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人四肢骨骼肌两型肌纤维的横切面积研究 |
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e of human limb muscles is closely related with the function of these muscles.The variations in fiber size of different portions within one muscle may indicate the local physical function of muscle is not uniform.
【Key words】 Skeletal muscle; Fiber types; Cross-sectional area; Myosin ATPase
许多研究已表明，个体内不同骨骼肌及同一肌不同部分的肌纤维型构成比例是不同的，肌纤维构成与肌的功能密切相关［1，2］。同样，个体内不同骨骼肌的肌纤维粗细也各不相同，两型肌纤维的大小也存在差异，推测这种差异也与肌的功能适应相关。
有关肌纤维型大小的研究国外有一些报道［3，4］。然而大多数限于做针刺活检的少数肌，而且取材量小，不能全面反映整肌内肌纤维大小的真实分布。国内目前仅对人三角肌肌纤维型的横切面积作过研究［5］。本研究的目的在于广泛调查人四肢肌纤维型的横切面积和直径，积累国人四肢骨骼肌纤维型大小的资料，并探讨肌纤维型大小与肌功能之间的关系。
材料和方法
采用死后24h内的男性尸体5具(21～28岁)，均猝死于外伤或车祸。分别取双侧上、下肢29块骨骼肌，部分肌按亚部和深、浅区取材，共取48块肌组织(约1cm×1cm×2cm)，立即入液氮内，30min后取出作恒冷箱冰冻肌纤维横切片(-20℃)(厚20μm)，室温下晾干后，用常规肌球蛋白ATP酶法染色(pH9.4)，肌纤维可明确区分为浅染的Ⅰ型和深染的Ⅱ型纤维［6］。
在高倍镜下(16×40)，用C5号0.5网形目镜尺(上海第三光学仪器厂生产)分别测量两型肌纤维的横切面积，并假定肌纤维横切面为圆，计算其直径。每张切片随机测量100根肌纤维(Ⅰ型50根，Ⅱ型50根)，最后进行统计学处理和分析。
结果和讨论
29块肌共48块肌组织的两型肌纤维的平均横切面积和直径见附表。表中显示，人四肢不同骨骼肌的肌纤维粗细各不相同，其平均横切面积范围在1 780～4 760μm2之间，平均直径为47.6～77.9μm。上肢肌肌纤维横切面积平均为1 780～3 460 μm2，直径47.6～66.4μm；下肢肌平均为2 120～4 760μm2,直径52.0～77.9μm。可见，就肌纤维横切面积和直径而言，上肢肌小于下肢肌，两者间差异显著(P＜0.05)。人类不同的骨骼肌因其位置、大小、肌纤维型构成乃至肌构筑的不同，而具有不同的功能。我们的结果显示，四肢各肌的肌纤维大小不同，显然与肌的功能相关。下肢肌的肌纤维横切面积明显比上肢肌的大，尤其是股四头肌、腓肠肌和比目鱼肌等，这些在人类行走、跑跳及维持平衡等方面具有重要作用的肌，其肌纤维明显粗大，与其功能适应密切相关。同样，某些屈肌的肌纤维比伸肌的肌纤维粗，可能说明屈肌的肌力比伸肌更强，如拇长屈肌和拇长伸肌(附表)。已有研究表明，肌肉对负荷增加或运动增加的功能适应主要表现为肌纤维横切面积的增加［7］，而肌肉的不活动则导致两型肌纤维萎缩［8］。显然，人四肢不同骨骼肌的肌纤维横切面积的不同，说明不同骨骼肌的负荷量或活动量是不相同的，肌纤维可以通过改变其大小来适应其功能需要。
虽然两型肌纤维的相对大小有一定差异，但大多数表现差异不显著。从附表可以看出，通常在一块肌内Ⅰ型纤维大的，其Ⅱ型纤维也大，Ⅰ型小者，其Ⅱ型也小，与Polgar［3］的结果一致。这似乎说明两型肌纤维相对大小的变化在肌功能适应方面表现不明显。我们的结果还表明(附表)，上肢肌中大多数肌的Ⅱ型纤维的横切面积比Ⅰ型纤维的大，而下肢大腿肌则是Ⅰ型比Ⅱ型大，但小腿肌又显示大多为Ⅱ型比Ⅰ型大。然而在这些肌中，仅有7块肌的两型纤维的横切面积有显著性差异，并且都是上肢运动手指的肌，这是否表明两型肌纤维的粗细的变化在手指的功能适应方面表现更突出，有待进一步研究。
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