外源性雄激素对幼年大鼠骨骼肌肌纤维及其运动终板形态的影响
作者：何平 谢福英 杨正伟
单位：何 平(川北医学院解剖教研室 南充 637000)；谢福英(南充市第五人民医院)；杨正伟(组胚教研室)
关键词：雄激素；肌纤维；运动终板；大鼠
川北医学院学报/990207提 要 目的：观察雄激素对骨骼肌肌纤维及其运动终板形态的影响。材料与方法：给5 d龄的Wistar雄性大鼠持续5周肌内注射丙酸睾丸酮(每天40mg/kg)，用肌球蛋白ATP酶染色法(pH10.4孵育液预处理)和乙酰胆碱酯酶染色法分别对大鼠趾长伸肌的肌纤维和运动终板染色。结果：雄激素对幼年雄性大鼠趾长伸肌的肌纤维类型形态以及运动终板的结构均没有显著影响(P>0.05)。结论：从形态上可能说明雄激素对肢体骨骼肌的收缩速度没有显著影响。
文章编号：1005-3697(1999)02-0015-03 中图分类号：R392.6 文献标识码：A
, 百拇医药
Effects of Exogenous Androgen on the Skeletal
Muscle Fiber and Its Motor Endplate of the Juvenile Rat
He Ping Xie Fuying Yang Zhengwei
Department of Human Anatomy,Department of Histology and Embryology
Abstract Objective:To understand the effects of exogenous androgen on the skeletal muscle fiber and its motor endplate.Materials and Methods:Testosterone propionate injection(i.m,40mg/kg daily) was given to 5-day old Wistar rats for 5 weeks,and the muscle fiber and its motor endplate of the extensor digitorum longus were reacted with myosin-ATPase(preincubation at pH 10.4)and acetylcholinesterase,respectively. Results:The morphology of the muscle fiber and its endplate of the extensor digitorum longus showed no significant changes after androgen treatment in juvenile male rats. Conclusion:Effects of androgen on the velocity of the skeletal muscle of the limb were, morphologically,not significant.
, 百拇医药
Key Words androgen, muscle fiber, motor endplate, rat
根据组织化学和生理特点，哺乳动物骨骼肌的肌纤维主要分为两型：Ⅰ型和Ⅱ型，而Ⅱ型又可分为ⅡA型和ⅡB型，它们有不同的收缩速度[1]，有学者认为雄激素有利于提高运动速度，故某些竞技运动员滥用雄激素[2]。雄激素是否影响骨骼肌收缩速度还没有明确的结论[2]。周明非等对成年雄性大鼠增加雄激素1～5周发现ⅡA型，尤其是ⅡB型肌纤维增粗，同时各型肌纤维的运动终板面积均有显著增加[3]，似乎反映出增加雄激素从形态上有利于提高骨骼肌的收缩速度。而Florini等认为激素，包括雄激素、生长激素等对成年大鼠的肌纤维类型和直径没有明显影响[4]。至于雄激素是否影响处于发育旺盛时期的幼年大鼠骨骼肌却未见报道。本文选用幼年雄性大鼠为研究对象，观察雄激素对肌纤维及其运动终板形态结构的影响。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 实验动物 本实验采用Wistar雄性大鼠(出生后5d)6只，分为两组：对照组和实验组。给实验组动物每天肌肉注射丙酸睾丸酮(天津和平区制药厂)40mg/kg[3]，而给对照组动物肌内注射等容积的生理盐水，持续35d后取材。
1.2 组织取材和切片 戊巴比妥麻醉后在右侧趾长伸肌中段横断切取约5mm长的组织块，立即埋入滑石粉(先37℃烘箱烘干)内，然后迅速投入经过液氮预冷的异戊烷内，约30s后再放入恒冷切片箱内，待组织块温度回升至-20℃时切取一张15μm厚的切片，室温下晾干。
1.3 ATP酶染色 参照Guth和Samaha的方法染色[5]，依次经过：5%甲醛(4℃)固定5min，0.05M甘氨酸缓冲液(pH10.4)预孵育15min，ATP酶孵育液(pH9.4)45min，再经1%氯化钙1min，2%氯化钴3min和1%硫化铵3min，最后脱水、透明和封固。
, http://www.100md.com
1.4 肌纤维分型和测量 趾长伸肌的肌纤维可分为明显的三型：Ⅰ型直径较小，无色；ⅡA型呈深黑色；ⅡB型直径较大，染成浅灰色[1]。采用体视学图像分析系统(北京驰马特图像公司与川北医学院合作研制)，显微镜为01ympus(日本)的BX50型光学显微镜，物镜为20x，放大倍数为434。将切片组织图像呈现在显示器上，利用载物台电动控制系统等距随机抽选测试视野，分类计数，并且分别测量各类肌纤维互相垂直的长、短径，再平均测为肌纤维的平均直径[6]。每张切片计数/测量了80～100根肌纤维(由于趾长伸肌的Ⅰ型肌纤维数量很少，故对一个横断面的所有Ⅰ型肌纤维进行测量)。
1.5 运动终板的染色和测量 采用Koelle乙酰胆碱酯酶染色法[7]，运动终板被染成棕黑色。计数一个横断面内所有运动终板数量，并测量其直径(方法同上)。
结 果
, 百拇医药 大鼠趾长伸肌的肌纤维经碱性孵育液(pH10.4)预处理后的ATP酶呈色，可染成清晰的三型：Ⅰ型无色，ⅡA型呈深黑色，ⅡB型浅灰色。与对照组比较，经雄激素处理后的实验组大鼠趾长伸肌各型肌纤维比例和平均直径没有明显变化(t检验，P>0.05，见表1)。所有肌纤维的平均直径(实验组为46.4μm，对照组为46.8μm)之间也无显著性差异。
表1 趾长伸肌各型肌纤维的比例和直径(Mean±SD)
平均直径(μm)
比例(%)
Ⅰ
ⅡA
ⅡB
ⅡB
Ⅰ
, 百拇医药
ⅡA
对照组
2.8±0.7
52.7±4.3
44.5±5.1
37.2±2.4
42.5±1.2
54.8±2.1
实验组
2.3±0.5
54.2±2.8
43.5±4.0
, 百拇医药
35.9±1.5
41.8±0.8
52.7±1.6
经乙酰胆碱酯酶染色，运动终板呈实心的棕黑色。在实验组与对照组之间，趾长伸肌中段横断面运动终板的总数和平均直径没有显著差异(P>0.05，见表2)。表2 趾长伸肌的运动终板数量和直径(Mean±SD) 组别
数量
平均直径(μm)
对照组
11.4±3.8
6.8±1.4
实验组
, 百拇医药
13.4±2.8
7.2±0.4
3 讨 论
哺乳动物骨骼肌的肌纤维主要分为：Ⅰ型肌纤维为氧化获能方式，Ⅱ型肌纤维又可分为ⅡA型和ⅡB型，ⅡB型为糖酵解获能方式，而ⅡA型则介于Ⅰ型和ⅡB型之间。肌纤维分型与其收缩速度有关，Ⅰ型收缩速度慢，耐疲劳，Ⅱ型收缩速度快，但容易疲劳[1]。趾长伸肌以Ⅱ型肌纤维为主，与动物的快速奔跑有关。已有研究表明，通过对小白鼠训练可以使胫骨前肌的Ⅱ型肌纤维比例增加，并且增加各型肌纤维的横断面积[8]，从形态上看似乎更有利于动物的快速奔跑。而雄激素是否影响骨骼肌肌纤维形态的报道却显得很不一致[2]。从本实验结果来看，即使给予幼年雄性大鼠过量的雄激素，对其肢体骨骼肌各类型肌纤维的比例和粗细变化也没有明显影响。本实验结果与Florini等对成年大鼠骨骼肌的研究结果相似[4]，可能说明，肢体骨骼肌在形态学上为激素非依赖性骨骼肌，雄激素对其影响不明显。
, 百拇医药
运动终板数反映神经对肌纤维的支配和管理情况。本实验结果显示，雄激素对幼年雄性大鼠趾长伸肌的动运终板数量和直径无明显影响。这可能说明大鼠肢体骨骼肌的神经支配是比较稳定的，雄激素对其影响不显著。不过本实验结果与周明非等对成年雄性大鼠运动终板的实验结果有差异。本实验动物例数不多，所能观察到的运动终极数少，从统计学分析评价可能偏少，值得进一步探讨。
参考文献
1 Herbison GJ,Jaweed MM,Ditunno JF.Muscle fiber types.Arch Phys Med Eehabil 1982;63(5):227.
2 Wilson JD.Androgen abuse by athletes.Endocrinol 1988;9(2):181.
3 周明非，孙向伟，王彦.外源性雄激素对大鼠骨骼肌纤维、运动终板结构的影响.中国运动医学杂志，1992；11(3)：162.
, http://www.100md.com
4 Florini JR.Skeletal muscle fiber types and myosin ATP ase activity do not change with age or growth hormone administration,J Gerontol 1989;44(5):B110.
5 Guth L,Samaha FJ.Procedure for the histochemical demonstration of actomyosin ATPase.EXP Neurology 1970;28:365.
6 杨正伟，生物体视学新工具—光学体视框.中国体视学与图像分析，1998；3(1)：50。
7 杜卓民，实用组织学技术.北京：人民卫生出版社，1998：327.
8 陈萍，于哲，宗吉锐等.不同负荷对小白鼠胫骨前肌肌纤维型和运动终板的影响.中国运动医学杂志，1992；11(3)：1442.
(收稿日期：1999-04-05), 百拇医药
单位：何 平(川北医学院解剖教研室 南充 637000)；谢福英(南充市第五人民医院)；杨正伟(组胚教研室)
关键词：雄激素；肌纤维；运动终板；大鼠
川北医学院学报/990207提 要 目的：观察雄激素对骨骼肌肌纤维及其运动终板形态的影响。材料与方法：给5 d龄的Wistar雄性大鼠持续5周肌内注射丙酸睾丸酮(每天40mg/kg)，用肌球蛋白ATP酶染色法(pH10.4孵育液预处理)和乙酰胆碱酯酶染色法分别对大鼠趾长伸肌的肌纤维和运动终板染色。结果：雄激素对幼年雄性大鼠趾长伸肌的肌纤维类型形态以及运动终板的结构均没有显著影响(P>0.05)。结论：从形态上可能说明雄激素对肢体骨骼肌的收缩速度没有显著影响。
文章编号：1005-3697(1999)02-0015-03 中图分类号：R392.6 文献标识码：A
, 百拇医药
Effects of Exogenous Androgen on the Skeletal
Muscle Fiber and Its Motor Endplate of the Juvenile Rat
He Ping Xie Fuying Yang Zhengwei
Department of Human Anatomy,Department of Histology and Embryology
Abstract Objective:To understand the effects of exogenous androgen on the skeletal muscle fiber and its motor endplate.Materials and Methods:Testosterone propionate injection(i.m,40mg/kg daily) was given to 5-day old Wistar rats for 5 weeks,and the muscle fiber and its motor endplate of the extensor digitorum longus were reacted with myosin-ATPase(preincubation at pH 10.4)and acetylcholinesterase,respectively. Results:The morphology of the muscle fiber and its endplate of the extensor digitorum longus showed no significant changes after androgen treatment in juvenile male rats. Conclusion:Effects of androgen on the velocity of the skeletal muscle of the limb were, morphologically,not significant.
, 百拇医药
Key Words androgen, muscle fiber, motor endplate, rat
根据组织化学和生理特点，哺乳动物骨骼肌的肌纤维主要分为两型：Ⅰ型和Ⅱ型，而Ⅱ型又可分为ⅡA型和ⅡB型，它们有不同的收缩速度[1]，有学者认为雄激素有利于提高运动速度，故某些竞技运动员滥用雄激素[2]。雄激素是否影响骨骼肌收缩速度还没有明确的结论[2]。周明非等对成年雄性大鼠增加雄激素1～5周发现ⅡA型，尤其是ⅡB型肌纤维增粗，同时各型肌纤维的运动终板面积均有显著增加[3]，似乎反映出增加雄激素从形态上有利于提高骨骼肌的收缩速度。而Florini等认为激素，包括雄激素、生长激素等对成年大鼠的肌纤维类型和直径没有明显影响[4]。至于雄激素是否影响处于发育旺盛时期的幼年大鼠骨骼肌却未见报道。本文选用幼年雄性大鼠为研究对象，观察雄激素对肌纤维及其运动终板形态结构的影响。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 实验动物 本实验采用Wistar雄性大鼠(出生后5d)6只，分为两组：对照组和实验组。给实验组动物每天肌肉注射丙酸睾丸酮(天津和平区制药厂)40mg/kg[3]，而给对照组动物肌内注射等容积的生理盐水，持续35d后取材。
1.2 组织取材和切片 戊巴比妥麻醉后在右侧趾长伸肌中段横断切取约5mm长的组织块，立即埋入滑石粉(先37℃烘箱烘干)内，然后迅速投入经过液氮预冷的异戊烷内，约30s后再放入恒冷切片箱内，待组织块温度回升至-20℃时切取一张15μm厚的切片，室温下晾干。
1.3 ATP酶染色 参照Guth和Samaha的方法染色[5]，依次经过：5%甲醛(4℃)固定5min，0.05M甘氨酸缓冲液(pH10.4)预孵育15min，ATP酶孵育液(pH9.4)45min，再经1%氯化钙1min，2%氯化钴3min和1%硫化铵3min，最后脱水、透明和封固。
, http://www.100md.com
1.4 肌纤维分型和测量 趾长伸肌的肌纤维可分为明显的三型：Ⅰ型直径较小，无色；ⅡA型呈深黑色；ⅡB型直径较大，染成浅灰色[1]。采用体视学图像分析系统(北京驰马特图像公司与川北医学院合作研制)，显微镜为01ympus(日本)的BX50型光学显微镜，物镜为20x，放大倍数为434。将切片组织图像呈现在显示器上，利用载物台电动控制系统等距随机抽选测试视野，分类计数，并且分别测量各类肌纤维互相垂直的长、短径，再平均测为肌纤维的平均直径[6]。每张切片计数/测量了80～100根肌纤维(由于趾长伸肌的Ⅰ型肌纤维数量很少，故对一个横断面的所有Ⅰ型肌纤维进行测量)。
1.5 运动终板的染色和测量 采用Koelle乙酰胆碱酯酶染色法[7]，运动终板被染成棕黑色。计数一个横断面内所有运动终板数量，并测量其直径(方法同上)。
结 果
, 百拇医药 大鼠趾长伸肌的肌纤维经碱性孵育液(pH10.4)预处理后的ATP酶呈色，可染成清晰的三型：Ⅰ型无色，ⅡA型呈深黑色，ⅡB型浅灰色。与对照组比较，经雄激素处理后的实验组大鼠趾长伸肌各型肌纤维比例和平均直径没有明显变化(t检验，P>0.05，见表1)。所有肌纤维的平均直径(实验组为46.4μm，对照组为46.8μm)之间也无显著性差异。
表1 趾长伸肌各型肌纤维的比例和直径(Mean±SD)
平均直径(μm)
比例(%)
Ⅰ
ⅡA
ⅡB
ⅡB
Ⅰ
, 百拇医药
ⅡA
对照组
2.8±0.7
52.7±4.3
44.5±5.1
37.2±2.4
42.5±1.2
54.8±2.1
实验组
2.3±0.5
54.2±2.8
43.5±4.0
, 百拇医药
35.9±1.5
41.8±0.8
52.7±1.6
经乙酰胆碱酯酶染色，运动终板呈实心的棕黑色。在实验组与对照组之间，趾长伸肌中段横断面运动终板的总数和平均直径没有显著差异(P>0.05，见表2)。表2 趾长伸肌的运动终板数量和直径(Mean±SD) 组别
数量
平均直径(μm)
对照组
11.4±3.8
6.8±1.4
实验组
, 百拇医药
13.4±2.8
7.2±0.4
3 讨 论
哺乳动物骨骼肌的肌纤维主要分为：Ⅰ型肌纤维为氧化获能方式，Ⅱ型肌纤维又可分为ⅡA型和ⅡB型，ⅡB型为糖酵解获能方式，而ⅡA型则介于Ⅰ型和ⅡB型之间。肌纤维分型与其收缩速度有关，Ⅰ型收缩速度慢，耐疲劳，Ⅱ型收缩速度快，但容易疲劳[1]。趾长伸肌以Ⅱ型肌纤维为主，与动物的快速奔跑有关。已有研究表明，通过对小白鼠训练可以使胫骨前肌的Ⅱ型肌纤维比例增加，并且增加各型肌纤维的横断面积[8]，从形态上看似乎更有利于动物的快速奔跑。而雄激素是否影响骨骼肌肌纤维形态的报道却显得很不一致[2]。从本实验结果来看，即使给予幼年雄性大鼠过量的雄激素，对其肢体骨骼肌各类型肌纤维的比例和粗细变化也没有明显影响。本实验结果与Florini等对成年大鼠骨骼肌的研究结果相似[4]，可能说明，肢体骨骼肌在形态学上为激素非依赖性骨骼肌，雄激素对其影响不明显。
, 百拇医药
运动终板数反映神经对肌纤维的支配和管理情况。本实验结果显示，雄激素对幼年雄性大鼠趾长伸肌的动运终板数量和直径无明显影响。这可能说明大鼠肢体骨骼肌的神经支配是比较稳定的，雄激素对其影响不显著。不过本实验结果与周明非等对成年雄性大鼠运动终板的实验结果有差异。本实验动物例数不多，所能观察到的运动终极数少，从统计学分析评价可能偏少，值得进一步探讨。
参考文献
1 Herbison GJ,Jaweed MM,Ditunno JF.Muscle fiber types.Arch Phys Med Eehabil 1982;63(5):227.
2 Wilson JD.Androgen abuse by athletes.Endocrinol 1988;9(2):181.
3 周明非，孙向伟，王彦.外源性雄激素对大鼠骨骼肌纤维、运动终板结构的影响.中国运动医学杂志，1992；11(3)：162.
, http://www.100md.com
4 Florini JR.Skeletal muscle fiber types and myosin ATP ase activity do not change with age or growth hormone administration,J Gerontol 1989;44(5):B110.
5 Guth L,Samaha FJ.Procedure for the histochemical demonstration of actomyosin ATPase.EXP Neurology 1970;28:365.
6 杨正伟，生物体视学新工具—光学体视框.中国体视学与图像分析，1998；3(1)：50。
7 杜卓民，实用组织学技术.北京：人民卫生出版社，1998：327.
8 陈萍，于哲，宗吉锐等.不同负荷对小白鼠胫骨前肌肌纤维型和运动终板的影响.中国运动医学杂志，1992；11(3)：1442.
(收稿日期：1999-04-05), 百拇医药