Fasertypen in der Unterschenkelmuskulatur der Maus

Summary

Gastrocnemius and soleus muscles of mouse contain at least two types of fibers. In m. gastrocnemius prevail thick fibers, which contain poorly developed mitochondrial nets at the level of the I-band. In m. soleus there are mostly thin fibers, which contain grid-like well developed mitochondria in the same position. The mitochondrial grids of the thin fiber are joined by longitudinal mitochondria, which together with the grids form a continuous three-dimensional mitochondrial frame-work. Only in the thin fibers droplets of triglycerids are to be found.

The distinction of the two types of fibers is also possible by light microscopy using a sensitive fat staining method. Electrophysiological information on the reactions of total m. gastrocnemius and m. soleus allow to identify the thick fiber to be fast, to be tetanized only by high frequency of stimulation and to be easily fatigued. In contrast the thin fiber is slow, can be tetanized by low frequency and is more easily fatigued than the thick one.

Since in muscle special morphological properties correspond with form of metabolism, excitability, type of contraction and tension output, the differentiations of fast or slow, thick or thin, “fibrillär” or “gefeldert”, white or red muscle fibers are insufficient, since each describes only one pair of characteristics.

Zusammenfassung

M. gastrocnemius und M. soleus der Maus enthalten mindestens zweierlei Fasertypen. Im M. gastrocnemius überwiegen dicke Fasern, die im Bereich der I-Bänder liegende, spärlich entwickelte, siebartige Mitochondrienplatten enthalten. Im M. soleus überwiegen dünne Fasern, die ebenfalls im Bereich der I-Bänder liegende, aber kräftig entwickelte rostartige Mitochondrienplatten enthalten. Diese Roste sind durch längsverlaufende Mitochondrienanteile untereinander verbunden, so daß ein zusammenhängendes Mitochondriengerüst vorliegt. Nur in den dünnen Fasern sind Triglyzeridtropfen nachweisbar.

Die Unterscheidung der beiden Fasertypen ist nicht nur elektronenmikroskopisch, sondern mit einer empfindlichen Fettfärbung auch lichtmikroskopisch einwandfrei möglich. Mit Hilfe der aus der Literatur bekannten reizphysiologischen Angaben über das Verhalten ganzer Muskeln wird die dicke Faser als schnell, nur mit hoher Reizfrequenz tetanisierbar, aber wenig ausdauernd identifiziert. Die dünne Faser hat dagegen eine geringere Kontraktionsgeschwindigkeit, ist mit geringerer Reizfrequenz tetanisierbar und ausdauernder als die dicke Faser.

Da in Fasern von Wirbeltiermuskeln Differenzierungen nach Stoffwechselform, Erregbarkeit, Kontraktionsablauf und Kraftentfaltung vorliegen, denen jeweils auch morphologische Merkmale zukommen, reichen bisher übliche Unterteilungen in schnelle und langsame, dicke und dünne, fibrilläre und gefelderte, weiße und rote Fasern, durch die nur jeweils ein Merkmalspaar beschrieben wird, zur genauen Kennzeichnung der Fasern nicht aus.