肌肉生长
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肌肉组织的生长与活动的分子机制前言肌肉组织是人体中最庞大的组织之一,其生长与活动的分子机制一直是科学家们一直关注的研究方向。
本文旨在介绍肌肉组织生长与活动的分子机制,为读者深入了解肌肉组织的形成、生长和活动提供相关知识和基础。
一、肌肉组织的生长1.1 肌营养(Myonutrition)补足充足的营养对肌肉生长至关重要。
肌营养可以改善肌肉蛋白质合成的速度,这与肌肉生长有着密切的联系。
蛋白质是肌肉生长过程中的基本单位,肌肉中的蛋白质分子不断地建立并修复,这需要充足的营养支持。
正常情况下,肌肉需要的蛋白质量为每公斤体重1.2-2克,同时需要摄入足够的碳水化合物和脂肪来保证身体正常的代谢机能。
此外,维生素和矿物质也不可忽略,如维生素D和钙对于肌肉生长具有重要作用。
1.2 肌肉力量训练力量训练可以刺激肌肉生长,是增加肌肉质量和改善肌肉强度的有效手段。
训练负荷逐渐加大有利于肌肉适应,从而产生生长的效应。
在肌肉供能过程中,肌肉骨架的微损伤可造成肌肉生长的刺激;台阶式负荷和高张负荷的负荷方式(如短时间高强度力量训练)是促进肌肉生长的主要方式。
1.3 代谢水平代谢水平对肌肉生长的重要性不言而喻。
代谢水平的提高可促进肌肉生长。
有研究表明,燃烧脂肪和增加肌肉组织量可提高基础代谢率,增加人体能量的消耗和能量的流失,增加热能消耗。
此外,适当的有氧运动,如跑步、跳绳、游泳等对于人体的有氧代谢水平和肌肉的生长都有积极的作用。
二、肌肉组织的活动2.1 肌肉蛋白酶(Myoprotease)肌肉蛋白酶是肌肉生长中的关键酶类,其主要作用是降解肌肉中的蛋白质和肌肉内蛋白质分解的单体,利用这些单体合成新的蛋白质分子。
肌肉蛋白酶的调控,对肌肉生长的作用极为重要,它需要配合与活化后的肌肉蛋白配合使用,才能发挥最大的作用。
2.2 肌肉减毒剂(Myoprotectants)肌肉减毒剂是一类由细胞自身合成的小分子物质,它们主要起着维持细胞的进出内外环境的稳定和抵御压力、氧化剂等损伤因素的作用。
锻炼长肌肉的原理全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:锻炼长肌肉的原理随着人们对健康和身材的重视,越来越多的人开始关注锻炼长肌肉的原理。
长肌肉不仅可以让身体更加健康、强壮,还能够提高自信心,塑造完美的身材。
但是要想真正健康有效地锻炼长肌肉,就必须了解长肌肉的原理。
长肌肉的原理主要有两个方面:肌肉增长和肌肉适应性。
首先是肌肉增长的原理。
肌肉增长的过程主要是通过肌肉纤维的断裂和修复来实现的。
当我们进行高强度的训练时,肌肉纤维会受到损伤,这些微小的创伤会刺激身体释放一种称为生长因子的激素。
这些生长因子会促进肌肉细胞的增长和修复,从而使肌肉体积增加。
其次是肌肉的适应性原理。
在进行持续的训练过程中,身体会不断适应训练的强度和频率,以便更好地应对未来的挑战。
这种适应性主要体现在肌肉的增长、力量和耐力的提高。
随着训练的深入,肌肉会逐渐适应高强度的负荷,从而变得更加强壮和有力量。
要想有效地锻炼长肌肉,就需要注意以下几点:1. 合理安排训练计划。
要想让肌肉有效地增长,就需要制定一个科学的训练计划,包括适当的负荷、训练频率和训练时长。
要根据个人的身体情况和目标来设计训练方案,避免过度训练导致肌肉疲劳和受伤。
2. 合理安排饮食。
肌肉的增长需要足够的营养支持,特别是蛋白质的摄入量。
合理的饮食结构可以帮助身体更好地吸收营养,并提供训练所需的能量。
还需要注意补充必要的维生素和矿物质,以保持身体的健康和代谢活力。
3. 注意休息和恢复。
训练后适当的休息和恢复时间对于肌肉生长至关重要。
在训练过程中,肌肉会受到损伤,需要足够的休息时间来修复和生长。
适当的按摩和拉伸也可以促进肌肉的恢复和生长。
4. 多样化训练方式。
为了更好地激发肌肉的生长潜力,可以尝试不同类型的训练方式,包括重量训练、有氧训练、徒手训练等。
通过多样化的训练方式,可以全面锻炼身体各个部位的肌肉,从而获得更好的锻炼效果。
5. 坚持训练。
锻炼长肌肉是一个持久的过程,需要坚持不懈的努力和耐心。
肌肉增长原理肌肉增长原理,也称力量训练原理,是指通过定期进行适量的重量训练,刺激肌肉的生长和适应能力,以增加肌肉量、强度和耐力的过程。
1.超负荷原理:要增加肌肉强度和体积,必须超过肌肉的负荷容忍度。
这意味着肌肉需要经常承受大于它们习惯的重量,以促进更多的肌肉纤维增长。
2.逐渐增加负荷:为了让肌肉适应负荷的挑战,必须逐渐增加训练的负荷。
当肌肉适应某个特定的重量时,增加重量可以让肌肉继续增长和发展。
3.多次重复原理:重量训练的目的是让肌肉进行最大程度的收缩,从而刺激肌肉纤维增长。
多次重复可以让肌肉更加充分地参与训练,加快新陈代谢和增强肌肉能力。
4.训练周期原理:为了让肌肉有足够的恢复时间和避免过度训练,必须确保合理的训练周期。
通常来说,肌肉需要在训练后进行至少48小时的恢复时间,因此需要隔一天或两天进行训练,以保持肌肉的最佳状态。
5.营养原理:肌肉需要适当的营养来进行生长和修复。
在重量训练的需要提供足够的蛋白质和碳水化合物,以补充能量和增强肌肉的代谢能力。
足够的水分和维生素也是必不可少的。
肌肉增长原理的应用有许多不同的方法,包括重量训练、力量练习、耐力练习和机械增重等。
无论哪种方法,都需要有一定的计划和目标,以使训练合理和有效。
肌肉增长是一个需要耐心和坚持的过程,但只要遵循肌肉增长原理并进行正确的训练和营养,就可以获得显著的肌肉增长和体力提升。
1.集中训练集中训练是指将多个训练动作聚焦在同一部位的肌肉上,以达到更好的训练效果。
在练习时,可以选择一组肌肉,可以集中训练胸肌,包括卧推、上斜推举、下斜推举等训练动作。
通过集中训练可以让同一部位的肌肉得到充分的刺激和疲劳,从而促进肌肉的生长和发展。
2.反复荷重反复负荷是指在单次训练中,两个阶段的负荷不同。
在训练中间的一段时间,可以适当增加负荷,然后恢复到原来的负荷。
这会引起肌肉意外的信号,刺激肌肉成长。
3.增加复杂性增加复杂性是指在训练中增加一些复杂的动作。
肌肉生长对基因组的变化肌肉生长是一个很复杂的过程。
肌肉生长的过程包括肌肉蛋白质合成和肌肉纤维增加。
肌肉生长对基因组的变化有很大的影响。
肌肉细胞的基因组是一组非常复杂的遗传信息,它包含了人体所有的基因,并且这些基因是由DNA分子组成的。
肌肉生长过程中的基因组变化使得肌肉细胞的基因组具有更强的肌肉功能。
这些变化的主要特征是在DNA序列中发生的。
这些基因组的变化可以是结构性的或者是功能性的。
肌肉生长引起的变化可以是临时性的或者是永久性的。
肌肉细胞的基因组有两个主要的作用:编码蛋白质和调节蛋白质的表达。
这两个过程关系到蛋白质的合成和功能调节。
肌肉生长过程中,基因组变化使得细胞能够更好地编码和调节蛋白质的表达。
肌肉细胞的肌肉纤维增长主要是由DNA序列中的核酸调节因子调节的。
这些调节因子可以理解为在细胞中的“开关”,它们会影响DNA转录和蛋白质合成。
肌肉纤维增长和蛋白质合成受到许多调节因子的控制,而这些因子的调控方式是受到基因组的影响的。
基因组中的各个区域之间具有交互作用,这种交互作用可以影响细胞生长和分化。
肌肉细胞的基因组变化还可以影响基因的转录,并且可以影响蛋白质的翻译和后续的功能调节。
一些研究表明,肌肉细胞的基因组变化可能会使得某些蛋白质在剪接和稳定性方面具有更高的表达量。
肌肉生长对基因组的变化不仅可以影响肌肉细胞的基因组,还可以影响起辅助作用的细胞。
肌肉细胞生长需要牵扯到其它细胞的协作,这些细胞包括肌肉干细胞和神经元。
肌肉细胞和这些细胞之间的交互作用受到DNA序列的影响。
总之,肌肉生长对基因组产生了重大的影响。
肌肉细胞的基因组变化可以改善肌肉细胞的功能,包括细胞增长、分化、转录和蛋白质合成。
肌肉细胞的基因组变化还可以影响辅助作用的细胞,包括肌肉干细胞和神经元。
这种影响可能会在肌肉生长过程中发挥重要的作用。
儿童大肌肉发育特征儿童的身体发育过程中,肌肉的发育是非常重要的一部分。
大肌肉发育特征指的是儿童在生长发育过程中肌肉的生长和发展。
以下将详细介绍儿童大肌肉发育的特征。
1. 年龄段不同,大肌肉发育特征也不同儿童大肌肉发育特征会随着年龄的增长而变化。
在出生后的前几个月,婴儿的大肌肉主要是通过反射和姿势来发展。
随着婴儿的成长,大肌肉开始逐渐发展,出现了抬头、翻身、坐立、爬行、站立和行走等动作。
2. 肌肉力量的增加随着儿童的生长发育,肌肉力量逐渐增加。
在儿童期,肌肉力量的增加是非常明显的。
儿童通过各种活动和锻炼,使得肌肉逐渐变得强壮,能够完成更多的运动任务。
在运动中,肌肉力量的增加也会帮助儿童更好地控制身体,提高运动技能。
3. 肌肉的协调性提高儿童的大肌肉发育特征之一是肌肉的协调性逐渐提高。
随着年龄的增长,儿童的神经系统逐渐发育成熟,肌肉与神经的协调性也会得到改善。
这使得儿童能够更好地控制运动,提高身体的平衡性和灵活性。
4. 肌肉的塑形能力增强儿童的肌肉具有较强的塑形能力。
在儿童期,肌肉组织会不断地生长和分化,通过适当的运动和训练,可以促进肌肉的发育和塑形。
这也是为什么经常参与身体锻炼对儿童的大肌肉发育非常重要的原因之一。
5. 肌肉的柔韧性提高儿童大肌肉发育特征之一是肌肉的柔韧性逐渐提高。
在生长发育过程中,儿童的骨骼和肌肉逐渐发育成熟。
适当的运动和伸展训练可以促进肌肉的柔韧性发展,使得儿童的身体更加灵活,能够更好地完成各种动作。
6. 肌肉的耐力提高随着儿童的大肌肉发育,肌肉的耐力也会逐渐提高。
通过持续的运动和训练,肌肉组织可以适应更加高强度的活动,提高肌肉的耐力水平。
这使得儿童能够在运动中持续较长时间,延长运动时间,提高身体素质。
总结起来,儿童大肌肉发育特征包括肌肉力量增加、肌肉协调性提高、肌肉塑形能力增强、肌肉柔韧性提高以及肌肉耐力提高。
通过适当的运动和训练,可以促进儿童的大肌肉发育,提高身体素质,使他们更加健康、强壮和活泼。
儿童大肌肉发育特征儿童的身体发育过程中,肌肉的发育是一个重要的方面。
大肌肉是指人体中较大的肌肉群,它们对于儿童的生长发育和运动能力具有重要影响。
本文将介绍儿童大肌肉发育的特征和相关知识。
一、儿童大肌肉的发育阶段儿童的大肌肉发育经历了不同的阶段。
在出生后的头几个月,婴儿的肌肉主要是松软的,没有明显的肌肉定义。
随着婴儿的成长,肌肉逐渐变得结实,并开始出现肌肉纹理和肌肉线条。
到了幼儿期,大肌肉的发育进一步提升,肌肉群的大小和力量都有了显著的增加。
到了青春期,儿童的肌肉开始进一步发展,达到成人时期的水平。
二、儿童大肌肉发育的特征1. 肌肉线条的明显性增加:随着儿童的成长,肌肉线条逐渐显露出来。
在幼儿期,大肌肉开始变得更加明显,肌肉的纹理和线条逐渐形成。
这是因为随着肌肉的发育,肌肉纤维之间的连接变得更加紧密,肌肉线条更加明显。
2. 肌肉群的增大和力量的增强:儿童大肌肉的发育不仅表现为肌肉线条的明显性增加,还包括肌肉群的增大和力量的增强。
随着儿童的成长,肌肉的体积和力量都会不断增加,这使得他们在运动和活动中表现出更强的力量和耐力。
3. 运动能力的提升:儿童大肌肉的发育对于他们的运动能力提升有着重要的影响。
随着大肌肉的发育,儿童的协调性和灵活性都会提高,他们的运动能力也会得到显著的改善。
他们能够更好地控制肌肉的运动,更好地完成各种运动技能。
4. 骨骼发育与肌肉发育的协调:儿童大肌肉的发育与骨骼的发育密切相关。
肌肉的发育对于骨骼的成长和形态有着重要的影响,而骨骼的发育又为肌肉提供了支撑和保护。
因此,儿童大肌肉的发育需要与骨骼的发育相互协调,以确保儿童的身体能够健康发育。
三、促进儿童大肌肉发育的方法1. 运动锻炼:适当的运动锻炼是促进儿童大肌肉发育的重要手段。
通过进行各种体育运动、户外活动和有氧运动,可以帮助儿童锻炼肌肉,增强肌肉的力量和耐力。
2. 营养均衡:儿童的大肌肉发育需要充足的营养支持。
饮食中应包含足够的蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质,以满足肌肉的发育需求。
肌肉生长的科学机制及其增长方法肌肉生长常常被误解为那些吃饱喝足之后花费数个小时在健身房里进行的超强度训练。
其实,肌肉生长是一个非常复杂的生物化学过程,它涉及到许多生理、代谢和营养过程。
本文将从科学角度出发,深入探讨肌肉生长的机制,并提供一些科学的肌肉增长方法。
肌肉生长的科学机制肌肉是我们身体的主要蛋白质贮藏器,在人体的总蛋白质中,约有40%是肌肉组织。
肌肉生长是一种复杂的生理过程,其基本机制包括:肌细胞较大的数量和大小、细胞内和细胞外液体的增加和蛋白质合成和降解的平衡。
1. 肌细胞增大在肌肉生长过程中,肌肉细胞会逐渐增大,这是通过细胞增殖和细胞肥大来实现的。
在接受刺激后,肌纤维细胞将产生一些信号来启动细胞增殖。
这些信号包括肌肉损伤引起的DNA阻断和各种激素(如睾丸激素和生长激素)。
肌肉细胞增殖是一个协调的过程,它需要适当的营养和刺激来促进。
2. 蛋白质合成和降解的平衡肌肉生长的另一个基本机制是蛋白质合成和降解的平衡。
这个过程涉及到一系列肌肉细胞的代谢过程。
合成的过程涉及到用蛋白质分子构建的M满分子的合并。
这是一个非常复杂的过程,牵涉到大量的氨基酸、酵素和细胞器。
降解的过程则是类似的。
肌肉细胞在正常情况下会不断地“自我修复”。
这就需要降解掉一些蛋白质,以便将这些分解产物重组成新的蛋白质。
在肌肉生长过程中,必须确保合成和降解之间的平衡,否则肌肉生长将受到妨碍。
肌肉增长的科学方法有很多不同的方法可以促进肌肉生长,其中一些是科学获得的,另一些则是不科学的。
以下是一些科学方法,旨在帮助人们实现更好的肌肉生长:1. 坚持健身锻炼锻炼是促进肌肉生长的最重要的方法。
你需要将自己暴露在足够的负荷(重量)下,以在肌肉中产生损伤。
该过程将触发细胞刺激,从而促进肌肉生长。
每周进行2-3次重量训练,每次每个肌肉组群进行2-3个练习是最佳的。
2. 合理的饮食计划一个合理的饮食计划是很关键的。
要保持足够的蛋白质,以使肌肉细胞合成所需的酵素和分子。
练肌肉有关知识点总结一、肌肉基础知识1.肌肉的组成人体肌肉由肌肉纤维组成,而肌肉纤维又由肌肉单元组成。
肌肉单元是肌肉的最小功能单位,由纤维细胞和神经元组成。
肌肉收缩的过程是通过神经系统发送信号来控制肌肉单元的收缩和放松,从而实现肌肉的运动功能。
2.肌肉类型人体肌肉分为骨骼肌、平滑肌和心肌。
其中,骨骼肌是用于身体运动的肌肉,占人体肌肉总量的大部分。
根据不同的运动方式和功能,骨骼肌又可以分为慢肌纤维和快肌纤维两种类型。
慢肌纤维主要用于维持身体姿势和长时间运动,而快肌纤维则用于快速爆发力和短时间强度运动。
3.肌肉生长原理肌肉的生长主要是通过肌肉训练刺激肌肉纤维,使其产生微小的创伤,并在修复过程中增大和增强。
这种生长的过程被称为肌肉超适应原理,即通过不断增加肌肉负荷和训练强度,刺激肌肉持续适应并增长。
4.肌肉训练的作用肌肉训练不仅可以增加肌肉的力量和质量,还可以提高基础代谢率,减少脂肪堆积,改善身体线条和体型,增加身体的稳定性和抗疲劳能力。
此外,肌肉训练还对骨骼系统、心血管系统和神经系统有益。
二、肌肉训练原则1.适当的负荷肌肉训练的负荷是指对肌肉施加的重量或阻力。
负荷的选择应该根据个人的体力和训练目标来确定。
对于初学者来说,负荷不宜过重,以免造成肌肉受伤;对于有一定训练基础的人士,应该逐渐增加负荷,以保持肌肉的刺激和生长。
2.训练的频率和时长肌肉训练的频率视个人情况而定,通常每周2-4次为宜。
每次训练时长也应该根据负荷和训练项目来确定,一般为45分钟到1小时。
3.科学的训练顺序肌肉训练中应该合理安排训练项目和顺序,以保证各个肌群得到充分的刺激。
一般来说,训练项目的顺序应该是大肌群优先,小肌群次之;多关节动作优先,单关节动作次之。
4.充分的休息肌肉训练后,肌肉需要得到充分的休息和恢复,以便完成生长和修复。
通常建议每组训练之间休息1-2分钟,每个肌群训练后应该有至少48小时的休息时间。
三、肌肉训练方法1.重量训练重量训练是通过使用杠铃、哑铃等器械,或者利用自身体重进行肌肉训练。
肌肉生长的黄金时间肌肉生长的黄金时间,通常是在晚上睡觉的时候。
所以最好每天保证晚上8个小时左右的睡眠对肌肉的生长才是最好的。
年纪越小,睡眠时间越长,才会对肌肉的生长越有帮助。
平时可以加强体育锻炼,以增强体质。
饮食一定要搭配均衡。
不要吃肥甘厚味的食物,不要喝含有咖啡因的饮料。
对增长肌肉也是有一定的帮助的。
扩展:首先大家要注意三大点:1.保证良好的作息时间。
2.保证充足的饮食摄入。
3.适合自己训练训练方法。
4.适当加入一些爆发力的训练。
相信经常接触健身一些小伙伴呢大家都知道肌肉的生长是比较困难的,大家得注意保持良好的休息充足的睡眠和严格的饮食要求还有就是适合自己的一个锻炼方法,才能让自己的肌肉去生长去进步。
然而想要让自己的肌肉生长快,我的建议是大家最好是能在下午的3点到6之间或晚餐之后的7点到8点半去完成自己一个目标肌肉的锻炼。
然后就是你的训练方式咋们可以使用超负荷训练模式对同一个目标肌肉进行递减或递增的训练模式组间歇时间短锻练节奏快。
还有就是咋们的饮食要求“超量恢复”是健美运动的重要理论依据。
在进行高强度、超负荷的重量训练后,肌肉能否充分生长即取决于超量恢复的水平。
肌肉在超负荷工作后,碳水化合物和蛋白质等营养的补充是超量恢复的物质基础,充分的睡眠能有效恢复精力,更重要的是大部分能量物质的合成、再生基本上在睡眠时进行。
短跑爆发力训练主要为强化下肢爆发力,增强腰腹、手臂力量。
训练方法如下:1、触胸跳:两脚开立,与肩同宽。
然后加之手臂向上摆动带动身体向上跳。
跳起后收腿收腹,重复练习(爆发力和腰腹部力量的练习);2、蛙跳:注意要连续跳,中间不停留。
跳的距离尽量跳远,但不要急于求成,一般30——50米左右(增强大腿耐力和基本力量的练习);3、跳台阶或楼梯:可单脚、双脚跳、连续跳,跳的时候最好戴个护腿,小心刮伤小腿(增强大腿爆发力和小腿的弹速的练习);4、垫脚尖:课余休息时间可以利用这个简单的动作来增强踝关节的韧性和力量;5、负重高抬腿和高抬腿:找个杠铃或者其他负重的东西(可以买副沙袋绑腿,重量适合自己即可),快速的高抬腿,增加大腿综合能力;6、后蹬跑:找墙面或者双杠,双手扶住,身体与地面成45--60度角,快速交换抬腿,注意支撑腿一定要直,抬动腿尽量往上走;7、负重跑:用绑腿沙袋来跑;8、变速跑:一次要跑600米或800米。
肌肉的生长的原理肌肉的生长是指肌肉组织的体积和力量的增加,这是由于肌肉纤维的增加和增粗所致。
肌肉的生长是一种适应性反应,它可以通过适当的训练和饮食来刺激和促进。
肌肉生长的原理主要涉及肌肉纤维的超级合成和肌肉蛋白的降解。
当我们进行力量训练时,肌肉纤维会受到损伤和刺激。
这种刺激会导致身体释放生长因子和激素,促进肌肉纤维的修复和生长。
在肌肉纤维的修复和生长过程中,蛋白质是至关重要的。
蛋白质是肌肉组织的基本构建块,通过蛋白质合成,肌肉纤维可以增加体积和力量。
合适的蛋白质摄入可以提供充足的氨基酸供给肌肉合成所需。
适当的训练也是促进肌肉生长的关键。
力量训练可以刺激肌肉纤维的生长,增加肌肉的负荷和张力。
通过逐渐增加训练的强度和重量,肌肉纤维会受到更大的刺激,从而促进生长。
不仅如此,充分的休息和恢复也是肌肉生长的重要因素。
在训练后,肌肉需要时间来修复和生长。
充足的睡眠和休息可以帮助肌肉纤维恢复并适应训练刺激,从而实现生长。
饮食也是肌肉生长的关键。
高质量的蛋白质摄入可以提供所需的氨基酸,同时还需要适量的碳水化合物和脂肪来提供能量和维持身体的正常功能。
合理的饮食结构可以为肌肉生长提供充足的营养支持。
在肌肉生长的过程中,还需要注意训练的多样性。
通过改变训练的方式和方法,可以刺激不同类型的肌肉纤维,促进全面的肌肉生长。
此外,定期调整训练计划,避免长期使用相同的训练方式,可以避免适应性降低,提高肌肉生长效果。
肌肉的生长是一个复杂的过程,它涉及到肌肉纤维的超级合成和蛋白质的降解。
通过适当的训练和饮食,可以刺激肌肉的生长和提高肌肉的体积和力量。
充分的休息和恢复,以及多样化的训练方法也是促进肌肉生长的重要因素。
通过科学合理的方法,可以实现肌肉生长的目标。
肌肉生长发育的表观调控摘要:肌肉生长发育是一个复杂的过程,涉及到大量基因的表达与调控。
如,HMGCS1、MSTN、MyoD、Myf6等基因都对肌纤维的生长发育有关,除此之外,还有许多其它参与肌肉生长发育调控的基因尚未被发现。
肌肉细胞增殖、分化受一些正向调控因子和负向调控因子的双向调节。
本文将对,现已知与肌肉生长发育相关的部分基因对肌肉生长发育的调控机理进行述。
关键词:肌肉发育; MyoD;Myf6;MSTNMuscle growth and development of apparent regulationAbstract:Muscle growth and development is a complex process that involves a large amount of gene expression and regulation. Such as HMGCS1, MSTN, MyoD, Myf6 genes are all associated with the growth and development of muscle fibers. In addition, there are many other involved in muscle growth and development regulation of the gene has not yet been found. Muscle cell proliferation and differentiation is bidirectional regulated by the some positive factors and negative regulation factors . This article will tell the known genes associated with muscle growth and development on the regulation mechanism of muscle growth and development.Key words:Muscle development ;MyoD;Myf6;MSTN1 前言动物肌肉主要由肌束组成,肌束又由肌纤维和一些相关蛋白及脂肪等组成。
同时,动物肌肉的生长发育也有一定的规律: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;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。
因此,任何能对动物肌肉组成成分的生成和生长发育规律产生影响的基因,都会对肌肉的生长发育进行调控。
例如,myf6、MyoD、FoxO1、MSTN、HMGCS1等基因,都会直接或间接对肌肉的生长发育进行正向或负向调控。
2 基因对肌肉生长的正向调控作用及其作用机制肌肉细胞分化、生长都受基因的调控影响,随着生物技术的发展,MyoD基因家族、HMGCS1、IGFs等促进肌肉生长的基因也相继被发现。
这些基因对肌细胞的形成和增殖分化都起到了不同的促进作用,对这些基因的作用机制进行研究对于了解动物肌肉的生长发育具有重大意义。
2.1 myf6基因对肌肉生长发育的调控myf6是生肌调节因子MRFs(Myogenic regulatory factors)家族的成员之一,可与普遍表达的 E2A 基因产物 E12、E47 等产生相互作用,通过反式激活作用,促进肌特异基因如肌球蛋白、肌肉肌酸激酶(Muscle creatine kinase,MCK)、乙酰胆碱受体等基因的表达,激发生肌作用[1]。
有人通过对牛的myf6基因进行克隆,然后用重组质粒 pIRES2-EGFP-myf6 对牛成纤维细胞进行转染发现,对成纤维细胞进行myf6基因转染,可检测到成纤维细胞中myf6蛋白和 mRNA表达均显著提高;同时成纤维细胞中肌特异性基因,如肌肉肌酸激酶基因、肌球蛋白轻链基因的 mRNA水平整体上有所提高;但是,转然后的细胞形态并没有发生显著变化,可能是因为myf6基因促进细胞分化的能力比较弱[1]。
因此,可以猜测myf6基因可能具有肌细胞表达特异性。
Huitao Fan等[2]通过对出生后的杜洛克和皮特兰骨骼肌中myf6基因的表达情况的检测,发现该基因对这两个品种的成年个体的肌肉生长具有促进作用。
但其具体的表达机制还有待研究发现。
2.2 HMGCS1基因在猪的不同组织中的表达水平及对猪肌肉生长发育的影响HMGCS1(人3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶 A 合成酶 1)是HMGCS家族的成员之一,位于细胞质中。
HMGCS1可影响肌肉生长发育过程中肌肉内脂肪的沉积,从而影响猪肉品质。
有报道称,通过采用 SYBR Green 荧光定量 PCR法,对HMGCS1在通城猪背最长肌和其它组织中的表达量进行检测。
发现,HMGCS1 基因在猪心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、胃、小肠、背最长肌和皮脂等组织中都有表达,但是其表达量存在一定的差异。
通过相关数据分析发现,HMGCS1 基因在肺中的表达最丰富远远高于其它组织(差异显著P<0.05);在肝脏中表达水平较高;而在心肌和背最长肌中表达量较低;在其它组织中表达量居中[3]。
研究还发现,从胚胎 33 d 至出生后 60 d,HMGCS1 基因都存在不同水平的表达量。
结合Picard 等的研究发现,猪胚胎期 33 和 55 d 是骨骼肌初级纤维和次级纤维生成的关键点[4],由此可以推测,HMGCS1 基因可能参与猪骨骼肌的生长发育。
另外也有研究发现,猪背最长肌的初级纤维是从妊娠期的第35—50d开始发育;次级纤维从妊娠期50天左右开始发育,且主要是在初级纤维表面增殖,可持续35—40天[5]。
由此,我们可以推测HMGCS1基因主要在初级肌纤维的形成过程中发挥作用。
同时,孙伟等人研究还发现HMGCS1 基因的表达受miR-18a/b的调控。
miR-18a/b 均可以在正常猪肌肉生长发育中发挥作用。
通过双荧光素酶报告基因试验,发现miR-18a/b 可直接与 HMGCS1 基因的 3′UTR 结合,对HMGCS1 有显著的下调作用,有效抑制了 HMGCS1 mRNA的表达。
这说明:HMGCS1 在转录翻译过程中受miR-18a/b 的调控,是 miR-18a/b 的共同靶基因[5]。
2.3 MyoD基因对动物肌肉生长发育的调节MyoD基因的全称是Myoblast Differentiation Antigen(成肌分化抗原),是以其命名的一个转录因子家族的重要成员。
该家族成员的时空表达具有特异性,同时彼此之间具有差异性。
其成员包MyoD基因都参与成肌细胞向肌细胞的转化过程,同时,MyoD基因还具有自激活作用,这对促进肌肉组织生长发育具有重要作用。
MyoD受蛋白激酶(PKC)和调钙蛋白调节。
2.3.1 MyoD基因对大鼠成纤维细胞向成肌细胞转化的影响MyoD基因在成肌细胞中对肌肉细胞的发育和分化可以起到促进作用,但有研究表明,将MyoD基因转入非肌肉细胞内,也能够启动生肌过程。
同时,外源性MyoD基因的瞬时表达,还能能够激活内源性基因,促进肌肉生成[6]。
基于这些发现,范慧敏等就对MyoD基因在体外对大鼠成纤维细胞分化为成肌细胞的作用进行了研究。
实验利用慢病毒将大鼠MyoD基因转入大鼠成纤维细胞中;经过Blasticidin筛选; 再用RT-PCR和Western blot检测MyoD的表达。
RT-PCR结果显示,MyoD基因在转染筛选的细胞中表达量较高,相应的未转染的对照组细胞则没有检测到MyoD基因的表达。
Western blot结果显示,MyoD在转染后经过筛选的细胞中蛋白表达水平与mRNA表达水平是一致的,这就说明外源性的MyoD在转染的细胞中可以编码功能性的蛋白质。
同时,在电子显微镜下观察转染的细胞,其核较大,核仁明显, 细胞质内还可见数量较多的粗面内质网及微丝、微管等肌细胞特征性结构[7]。
另外,在大鼠MyoD cDNA和Cx43 cDNA共转染大鼠成纤维细胞的实验中,发现,MyoD和Cx43基因共同作用可诱导DFs(大鼠真皮成纤维细胞)分化为成肌细胞[8]。
这些结果再次证明了,MyoD基因作为肌肉转录因子家族的成员之一, 其表达对维持肌肉细胞分化起着重要的促进作用。
2.3.2不同猪品种肌肉组织发育过程中FoxO1对MyoD基因的影响在动物体内,MyoD基因对肌肉生长的调控并不是单独起作用的,它的表达还受到其它基因的调控。
并且这一点也得到了证实,Siriett V Nicholas G, Berry C等人研究发现,FoxO1和MyoD基因之间存在着相互调控关系,FoxO1可能在MyoD调节肌肉发育中起着重要的介导作用[9]。
为研究FoxO1和MyoD基因在不同猪品种肌肉组织中的表达情况以及相互关系,杨燕军等就对FoxO1和MyoD基因mRNA在六月龄大的猪(八眉猪与长白猪分别作父本和母本的杂交后代)肌肉中的表达情况进行了检测。
RT-PCR检测结果显示,在不同经济类型猪品种肌肉组织中,两种基因的表达水平存在差异。
FoxO1在八眉猪和杂交后代肌肉中的表达水平均高于长白猪;而MyoD的表达情况刚好相反,在长白和杂交后代肌肉中的表达水平都高于八眉猪[10]。
由此可以推测,FoxO1基因在肌肉组织中很可能对MyoD基因mRNA的表达起到负调控作用。
实验结果还发现,FoxO1 mRNA在脂肪型猪肌肉组织的表达丰度明显高于瘦肉型,并且与MyoD mRNA的表达呈负相关。
说明,FoxO1可能是导致脂肪型猪和瘦肉型猪肌肉发育过程产生差异的主要基因之一。
另外,也初步证明了FoxO1在脂肪型猪肌肉组织中可抑制MyoD对肌肉发育的正向调控,有可能在MyoD调控肌肉发育的信号通路中起负调控的作用。
这个结论与Hribal和Bois P R等人用C2C12细胞系和小鼠所做的相关实验结果相符合[11]。
但是,FoxO1对肌肉发育的具体调控机理还需要深入的研究。
3 基因对肌肉生长的负向调控作用及其作用机制动物肌肉的生长除了受生肌决定因子(MyoD )、HMGCS1等基因的正向调控外,还受到一些负向调控因子的影响。
其中肌细胞生长抑制素(MSTN Myostatin,又称GDF-8 growth differentiation factor 8), 就是近年来发现的一类重要的肌细胞生长调控因子。
它是通过抑制MyoD家族成员的转录活性来负向控制肌细胞的生长发育,它的表达量与肌肉重量的变化呈负相关[12]。