肌肉的生长发育及其调控
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
动物肌肉生长发育及其调控
一、肌肉的组织结构
肌肉的生理功能: 运动 器官的形态 产热
肌肉的三种类型: 心肌 平滑肌 骨骼肌
Smooth muscle cells
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)
生长激素受体 – 发育规律
GHR /18S
3.00
EHL-M
E* E*
2.50 2.00
LW-M
D* d
d
cC c
★ 猪肝脏 GHR 和 IGF-I 基因表达的
1.50
bB
发育模式相同
a
1.00
A
a
A
0.50
★ 猪肝脏 GHR 和
2、机体“黑箱”内的整合机制
基因型
生理生化过程 ???
营养
表现型
神经内分泌生长轴
(-)
Hypothalamus
(-)
TRH
SRIF
GHRH
(SS)
(-)
(-)
Pituitary
GHR
Liver
GH
GHR
Muscle & Other Target Tissues
Direct
IGF-I
Indirect
熟
（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。
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
´ó °×«¹ Öí
¶þ »¨³Á ¹« Öí
100
80
60
40
20
0
0D
3D
20D 30D 45D 90D 120D 180D
5 A
4
大白猪 二花脸
3 2
*,A *,A
a
*,A
b
bc
bc
**,A
bc
bc
A
*,A
bc
c
1
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 变化与生长曲线不相 关
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
“黑箱” 调控 – “intermediate”
调控动物机体内部的生理生化过程，协调基因型与环境之 间的相互作用，最大程度地发挥的动物遗传潜能
■ Pax7
1、肌肉生长的基因调控
■ 肌肉生长抑制素(Myostatin)
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 Terminally differentiated (Permanently withdrawn from cell cycle)
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。
发育 生长 繁殖 免疫
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。
生长激素 – 分泌模式
GH(ng/l)
大白猪(2号)
二花脸猪(2号)
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）
Skeletal Muscle Cells
Myoblasts and Satellite Cells 1. Non-striated 2. Spindle or non-spindle 3. Mononucleated 4. Non-Contractile 5. Non-terminally differentiated
GH mRNA/SS rRNA
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）
生长激素受体 – GH靶机制
分子特性 发育规律 组织特异性
成肌细胞在出生前后均可以分裂增殖，但一旦融合 形成肌管和肌纤维，即失去增殖能力，出生后骨骼肌 的生长只能靠预先形成的肌纤维的肥大。
（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
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。
（2）平滑肌来自原始消化管及其衍生结构周围
的脏壁中胚层； （3）心肌来自心管周围的脏壁中胚层。
2、肌肉生长和发育的一般规律
出生前和出生后平滑肌生长主要靠细胞增殖，细胞 肥大的能力有限；
哺乳动物出生前心脏生长主要靠细胞增殖,但出生 后主要靠细胞肥大,没有新的细胞形成；
16 14
பைடு நூலகம்
12 10
8 6
4 2
0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
分钟
泌乳二花脸猪和大白猪生长激素脉冲式释放
呈脉冲式释放 大白猪GH总体 水平高于二花脸 猪 主要由于基础分 泌和峰值较高
生长激素 – 发育规律
åÌ ØÖ £¨kg©£
120
一、肌肉的组织结构
肌肉的生理功能: 运动 器官的形态 产热
肌肉的三种类型: 心肌 平滑肌 骨骼肌
Smooth muscle cells
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)
生长激素受体 – 发育规律
GHR /18S
3.00
EHL-M
E* E*
2.50 2.00
LW-M
D* d
d
cC c
★ 猪肝脏 GHR 和 IGF-I 基因表达的
1.50
bB
发育模式相同
a
1.00
A
a
A
0.50
★ 猪肝脏 GHR 和
2、机体“黑箱”内的整合机制
基因型
生理生化过程 ???
营养
表现型
神经内分泌生长轴
(-)
Hypothalamus
(-)
TRH
SRIF
GHRH
(SS)
(-)
(-)
Pituitary
GHR
Liver
GH
GHR
Muscle & Other Target Tissues
Direct
IGF-I
Indirect
熟
（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。
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
´ó °×«¹ Öí
¶þ »¨³Á ¹« Öí
100
80
60
40
20
0
0D
3D
20D 30D 45D 90D 120D 180D
5 A
4
大白猪 二花脸
3 2
*,A *,A
a
*,A
b
bc
bc
**,A
bc
bc
A
*,A
bc
c
1
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 变化与生长曲线不相 关
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
“黑箱” 调控 – “intermediate”
调控动物机体内部的生理生化过程，协调基因型与环境之 间的相互作用，最大程度地发挥的动物遗传潜能
■ Pax7
1、肌肉生长的基因调控
■ 肌肉生长抑制素(Myostatin)
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)
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。
发育 生长 繁殖 免疫
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。
生长激素 – 分泌模式
GH(ng/l)
大白猪(2号)
二花脸猪(2号)
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）
Skeletal Muscle Cells
Myoblasts and Satellite Cells 1. Non-striated 2. Spindle or non-spindle 3. Mononucleated 4. Non-Contractile 5. Non-terminally differentiated
GH mRNA/SS rRNA
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）
生长激素受体 – GH靶机制
分子特性 发育规律 组织特异性
成肌细胞在出生前后均可以分裂增殖，但一旦融合 形成肌管和肌纤维，即失去增殖能力，出生后骨骼肌 的生长只能靠预先形成的肌纤维的肥大。
（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
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。
（2）平滑肌来自原始消化管及其衍生结构周围
的脏壁中胚层； （3）心肌来自心管周围的脏壁中胚层。
2、肌肉生长和发育的一般规律
出生前和出生后平滑肌生长主要靠细胞增殖，细胞 肥大的能力有限；
哺乳动物出生前心脏生长主要靠细胞增殖,但出生 后主要靠细胞肥大,没有新的细胞形成；
16 14
பைடு நூலகம்
12 10
8 6
4 2
0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
分钟
泌乳二花脸猪和大白猪生长激素脉冲式释放
呈脉冲式释放 大白猪GH总体 水平高于二花脸 猪 主要由于基础分 泌和峰值较高
生长激素 – 发育规律
åÌ ØÖ £¨kg©£
120