肌细胞
肌细胞（英文名：muscle cell），也称为肌肉细胞，是动物体内具有收缩能力的细胞类型的总称。
肌细胞富含肌丝结构，具备独特的收缩运动特性，为动物体各种生理活动提供动力来源，包括躯体运动、四肢活动以及消化、呼吸、循环和排泄等关键功能。其细胞内包含肌浆、肌浆网和肌膜等组成部分，肌纤维之间还存在少量结缔组织、血管、淋巴管和神经。在构成肌肉组织时，肌细胞通常呈现纺锤状或纤维状形态，因此被称为肌纤维。即使在简单生物如海绵动物中，也存在具有收缩性的肌细胞，这些细胞与某些原生动物界的细胞一样能收缩，共同代表了肌细胞的原始形式。随着进化进程，从刺胞动物门到高等动物，肌细胞逐渐分化为多种类型，例如皮肌层和器官肌。
简介肌细胞，又称肌肉细胞，是动物体内具有能动性和收缩性的细胞的总称。这些细胞形态细长，常被称为肌纤维，但与结缔组织中的纤维不同。肌细胞内含有肌原纤维，形成显微镜下的纵纹结构。其独特的收缩能力使其成为机体器官运动的核心动力源。
结构特点肌细胞的结构特征在于细胞内含有大量肌丝，赋予其收缩能力，为躯体运动以及消化、呼吸、循环和排泄等生理功能提供动力。细胞内的基质称为“肌浆”，内质网称为肌浆网，细胞膜则称为“肌膜”。肌纤维之间分布着少量结缔组织、血管、淋巴管和神经。在组成肌肉组织时，肌细胞通常呈纺锤状或纤维状，特称为肌纤维。多孔动物虽缺乏肌肉组织，但硅角海绵类的体表单层扁平上皮细胞具有一定收缩性，且在流出孔周围存在称为肌细胞的长纺锤形收缩细胞。钙质海绵类的小孔细胞也具收缩性，这些与某些原生动物界细胞的整体收缩能力共同构成了肌细胞的雏形。在刺胞动物门中，水螅型的外胚层细胞层中的上皮肌细胞可视为真肌原纤维，其中支柱细胞的基底部延长并含有肌原纤维，展示了从上皮细胞向肌细胞分化的过程。至于水母型，则已完全发展为纺锤形肌细胞。扁形动物门以上的动物则明显分化为皮肌层和器官肌等类型。
收缩功能人体各种运动形式主要依赖肌细胞的收缩活动完成。例如，骨骼肌收缩驱动躯体和呼吸运动；心肌收缩实现心脏射血；平滑肌收缩则控制中空器官如胃肠、膀胱、子宫和血管的运动。不同肌肉组织在功能和结构上各有特色，但从分子层面看，所有收缩活动都与细胞内收缩蛋白质（主要是肌凝蛋白和肌纤蛋白）的相互作用相关，且收缩和舒张过程的控制机制相似。本文以骨骼肌为重点，阐述肌细胞的收缩机制。
骨骼肌是体内最丰富的组织，约占体重的40%。在骨和关节的配合下，通过骨骼肌的收缩和舒张，完成各种躯体运动。骨骼肌由大量肌纤维束组成，每条肌纤维即一个肌细胞。成人肌纤维呈细长圆柱形，直径约60μm，长度可达数毫米至数十厘米。大多数肌肉中，肌束和肌纤维平行排列，两端与由结缔组织构成的腱融合，腱附着于骨骼上。通常，四肢骨骼肌跨越至少一个关节，通过收缩和舒张引起肢体运动。人类的生产劳动和体力活动均由多组骨骼肌协同完成。每个骨骼肌纤维都是独立的功能单位，至少受一个运动神经末梢支配，且只有在神经冲动传来时才收缩。所有骨骼肌活动均在中枢神经系统控制下进行。
生成素基因肌细胞生成素（myogenin，MyoG）基因是生肌决定因子，属于基因家族中唯一在所有骨骼肌细胞系表达的基因，对骨骼肌分化至关重要，其功能无法被其他生肌调节因子替代。它通过控制成肌细胞融合和肌纤维形成，在肌肉分化中起关键作用。作为肌细胞特异性转录因子，MyoG基因具有三大功能：
①调节自身基因表达；
②与生肌因子其他成员互动，调控彼此基因表达；
③调节肌肉特异基因表达。
对MyoG基因的研究已引起全球关注。通过深入探索，其成果将为理解动物骨骼肌生长发育的分子生物学机制提供新理论依据。
增容策略对于健美运动员，最佳细胞增容剂包括肌酸、糖原、血浆扩溶剂（如丙三醇）和水。
1、肌酸：维持阶段每日摄入3-5克（可额外补充250-500毫克ALA）。
2、糖原：每小时补充40克糖类以提升内源性糖原含量，减少训练后碳水化合物体积。
3、血浆扩溶剂：偶尔使用，如比赛前服用10克甘油配30克水以增强血管度。
4、水：每日饮用至少2夸脱（约8杯8盎司水），运动时每15分钟增加4盎司水。
5、细胞增容特殊方法：训练后摄入3克肌酸、50克碳水化合物、10克谷氨酰胺、20克蛋白质和1-2升水，持续1-2周，可实现细胞增容目标。
肌细胞容积自然状态下由肌酸、肌糖原和水维持。研究表明，肌肉内水堆积可在短期内增加数磅肌肉水分，这虽是短期效应，但科学家认为肌细胞增容可转化为长期肌肉体积增大，即短暂效果能导致持久变化，这正是健美运动员的终极目标。
注入技术过去，严重心脏病患者常依赖心脏移植。如今，一种新技术通过注入患者自身具有再生能力的肌细胞，使坏死心脏细胞复活，为病人带来希望。
该技术过程包括：从患者大腿肌肉提取休眠肌细胞，培养约21天，获得8亿至9亿个细胞后，直接注入心脏坏死部分，恢复其功能。通常几周内，病情显著改善。已接受此手术的患者未出现排斥反应。
基因治疗肌细胞是基因治疗的理想靶细胞之一，研究进展迅速，前景广阔。肌肉组织量大易取，成肌细胞（肌肉前体细胞）易分离培养，且易于病毒基因转移；移植回肌肉后易与原位肌纤维融合，并有假肥大型肌营养不良患者成肌细胞移植的安全经验；移植处血管丰富，便于将基因产物输送全身。
1991年，Barr和Blau等人将人生长激素基因（hGH）转入小鼠成肌细胞C2C12，hGH在小鼠肌肉和血浆中表达超3个月，提出了成肌细胞基因治疗设想。多种外源基因已通过小鼠成肌细胞注射获得持续表达，包括半乳糖酶基因、人凝血因子Ⅸ基因和多药耐药基因等。
1993年，Vincent等人将含有人dystrophin小基因的重组腺病毒科直接注射到患有Duchenne肌营养不良症的mdx小鼠肌肉内，肌纤维中正常蛋白质表达达6个月，并减轻症状。肌细胞也是体内转移方式的常见靶组织和靶细胞。将裸露脱氧核糖核酸直接注射小鼠骨骼肌，可实现直接基因转移。1990年，Wolff等人首次将含半乳糖苷酶基因和氯霉素乙酰转移酶基因的质粒注射到小鼠骨骼肌和心肌，外源基因持续表达1年，为基因治疗开辟新途径。
肌肉注射基因治疗已进入临床试验。1999年，美国宾夕法尼亚大学High和Mark与Avigen公司合作，采用肌肉注射腺相关病毒途径开展血友病B基因治疗试验。同年，电脉冲脱氧核糖核酸转移技术取得突破，其最方便的靶组织为肌肉组织。除骨骼肌外，心肌也可作为靶细胞，为心血管疾病基因治疗提供可能。目前，直接DNA注射心肌策略已成功用于冠状动脉粥样硬化性心脏病和心肌梗死等疾病的临床试验，并显示显著疗效。
参考资料 >
生物物理所研究使实验室人造心房肌细胞和心室肌细胞成为可能----中国科学院.中国科学院.2024-03-17
美新发现：脂肪干细胞转为肌细胞有助修复器官 .中国新闻网.2024-03-17
俄将把3D打印机送上空间站 打印兔子等生物肌细胞.今日头条.2024-03-17
血检可监测心肌细胞死亡.今日头条.2024-03-17
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