肌肉纤维一个意想不到的组织揭示

列日大学的研究人员Eric Parmentier 和 Marc Thiry 刚刚意外地发现了一种新的肌肉纤维组织， Parophidion vassali是一种生活在地中海的鱼，和许多鱼一样，它们使用专门的肌肉来发出声音。这是一项重要发现，很可能会改变我们对肌肉收缩的理解。

骨骼肌描述的历史起源于荷兰生物学家安东尼·范·列文虎克 (Antoni van Leeuwenhoek) 的观察，他是细胞生物学和微生物学的先驱，他在 1712 年发表于皇家学会哲学汇刊的一篇文章中报道，感谢到使用便携式单镜头显微镜，首次描述了鲸鱼的肌肉纤维。1840 年，解剖学家威廉·鲍曼( William Bowman )对肌肉进行了更精确的描述，并指出： “明暗交替线条的存在和排列 [... ]随后的研究导致了越来越清晰的描述，包括识别构成肌肉的不同分子以及对其工作原理的解释，特别是生物物理学家安德鲁·赫胥黎 (Andrew Huxley) 于 1957 年提出的肌肉收缩模型。在过去的 300 年里，许多研究已将肌纤维组织的表示扩展到不同的类群。这表明横纹肌纤维的一般组织在迄今为止研究的所有脊椎动物组中都保持完好。

然而，这些细胞成分中每一种的比例在不同纤维之间可能会有所不同，从而赋予这些纤维特定的收缩特性。例如，在收缩过程中产生力量的肌肉中发现了富含肌原纤维和发育不良的肌浆网的纤维。相反，肌肉中存在肌原纤维含量低、肌浆网丰富和线粒体众多的纤维，这些肌肉会加快收缩速度。最快的肌肉是鱼类的声波肌，某些物种使用以 100 至 300 赫兹频率收缩的肌肉发出声音，即每秒 100 至 300 次收缩/松弛周期。

最近一项由功能和进化形态学实验室与细胞和组织生物学实验室合作进行的研究揭示了一种新的肌原纤维排列在鱼的声波肌纤维内。列日大学功能和进化形态学实验室主任Eric Parmentier教授解释说，肌原纤维不是平行排列，而是在肌肉纤维内形成一个巨大的网络。每个肌原纤维在每个肌节处细分为两个分支，一个连接连接到上面的肌原纤维，另一个连接到下面的肌原纤维(图 1B)。这种新的肌肉纤维设计可以使肌肉在保持力量的同时快速收缩。肌原纤维的缺乏和肌浆网占据的大量体积有利于快速收缩的纤维。肌原纤维的网络结构将允许更多的肌球蛋白头与肌动蛋白肌丝形成交叉桥，从而增加这种快肌的强度，”细胞和组织生物学实验室主任马克蒂里教授解释道。此外，许多线粒体排列异常Z 纹内(这些纤维非常长：700 纳米，而传统肌肉为 70 至 150 纳米)似乎提供了产生持久声音所需的能量”。这种新型的横纹肌纤维组织，以前从未在科学文献中描述过，因此可以将肌肉力量和速度结合起来，需要进一步研究以了解它是如何工作的，并确定是否存在适应水平这些肌肉中涉及的不同分子。

关于肌纤维

横纹骨骼肌纤维或细胞代表动物随意肌(能够进行运动或姿势维持等运动的肌肉)的基本单位。每根纤维的特点是存在许多收缩元件、肌动蛋白和肌球蛋白肌丝，它们组织成束，平行于肌纤维的长轴排列，称为肌原纤维。在光学显微镜下的纵向剖面中，这些纤维表现为连续的亮带和暗带，位于每个肌原纤维的同一水平，使肌纤维呈现横向条纹。一条较暗的线将中间的光带分开，称为 Z 条纹。两个 Z 纹之间的肌原纤维部分称为肌节，代表肌原纤维的收缩单位。因此，每个肌原纤维由许多首尾相连的肌节组成。肌原纤维占据很大的细胞体积，并被光滑内质网(或肌浆网)的池包围，内质网储存肌肉收缩所必需的钙。此外，线粒体靠近肌原纤维，肌原纤维是 ATP 的主要来源，为肌肉收缩提供能量。

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