肌組織細胞

肌組織細胞

依據肌細胞的形態結構、功能和分布,肌肉組織分三種類:橫紋肌、平滑肌、心肌。 橫紋肌細胞也稱骨骼肌細胞,肌細胞呈纖維狀,不分支,有明顯橫紋,核很多,且都位於細胞膜下方。平滑肌細胞中的細肌絲有同骨骼肌類似的分子結構,但不含肌鈣蛋白。心肌細胞的結構特徵心肌細胞與骨骼肌的結構基本相似,也有橫紋。

分類特徵

1、橫紋肌特點:

(1)具橫紋。

(2)肌肉收縮受意志支配,又稱隨意肌。

(3)收縮力強,易疲勞。分布:主要附著在骨骼上,又稱骨骼肌。

(4)細胞呈梯形

2、平滑肌特點:

(1)細胞呈梭狀。

(2)無橫紋。

(3)不受意志支配(不隨意肌)。

(4)收縮力較弱,不易疲勞。分布:內臟壁。

3、心肌特點:

(1)有橫紋。

(2)細胞短柱狀,有分支。

(3)細胞聯接處有閏盤。

(4)收縮有自動節律性。分布:心臟。

(5)細胞呈圓柱狀肌細胞內有許多沿細胞長軸平行排列的細絲狀肌原纖維。每一肌原纖維都有相間排列的明帶(Ⅰ帶)及暗帶(A帶)。明帶染色較淺,而暗帶染色較深。暗帶中間有一條較明亮的線稱H線。H線的中部有一M線。明帶中間,有一條較暗的線稱為Z線。兩個z線之間的區段,叫做一個肌節,長約1.5~2.5微米。

結構比較特徵

①心肌細胞為短柱狀,一般只有一個細胞核,而骨骼肌纖維是多核細胞。心肌細胞之間有閏盤結構。該處細胞膜凹凸相嵌,並特殊分化形成橋粒,彼此緊密連線,但心肌細胞之間並無原生質的連續。心肌組織過去曾被誤認為是合胞體,電子顯微鏡的研究發現心肌細胞間有明顯的隔膜,從而得到糾正。心肌的閏盤有利於細胞間的興奮傳遞。這一方面由於該處結構對電流的阻抗較低,興奮波易於通過;另方面又因該處呈間隙連線,內有15~20埃的嗜水小管,可允許鈣離子等離子通透轉運。因此,正常的心房肌或心室肌細胞雖然彼此分開,但幾乎同時興奮而作同步收縮,大大提高了心肌收縮的效能,功能上體現了合胞體的特性,故常有“功能合胞體”之稱。

②心肌細胞的細胞核多位於細胞中部,形狀似橢圓或似長方形,其長軸與肌原纖維的方向一致。肌原纖維繞核而行,核的兩端富有肌漿,其中含有豐富的糖原顆粒和線粒體,以適應心肌持續性節律收縮活動的需要。從橫斷面來看,心肌細胞的直徑比骨骼肌小,前者約為15微米,而後者則為100微米左右。從縱斷面來看,心肌細胞的肌節長度也比骨骼肌的肌節為短。

③在電子顯微鏡下觀察,也可看到心肌細胞的肌原纖維、橫小管、肌質網、線粒體、糖原、脂肪等超微結構。但是心肌細胞與骨骼肌有所不同;心肌細胞的肌原纖維粗細差別很大,介於0.2~2.3微米之間;同時,粗的肌原纖維與細的肌原纖維可相互移行,相鄰者又彼此接近以致分界不清。心肌細胞的橫小管位於Z線水平,多種哺乳動物均有縱軸向伸出,管徑約0.2微米。而骨骼肌的橫小管位於A-I帶交界處,無縱軸向伸出,管徑較大,約0.4微米。心肌細胞的肌質網叢狀居中間,側終池不多,與橫小管不廣泛相貼。

細胞培養

骨骼肌細胞培養的具體方法

1.殺死動物,無菌取大腿肌組織,切成0.3~0.5厘米小塊。

2.用不含鈣鎂離子的Hanks液配的0.25%胰蛋白酶消化,無菌紗網或紗布濾過,合成培養基加10%小牛血清培養,為促進分化可加1%的胎汁。

3.細胞接種量為2×106/皿,接種在膠原或明膠的底物上能促進細胞分化。明膠製備比較簡單,常用Hanks液配的0.01%明膠。

肌細胞培養的具體方法

1.選新鮮受精雞卵,置溫箱中孵育(溫箱中放有水槽,以維持箱內溫度),每日翻動一次(180度),孵育9~12天。

2.取雞胎法相間《組織培養和分子細胞學技術》。

3.用眼科剪剪開胸腔,剝出心臟,置入皿中用Hanks液漂洗1~2次。

4.小心剪除大的動靜脈,保留心室肌,用組織塊或消化培養法均可。

生理特性

肌膜的外面有基膜緊密貼附。一條肌纖維內含有幾十個甚至幾百個細胞核,位於肌漿的周邊即肌膜下方。核呈扁橢圓形,異染色質較少,染色較淺。肌漿內含許多與細胞長軸平行排列的肌原纖維,在骨骼肌纖維的橫切面上,肌原纖維呈點狀,聚集為許多小區,稱孔海姆區(Cohnheimfield)。肌原纖維之間含有大量線粒體、糖原以及少量脂滴,肌漿內還含有肌紅蛋白。在骨骼肌纖維與基膜之間有一種扁平有突起的細胞,稱肌衛星細胞(musclesatellitecell),排列在肌纖維的表面,當肌纖維受損傷後,此種細胞可分化形成肌纖維。同一體積的平滑肌所含肌纖蛋白的量是骨骼肌的2倍,推測平滑肌肌漿中有大量細肌絲存在,它們的排列大致與細胞長軸平行。與此相反,胞漿中肌凝蛋白的量卻只有骨骼肌的1/4。估計連線在緻密體上的3~5根細肌絲會被較少數目粗肌絲包繞,形成相互交錯式的排列,這可能就是類似於骨骼肌中肌小節的功能單位。

一般平滑肌細胞呈梭形,直徑2~5μm;其長度可變性很大,大約長度為400μm時是產生張力的最適長度。它們沒有骨骼肌(和心肌)那樣發達的肌管系統。肌細胞膜只有一些縱向排列的袋狀凹入,但其功能尚不清楚,不過這使得細胞膜表面積和細胞體積之比更為加大,因此和肌絲靠近的不是橫管或肌漿網系統,而是肌膜。細胞被激活時,細胞外Ca2+進入膜內,但平滑肌細胞中靠近膜的肌漿網也構成了細胞內Ca2+貯存庫。一些興奮性遞質、激素或藥物同肌膜受體結合時,通過G-蛋白在胞漿中產生第二信使,引起Ca2+庫中的Ca2+釋出。因平滑肌的細肌絲中不存在肌鈣蛋白,因而Ca2+引起平滑肌細胞中粗、細肌絲相互滑行的橫橋循環的機制與骨骼肌不同。目前認為,橫橋的激活開始於它的磷酸化,而這又依賴一稱為肌凝蛋白激酶的活化;其過程是Ca2+先結合於胞漿中一種稱為鈣調蛋白(calmodulin)的特殊蛋白質,後者結合4個Ca2+之後才使肌凝蛋白激酶活化,使ATP分解,由此產生的磷酸基結合於橫橋並使橫橋處於高自由狀態。比起平滑肌來,平滑肌橫橋激活的機制需要較長的時間,這和平滑肌收縮的緩慢相一致。

造血細胞

中國醫學工作者經研究發現,肌肉組織中存在具有造血分化潛能的細胞群,因此肌肉細胞移植有望替代骨髓移植。中國醫學科學院中國協和醫科大學血液學研究所助理研究員龐文新經過多年的實驗研究發現,肌肉組織記憶體在一種比造血幹細胞更早期的細胞,這種細胞分化成造血細胞後在重建造血功能中的作用比骨髓、外周血高出十倍,移植這種細胞治療白血病等病症,效果可能更好,而且還能克服骨髓移植中配型困難的難題,為患者大大減輕經濟負擔。

包括血液系統腫瘤在內的惡性腫瘤以及包括愛滋病在內的免疫缺陷性疾病威脅著人類的健康和生命,全球每年因這些疾病死亡的人數超過千萬。造血幹細胞移植是目前治療此類疾病的最有效方法,包括骨髓移植、外周血移植、臍帶血移植和免疫細胞移植等,其中骨髓移植的套用最為普遍。

龐文新已經通過實驗找到了肌肉內能夠分化成造血細胞的幹細胞。海內外有關醫學專家認為,這一研究結果具有較高的理論價值,套用於臨床後將會使移植治療白血病具有光明的前景。

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