骨骼肌在兴奋收缩偶联潜伏期内毫秒级功能变化时形态研究.pdfVIP

电子显微学报J．Chin．Electr．Microsc．Soc． 17(4)：413～4141998年 413 骨骼肌在兴奋收缩偶联潜伏期 内毫秒级功能变化时的形态研究+ 杨勇骥 郑 尊 邵晓良 夏金辉余宏宇 姜永良宋田斌 吴越 (第二军医大学基础部生物物理研究所，上海200433) 采用双向红外线探测器一计算机控制的电刺激与超低温快速冷冻固定同步技术对骨骼肌组 的瞬间)的同时，对其超低温快速冷冻固定，从毫秒级变化的水平获得骨骼肌组织兴奋一收缩偶 联发生时其在潜伏期内的细胞超微结构形态变化。 KF80快速冷冻仪的弹射架上。 过我们改装后的Reichert—Jung 电刺激一超低温快速冷冻固定采用双向红外探测器一计算机控制。当放有完全舒张、待冷冻 骨骼肌组织的冷冻仪弹射架弹射到第一对红外探测器1，双向红外探测器提供一路脉冲数字信 号传至计算机，由计算机控制刺激仪产生电刺激脉冲对已完全舒张的骨骼肌组织进行电刺激。并 用自研的毫秒级处理软件对电刺激一冷冻固定开始时间进行定位。刺激参数为：单触发，脉冲触 接触即快速冷冻固定，与此同时，第二对红外探测器2传送第二路信号至计算机，由自研的软件 对整个时间进行计算，得到骨骼肌组织被电脉冲刺激后的经历时间。 将已被超低温快速冷冻固定后的骨骼肌组织迅速转移到已预冷至一80。C的丙酮置换液中， HITACHI一800透射电镜进行观察分析。 结果通过计算机毫秒级实时处理软件计算，得到骨骼肌组织被电脉冲刺激后，即兴奋收缩偶联 发生时潜伏期内的经历时间分别为：0．8ms；5．6ms；8．4ms。 骨骼肌组织发生兴奋～收缩偶联时，肌浆网膜的形态结构发生变化，在肌浆网的前端，膜产 张时肌浆网膜并无此形态结构。 肌收缩时，肌浆网在钙离子释放的瞬间，偶联应引起肌浆网膜的结构变化o。]。而这正是目前难以 证明的。生理学实验提供了肌组织兴奋一收缩的时间变化，但肌细胞在兴奋一收缩潜伏期时的结 构变化是怎样的?肌浆网又是如何变化的?这是细胞生物学及生理学研究中极感兴趣的课题。因 肌组织(包括骨骼肌与心肌)兴奋一收缩偶联发生时的变化时相极快，达到毫秒级水平，因此目前 常规的化学固定(固定时间以分钟)制样法无法保留肌组织兴奋一收缩偶联发生瞬间时的超微结 *国家自然科学基金资助项目，批准号 电子显微学报J．Chin．Electr．Microsc，Soc． 17(4)t 414 413～4141998年 构形态及离子(包括钙，钾，钠等)浓度的变化，这是目前在肌组织兴奋一收缩偶联研究中遇到的 最大难点。我们采用自研的双向红外探测器一计算机，对电刺激信号的产生及骨髂肌组织电刺激 后在已知时间内对其超低温快速冷冻固定进行同步控制，获得了骨骼肌组织在兴奋一收缩偶联 发生时其超微结构在毫秒级变化时的形态结构变化。我们的结果表明了：当骨骼肌兴奋～收缩偶 联发生时肌浆网膜的确发生改变，肌浆网前端(向着T一管)膜上有规则的两个小孔(图1，2中的 MP表示)，而在骨骼肌组织舒张时，肌浆网上并未发现相同的小孔存在。这就预示了骨骼肌组织 处于兴奋一收缩偶联时肌浆网膜的d,TL必然与其收缩功能有关，骨骼肌收缩时出现的肌浆网膜 小孔是否与肌浆网内某种物质(引起钙离子释放的某种未知物质?钙流?)在肌组织收缩时的转运 或释放有关? 参考文献 Rios l G．FittsRand 645a． E13Pizarro E．Biophys．J．，1988，53 r2]RiosEandPizarro G．Physi01．Rev．，1991，71}849． 图1 骨骼肌电刺激后．时间经历0．8ms时，肌浆图2骨骼肌电刺激后．时间经历5．6ms时，肌浆 网(SR表示)近T一管的前部出现两个规则的小网(SR表示)近T一管