मांसपेशी फाइबर के प्रकार और चयापचय गुण

कंकाल की मांसपेशी उन रेशों से बनी होती है जो इस बात में भिन्न होते हैं कि वे कितनी तेजी से सिकुड़ते हैं, वे कितनी शक्ति और बल उत्पन्न करते हैं, और वे एटीपी (ATP) कैसे उत्पन्न करते हैं। रेशों को धीमी गति से सिकुड़ने वाले, थकान-प्रतिरोधी ऑक्सीडेटिव प्रकारों से लेकर तेजी से सिकुड़ने वाले, शक्तिशाली लेकिन अधिक थकान वाले ग्लाइकोलाइटिक प्रकारों तक एक स्पेक्ट्रम के साथ वर्गीकृत किया जाता है, जो मुख्य रूप से उनके मायोसिन भारी-श्रृंखला आइसोफॉर्म और उनके चयापचय एंजाइम प्रोफाइल द्वारा परिभाषित होते हैं।

Definition

मांसपेशी फाइबर के प्रकार कंकाल की मांसपेशी रेशों की श्रेणियां हैं जो उनके प्रमुख मायोसिन भारी-श्रृंखला आइसोफॉर्म और उनकी संबंधित संकुचन गति, थकान प्रतिरोध, और ऑक्सीडेटिव बनाम ग्लाइकोलाइटिक चयापचय पर निर्भरता से प्रतिष्ठित होते हैं।

Scope

यह विषय कंकाल की मांसपेशी रेशों के वर्गीकरण (टाइप I / टाइप II योजना और मायोसिन भारी-श्रृंखला आइसोफॉर्म), उनके संकुचनशील और चयापचय गुणों, और उपयोग के साथ प्रकारों के बीच संक्रमण करने की उनकी क्षमता को शामिल करता है। यह फाइबर विविधता का एक संदर्भ और शैक्षिक विवरण है, न कि प्रशिक्षण या नैदानिक ​​प्रबंधन के लिए एक मार्गदर्शिका।

Core questions

• कंकाल की मांसपेशी रेशों को कैसे वर्गीकृत किया जाता है, और किस आधार पर?
• धीमे और तेज रेशों को कौन से संकुचनशील और चयापचय गुण अलग करते हैं?
• मायोसिन भारी-श्रृंखला आइसोफॉर्म फाइबर के कार्य से कैसे संबंधित हैं?
• क्या फाइबर प्रकार बदल सकते हैं, और ऐसे संक्रमणों को क्या प्रेरित करता है?

Key concepts

• टाइप I (धीमे ऑक्सीडेटिव) फाइबर
• टाइप IIa (तेज ऑक्सीडेटिव-ग्लाइकोलाइटिक) फाइबर
• टाइप IIx / IIb (तेज ग्लाइकोलाइटिक) फाइबर
• मायोसिन भारी-श्रृंखला आइसोफॉर्म
• ऑक्सीडेटिव बनाम ग्लाइकोलाइटिक चयापचय
• थकान प्रतिरोध
• हिस्टोकेमिकल (एटीपीएज़) और इम्यूनोहिस्टोकेमिकल टाइपिंग
• फाइबर-प्रकार संक्रमण और प्लास्टिसिटी

Mechanisms

फाइबर का प्रकार काफी हद तक इस बात से निर्धारित होता है कि एक फाइबर कौन सा मायोसिन भारी-श्रृंखला आइसोफॉर्म व्यक्त करता है, जो क्रॉस-ब्रिज चक्र की गति और इसलिए संकुचन वेग को निर्धारित करता है। धीमे टाइप I फाइबर धीमे आइसोफॉर्म को व्यक्त करते हैं, माइटोकॉन्ड्रिया, मायोग्लोबिन और ऑक्सीडेटिव एंजाइमों से भरपूर होते हैं, थकान का प्रतिरोध करते हैं, और अपेक्षाकृत कम शक्ति उत्पन्न करते हैं; तेज टाइप II फाइबर तेज आइसोफॉर्म को व्यक्त करते हैं, ग्लाइकोलाइसिस पर अधिक निर्भर करते हैं, जल्दी से सिकुड़ते और शिथिल होते हैं, और अधिक शक्ति उत्पन्न करते हैं लेकिन जल्दी थक जाते हैं। तेज समूह के भीतर, टाइप IIa फाइबर पर्याप्त ऑक्सीडेटिव क्षमता बनाए रखते हैं जबकि टाइप IIx (और कुछ प्रजातियों में IIb) अधिक दृढ़ता से ग्लाइकोलाइटिक होते हैं। क्लासिक हिस्टोकेमिकल विधियों ने मायोफिब्रिलर एटीपीएज़ (ATPase) स्टेनिंग द्वारा रेशों को वर्गीकृत किया, जबकि आधुनिक कार्य उन्हें मायोसिन आइसोफॉर्म द्वारा हल करता है। फाइबर प्लास्टिक होते हैं: उपयोग, लोडिंग और तंत्रिका गतिविधि के बदले हुए पैटर्न उनके आइसोफॉर्म अभिव्यक्ति को धीमे-से-तेज निरंतरता के साथ बदल सकते हैं।

Clinical relevance

फाइबर-प्रकार की संरचना मांसपेशियों की सहनशक्ति, गति और थकान के प्रति संवेदनशीलता में अंतर को समझाने में मदद करती है, और मांसपेशियों की बायोप्सी निष्कर्षों और व्यायाम-फिजियोलॉजी अध्ययनों की व्याख्या के लिए पृष्ठभूमि प्रदान करती है। इसे यहां संदर्भ शरीर विज्ञान के रूप में वर्णित किया गया है और यह व्यक्तिगत निदान, प्रशिक्षण निर्धारण या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यहां का ज्ञान मांसपेशियों के रेशों के हिस्टोकेमिकल और आणविक अध्ययनों और आधिकारिक समीक्षाओं से प्राप्त होता है, विशेष रूप से शियाफिनो और रेजियानी (2011) के फिजियोलॉजिकल रिव्यूज में व्यापक संश्लेषण से। यह दिशानिर्देश-शासित नैदानिक ​​साक्ष्य के बजाय वर्णनात्मक बुनियादी विज्ञान है; कुछ पुराने मूलभूत स्रोतों को संदर्भ द्वारा उद्धृत किया गया है जहां एक सत्यापित डीओआई (DOI) उपलब्ध नहीं था।

History

प्रारंभिक वर्गीकरणों ने रंग और संकुचन गति के आधार पर लाल और सफेद मांसपेशियों को प्रतिष्ठित किया। 1970 में ब्रुक और कैसर ने मायोफिब्रिलर एटीपीएज़ (ATPase) हिस्टोकेमिस्ट्री का उपयोग करके फाइबर टाइपिंग को व्यवस्थित किया, टाइप I और टाइप II श्रेणियों को परिभाषित किया जो अभी भी उपयोग में हैं। पेट्टे, स्टारोन, शियाफिनो, रेजियानी, बॉटिनेली और अन्य द्वारा बाद के आणविक कार्य ने इन प्रकारों के अंतर्निहित मायोसिन भारी-श्रृंखला आइसोफॉर्म की पहचान की और दिखाया कि फाइबर उपयोग के जवाब में उनके बीच संक्रमण कर सकते हैं, जिससे धीमे ऑक्सीडेटिव से तेज ग्लाइकोलाइटिक फाइबर तक आधुनिक निरंतरता मिलती है।

Debates

फाइबर के प्रकार कितने असतत होते हैं?

हालांकि रेशों को पारंपरिक रूप से टाइप I, IIa, और IIx/IIb श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है, कई फाइबर कई मायोसिन आइसोफॉर्म (हाइब्रिड फाइबर) को सह-व्यक्त करते हैं, इसलिए प्रकारों को निश्चित डिब्बों के बजाय एक निरंतरता के रूप में बेहतर देखा जाता है।

Key figures

• Stefano Schiaffino
• Carlo Reggiani
• Dirk Pette
• Robert Staron
• Michael Brooke

Seminal works

• brooke-kaiser-1970
• schiaffino-reggiani-2011

Frequently asked questions

धीमी गति से सिकुड़ने वाले और तेज गति से सिकुड़ने वाले रेशों में क्या अंतर है?

धीमी गति से सिकुड़ने वाले (टाइप I) फाइबर धीरे-धीरे सिकुड़ते हैं, ऑक्सीडेटिव चयापचय पर निर्भर करते हैं, और थकान का प्रतिरोध करते हैं; तेज गति से सिकुड़ने वाले (टाइप II) फाइबर जल्दी सिकुड़ते हैं, अधिक शक्ति उत्पन्न करते हैं, ग्लाइकोलाइसिस पर अधिक निर्भर करते हैं, और जल्दी थक जाते हैं।

क्या मांसपेशी फाइबर प्रकार बदल सकते हैं?

फाइबर प्लास्टिक होते हैं और उपयोग और तंत्रिका गतिविधि में बदलाव के साथ धीमी-से-तेज निरंतरता के साथ अपनी मायोसिन आइसोफॉर्म अभिव्यक्ति को बदल सकते हैं, हालांकि प्रमुख श्रेणियों के बीच संक्रमण की सीमा सीमित और विवादास्पद है।