州大學High和Mark與美國Avigen公司合作，采用肌肉注射途徑開展了腺相關病毒途徑的血友病B基因治療臨床試驗。1999年，電脈沖DNA轉(zhuǎn)移技術取得了驚人的成功，這種技術標志著基因?qū)讼到y(tǒng)的重要突破，而這種系統(tǒng)的靶組織最方便的就是肌肉組織。除了骨骼肌以外，心肌也可作為基因治療的靶細胞，為基因治療心血管疾病提供了可能性。目前，直接將DNA注射到心肌的策略已經(jīng)成功用于冠心病、心肌梗死等心血管疾病的基因治療臨床試驗，并取得了顯著療效。

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