The influence of temperature on mechanics of red muscle in carp.
The influence of temperature on mechanics of red muscle in carp.
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温度对鲤鱼红肌力学的影响.
DOI：
10.1113/jphysiol.1990.sp018165
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发表时间：
1990
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Sosnicki,AA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rome,LC;Sosnicki,AA
1.为了更好地了解温度对鲤鱼运动性能的影响，测定了温度对鲤鱼红肌最大缩短速度（Vmax）的影响。2.研制了一种含有约100根肌纤维的稳定的红肌束制备物。这些束不能被电刺激直接激活，而是含有足够的神经组织，因此从神经末梢释放的乙酰胆碱引起肌肉的激活。通过将1 mM咖啡因和10（-5）g/ml艾司氯胺酮的组合添加到生理林格溶液中并电刺激制备物，实现了高水平的活化（116 kN/m2）。3.通过力钳法在10和20 ℃下测定力-速度特性。数据通过不受限制通过P0 = 1（其中P0是等距力）的双曲线拟合良好。10 ℃时的平均Vmax为3.55 +/-0.26肌肉长度/s（ML/s）（n = 6），20 ℃时为5.71 +/-0.29 ML/s（n = 6）。Vmax的平均Q10为1.63 ± 0.07（n = 6）。a/P0*（希尔常数）和Po*（其中P0* 是零速度下的外推载荷）在10 ℃时分别为0.49 +/-0.06（n = 6）和1.19 +/-0.04（n = 6），在20 ℃时分别为0.29 +/-0.06（n = 6）和1.51 +/-0.20（n = 6）。4.最大等长张力的平均Q10为1.13 ± 0.02（n = 6）。最大发电量在10 ℃时为59.7 +/-2.3 W/kg（n = 6），在20 ℃时为94.3 +/-3.2 W/kg（n = 6），表示Q10为1.58。Q10小于P0和Vmax的Q10 s的乘积，因为20 ℃时力-速度曲线的曲率较大。5. 20 ℃时的Vmax是10 ℃时的1.63倍，使鱼在更高的温度下以1.6倍的肌肉缩短速度V游泳。因此，在10 ℃和20 ℃下，仅在相同的V/Vmax（0.18 - 0.36）窄范围内使用红肌肉，其中单独的肌肉实验表明功率和效率最大。因此，V/Vmax似乎是一个有效的设计约束，限制了在不同温度下体内使用肌肉的速度范围。
1. We measured the influence of temperature on maximum velocity of shortening (Vmax) of red muscle in carp in order to better understand the influence of temperature on locomotory performance. 2. A stable red muscle bundle preparation containing about 100 muscle fibres was developed. The bundles could not be activated directly by electrical stimulation, but rather contained sufficient nervous tissue so that acetylcholine released from the nerve terminals caused activation of the muscle. A high level of activation was achieved (116 kN/m2) by adding a combination of a 1 mM‐caffeine and 10(‐5) g/ml eserine to physiological Ringer solution and electrically stimulating the preparation. 3. Force‐velocity characteristics were determined at 10 and 20 degrees C by the force clamp method. The data were well fitted by a hyperbola not constrained to pass through P0 = 1 (where P0 is the isometric force). The mean Vmax at 10 degrees C was 3.55 +/‐ 0.26 muscle lengths/s (ML/s) (n = 6) and at 20 degrees C, 5.71 +/‐ 0.29 ML/s (n = 6). The mean Q10 for Vmax was 1.63 +/‐ 0.07 (n = 6). The a/P0* (Hill constant) and Po* (where P0* is the extrapolated load at zero velocity) were 0.49 +/‐ 0.06 (n = 6) and 1.19 +/‐ 0.04 (n = 6) respectively at 10 degrees C and 0.29 +/‐ 0.06 (n = 6) and 1.51 +/‐ 0.20 (n = 6) respectively at 20 degrees C. 4. The mean Q10 for maximum isometric tension was 1.13 +/‐ 0.02 (n = 6). The maximal power generation was 59.7 +/‐ 2.3 W/kg (n = 6) at 10 degrees C and 94.3 +/‐ 3.2 W/kg (n = 6) at 20 degrees C representing a Q10 of 1.58. The Q10 is less than the product of Q10s for P0 and Vmax because of the greater curvature of the force‐velocity curve at 20 degrees C. 5. The 1.63‐fold higher Vmax at 20 degrees C than at 10 degrees C enables fish to swim with a 1.6‐fold faster muscle shortening velocity, V, at the higher temperature. Thus at both 10 and 20 degrees C, red muscle is used only over the same narrow range of V/Vmax (0.18‐0.36), where isolated muscle experiments suggest that power and efficiency are maximal. Thus V/Vmax appears to be an effective design constraint which limits the range of velocities over which muscle is used in vivo at different temperatures.
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