dc.contributor.author
Hinzpeter, Steffen
dc.date.accessioned
2018-06-07T17:51:43Z
dc.date.available
2006-03-06T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/4351
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-8551
dc.description
Deckblatt-Impressum
persönlicher Dank
Inhaltsverzeichnis
Einleitung und Aufgabenstellung
Literaturübersicht
Material und Methoden
Ergebnisse
Diskussion
Zusammenfassung
Summary
Literaturverzeichnis
Anhang
Danksagung
Selbständigkeitserklärung
dc.description.abstract
Zielstellung der vorliegenden Arbeit war es, die Reaktion der
Skelettmuskelfaser vom Typ IIB auf genetisch differenzierte Wachstumsprozesse
sowie wachstumsbedingte Veränderungen bei der Labormaus nach drei
verschiedenen Langzeitselektionen über mehr als 80 Generationen
transmissionselektronenmikroskopisch zu untersuchen, um quantitative Angaben
zu dem Einfluß dieser Selektionen auf die ultrastrukturelle Organisation und
selektionsbedingte Veränderungen von Muskelfaserkomponenten (z. B.
Myofibrillen, Mitochondrien) machen zu können. Die elektronenmikroskopischen
Untersuchungen erfolgten an auf Wachstum (Linie DU-6), auf Wachstum und
physische Belastbarkeit (Linie DU-6+LB) sowie auf Proteinansatz (Linie DU-6P)
selektierten Mauslinien und einer unselektierten Kontrollinie (Linie DU-Ks) in
jeweils zwei Altersgruppen (43. und 73. Lebenstag). Pro Maus wurden an 3
zufällig ausgewählten Skelettmuskelfasern des Typs IIB aus dem M. rectus
femoris morphologische Merkmale (z. B. Querschnittsflächen sowie prozentuale
Flächenanteile von Myofibrillen und Mitochondrien) quantitativ mit dem
Bildanalysesystem Quantimet 500 (Fa. Leica Cambridge Ltd.) erfaßt. Pro
Mauslinie und Altersgruppe erfolgten die Messungen an jeweils 5 Mäusen, d. h.,
pro Linie und Altersgruppe wurden 15 Skelettmuskelfasern ausgewertet.
Insgesamt wurden von 40 männlichen Mäusen 120 Skelettmuskelfasern vom Typ IIB
mit Hilfe von 1440 Mikrofotogrammen untersucht. Die Aufbereitung der
Muskelproben erfolgte entsprechend elektronenmikroskopischer Standardmethodik
(Einbettung in Epoxidharz, Semidünnschnitte, Ultradünnschnitt-Fotografie im
Transmissions- elektronenmikroskop bei Vergrößerung von 1 : 10000). Bei allen
drei Selektionslinien sind Veränderungen des ultrastrukturellen
Erscheinungsbildes der Typ-IIB-Faser im Vergleich zur Kontrollinie zu
verzeichnen. Alle Selektionsrichtungen führen zu einer Erhöhung der
Myofibrillenanzahl in der Skelettmuskelfaser. Bei der Linie DU-6 ist im Alter
von 43 Lebenstagen eine Erhöhung des prozentualen Flächenanteils der
Myofibrillen an der Fasergesamtfläche und damit eine verstärkte Myofilament-
Akkumulation pro Faserquerschnittsfläche gegenüber der Kontrollinie DU-Ks
festzustellen. Im Alter von 73 Lebenstagen weisen die Myofibrillen sowie die
Myofibrillen mit Teilungsanzeichen deutlich kleinere Querschnittsflächen im
Vergleich zu gleichaltrigen Kontrollmäusen aufgrund einer vergleichsweise
geringeren Zubildung kontraktiler Proteine (Myofilamente) in den Myofibrillen
auf. Der prozentuale Anteil der teilungsaktiven Myofibrillen ist im Gegensatz
zu den anderen beiden Selektionslinien in dieser Altersgruppe gegenüber der
Kontrollinie nicht vermindert, d. h., daß die Myofibrillenwachstumsintensität
bei der Linie DU-6 von den drei Selektionslinien am höchsten ist. Nachteilig
bezüglich aerober Energiege- winnung und Belastbarkeit der DU-6 Mäuse könnte
sich die in beiden Altersgruppen gegenüber der Kontrollinie verminderte
mitochondriale Ausstattung auswirken. Die Linie DU-6+LB weist in beiden
Altersgruppen einen geringeren prozentualen Anteil an teilungsaktiven
Myofibrillen auf. Offenbar ist zur Erreichung des Selektionsziels physische
Belastbarkeit weder eine Erhöhung der Myofibrillen- querschnittsflächen noch
ein erhöhter Flächenanteil an Mitochondrien in der Skelettmuskelfaser vom Typ
IIB erforderlich. In der Altersgruppe 73. Lebenstag ist der prozentuale
Flächenanteil der Myofibrillen an der Faserquerschnittsfläche vermindert, der
der mitochondrien- und myofibrillenfreien Strukturen erhöht. Die deutlich
verbesserte physische Belastbarkeit gegenüber den anderen Mauslinien ist
möglicherweise verbunden mit der besseren Entfaltung des sarkoplasmatischen
Retikulums. Extramuskuläre Faktoren, wie z. B. Funktion des kardiovaskulären
Systems, könnten hierbei ebenfalls eine Rolle spielen. Bei der Linie DU-6P ist
in beiden Altersgruppen ein verstärkter Proteinansatz zu verzeichnen,
gekennzeichnet durch eine Vergrößerung der Myofibrillen- querschnittsflächen
und eine Erhöhung des prozentualen Flächenanteils der Myofibrillen an der
Faserquerschnittsfläche, während der Flächenanteil der mitochondrien- und
myofibrillenfreien Strukturen abnimmt. In der Altersgruppe 73\. Lebenstag
liegt der prozentuale Anteil der teilungsaktiven Myofibrillen unter dem Wert
für die Kontrollinie, d. h., die Myofibrillenwachstumsintensität ist geringer.
Während die jüngeren DU-6P-Mäuse eine geringere Mitochondriendichte in der
Typ-IIB-Faser zeigen, weist die Altersgruppe 73. Lebenstag bei dieser Linie
überraschenderweise die höchste Mitochondriendichte aller Mauslinien auf.
Weitere Untersuchungen sind zu diesem Phänomen erforderlich.
de
dc.description.abstract
The goal of the present study was to use the transmission electron microscope
to investigate the reaction of the type IIB skeletal muscle fibres to
genetically differentiated growth processes as well as to growth-conditional
changes in laboratory mice after three different long-term selections of more
than 80 generations, in order to be capable of giving quantitative data on the
influence of these selections on the ultrastructural organisation and
selection-dependent changes in the muscle fibre components (e. g. myofibrils,
mitochondria). The investigations with the electron microscope were done on
mouse lines selected for growth (line DU-6), for growth and physical stress
capacity (line DU-6+LB) as well as for protein formation (line DU-6P) and an
unselected control line (line DU-Ks) in two age groups each (43rd and 73rd day
of life). Morphological characteristics were quantitatively collected from the
rectus femoris muscle (e. g. cross-sectional areas as well as percental
proportion of areas with myofibrils and mitochondria) using the image analysis
system Quantimet 500 (company: Leica Cambridge Ltd.). The measurements were
done on 5 mice per mouse line and age group, i. e. 15 skeletal muscle fibres
were evaluated per line and age group. A total of 120 type IIB skeletal muscle
fibres were investigated from 40 male mice using 1440 microphotograms. The
preparation of the muscle assays was done according to the standard method for
electron microscopes (embedding in epoxy resin, semi-thin sections, ultra-thin
section photography in the transmission electron microscope at a magnification
of 1 : 10000). Changes were noted in the ultrastructural appearance of the
type IIB fibres in comparison to the control line in all three selection
lines. All of the selection choices lead to an increase in the number of
myofibrils in the skeletal muscle fibres. In the DU-6 line an increase in the
percental proportion of the area of myofibrils across the entire fibre surface
and therewith an increased myofilament accumulation per fibre cross-sectional
area in comparison to the control line DU-Ks can be ascertained at the age of
43 days of life. At the age of 73 days of life, the myofibrils and also the
myofibrils with signs of division show significantly smaller cross- sectional
areas in comparison to control mice of the same age due to a comparitively
smaller increased formation of contractile proteins (myofilaments) in the
myofibrils. The percentage of actively dividing myofibrils is, in contrast to
the other two selection lines in this age group, not decreased in comparison
to the control group: this means that the growth intensitiy of the myofibrils
in the Du-6 line is the highest of the three selection lines. A disadvantage
in respect to aerobic energy generation and stress tolerance of the DU-6 mice
in both age groups could result from the decreased mitochondrial resources in
comparison to the control line. The DU-6+LB line displays a smaller percentage
of actively dividing myofibrils in both age groups. Apparently, in order to
achieve the selection goal of physical stress capacity, neither an increase in
the myofibril cross-sectional areas nor an increased surface percentage of
mitochondria in the type IIB skeletal muscle fibres is necessary. In the age
group 73rd day of life, the surface percentage of myofibrils at the fibre
cross-sectional area is decreased, the percentage of mitochondria and
myofibril free structures is increased. The significantly improved physical
stress capacity in comparison to the other mouse lines is probably associated
with the better development of the sarcoplasmatic reticulum. Extramuscular
factors such as the function of the cardiovascular system could also play a
role here. An increased protein formation can be detected in both age groups
in the DU-6P line, characterised by an enlargement of the myofibril cross-
sectional areas and an increase in the proportional percentage of myofibrils
area on the fibre cross-sectional surface, whereby the proportional area of
the mitochondria and myofibril free structures decreases. In the 73rd day of
life age group the percental proportion of actively dividing myofibrils is
under the control line value, i. e. the myofibril growth intensity is smaller.
Whereas the younger DU-6P mice display less density of mitochondria in the
type IIB fibres, the 73rd day of life age group in this line surprisingly
shows the highest mitochondria density of all of the mouse lines.
Investigations of this phenomenon are necessary.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
laboratory animals
dc.subject
selection-responses
dc.subject
skeletal muscle
dc.subject
ultrastructure
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Ultrastrukturelle Veränderungen von Skelettmuskelfasern vom Typ IIB des M.
rectus femoris bei der Labormaus nach Langzeitselektionen
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. a. D. Dr. Volker Bergmann
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Klaus Ender
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Helmut Hartmann
dc.date.accepted
2005-03-04
dc.date.embargoEnd
2006-03-06
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2006001297
dc.title.translated
Ultrastructural changes in type IIB skeletal muscle fibres of the M. rectus
femoris in laboratory mice following long-term selections
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000001898
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2006/129/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000001898
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free
dcterms.accessRights.openaire
open access