The aim of this study is to investigate the effects of the muscle mass and fiber number on post-mortem metabolic rates and pork quality. Carcass traits, muscle fiber characteristics, and type of fiber composition were evaluated using a sample of 200 cross-bred pigs. The muscle mass was divided into two groups according to carcass weight and loin-eye area measurements (heavy or light). In addition, the muscle histological characteristics were divided into two groups according to the muscle fiber density and total number of muscle fibers (high or low). All the carcass traits were significantly different in the muscle mass groups. Increasing weight significantly affected the cross-sectional area (CSA) of all fibers. The low group, which had a low muscle fiber number indicating a larger CSA of fibers, and especially the heavy-low group had the highest CSA levels of fibers. The fiber number percentage and the area percentage were significantly different in the groups categorized by fiber number. The heavy-high group indicated a normal rate of pH decline and the R-value. In addition, pigs with a heavy muscle mass and high muscle fiber number indicated normal drip loss, lightness, and protein denaturation. The present results suggest that increasing the total muscle fiber number has a beneficial effect on increasing the muscle mass without deteriorating the meat quality.
Meat comes from the skeletal muscles of farm animals, such as pigs, chickens, and cows. Skeletal muscles are composed of many muscle fibers. Muscle fibers are categorized into three types, fiber type I, IIA, and IIB, based on their contractile speed and metabolic properties. Different muscle fiber types have different biochemical, physiological, and biophysical characteristics. Especially, the characteristics of muscle fiber type I and IIB are opposite to each other. Muscle fiber type I has a relatively strong oxidative metabolic trait and a higher content of lipids. In contrast to fiber type I, muscle fiber type IIB has a strong glycolytic metabolic trait and a relatively lower content of lipids and a higher content of glycogen. Muscle fiber type IIA has intermediate properties between fiber type I and IIB. Thus, muscles with different fiber type compositions exhibit different ante- and post-mortem muscle characteristics. In particular, the different metabolic traits of muscles due to the different compositions of the fiber types strongly affect the biochemical and physiological processes during the conversion of muscle to meat and subsequently influence the quality of the meat. Therefore, understating muscle metabolism and muscle fiber characteristics is very important when discussing the traits of meat quality. This review is an overview on basic muscle metabolism, muscle fiber characteristics, and their influence on meat quality and finally provides a comprehensive understanding about the fundamental traits of muscles and meat quality.
Journal of The Korean Society of Integrative Medicine
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v.7
no.2
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pp.121-131
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2019
Purpose : Lower back pain is a common disorder experienced by approximately 90-% of the population at least once in a lifetime. This study examines changes in the thicknesses and ratios of the deep and superficial fibers of the multifidus according to the lumbar stabilization exercise used for spinal stabilization. Methods : Ten different lumbar stabilization exercises were implemented by 20 healthy men in random order, and the thickness of multifidus muscle was measured ultrasound image during each exercise. Results : The surface muscle fibers of the multifidus muscles significantly increased in the exercise method in which the arms and legs were lifted (p<.05), while the deep muscle fibers of the multifidus muscles increased significantly in the exercise in which the arms and legs were not lifted (p<.05). The ratio of the thickness of surface muscle fibers to the total thickness of muscle fibers was higher in the exercise method in which the arms and legs were lifted (p<.05), while the ratio of the thickness of deep muscle fibers to the total thickness of muscle fibers was higher in the hollowing and bracing exercise method in which the arms and legs were not lifted (p<.05). Conclusion : When lumbar stabilization exercise should be performed at clinics to strengthen the deep muscle fibers of the multifidus muscles that have larger effects on the stability of spinal segments, taking the stability of the spine into consideration indicates that, hollowing and bracing exercise methods that do not that cause isotonic extension to the spine are appropriate.
Purpose : The purpose of this article was to review the literature on contractile properties of skeletal muscle with reference to its molecular and functional diversity. Method : This review outlines scientific findings regarding different contractile properties in skeletal muscle fibers, and discusses their involvement in functional diversity. Result & Conclusions: Muscle fibers possess distinct mechanical and energetic properties. Myosis, one of the primary contractile muscle proteins, displays structural, functional variability and plays the role of the molecular motor of muscle contraction. Muscle satellite cells are normally mitotically quiescent, but initiate proliferation and give rise to daughter myogenic precursor cells as required for the postnatal growth and regeneration of adult muscle. Passive extensibility is an important component of total muscle function because it allows for the maximal length of skeletal muscles. Proprioceptive neuromuscular facilitation(PNF) stretching can help to restore or improve flexibility and coordination, thereby improving overall muscle function.
Thermal measurements were made for connective tissues of 5 different fish muscles by using a differential scanning calorimeter(DSC), and connective tissues between muscle fibers and the cross sections of muscle fibers were observed by a light microscope. Red sea bream(cultured and wild) and flounder(cultured, cultured with obosan and wild) were used in this study. It was found that the connective tissues of cultured and frozen fish muscle required less endothermic enthalpy and the endothermic peak temperature was lower than those of wild and fresh ones when they were shrunken and denatured. Therefore, it is likely that the former are more unstable to heat than the latter. The cultured flounder fed with obosan and wild flounder which contained more collagen than cultured flounder and the wild red sea bream showed clear connective tissues between fibers. The cross-section of cultured fish muscle fiber was larger than that of wild one. From these results, collagen content and thermal properties of collagen, cross section of muscle fibers seemed to contribute to the textural difference between wild and cultured fish.
Park, Junyoung;Song, Sumin;Cheng, Huilin;Im, Choeun;Jung, Eun-Young;Moon, Sung Sil;Choi, Jungseok;Hur, Sun Jin;Joo, Seon-Tea;Kim, Gap-Don
Food Science of Animal Resources
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v.42
no.5
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pp.874-888
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2022
This study aimed to compare the similarities, physicochemical properties, and muscle fiber characteristics of porcine skeletal muscles. Fourteen types of muscles were collected from nine pig carcasses at 24 h post-mortem and classified by muscle architecture into two main groups, namely parallel and pennate. The muscles were further differentiated into three subtypes per group. These included fan-shaped, fusiform, and strap for the parallel group, and unipennate, bipennate, and multipennate for the pennate group. Parallel-fibered muscles, which were composed of larger I, IIA, IIX, and IIXB fibers and a lower density of IIA fibers, showed higher redness and yellowness values than pennate-fibered muscles (p<0.05). However, the relative fiber area was not significantly different between the parallel and pennate groups (p>0.05). In the subtypes of parallel architecture, the strap group showed lower moisture content and higher redness values than the other subtypes and had considerably higher amounts of oxidative fibers (I and IIA; 72.3%) than the fan-shaped and fusiform groups (p<0.05). In the pennate group, unipennate showed comparatively lower moisture content and higher lightness than other pennate subtypes and was composed of smaller I, IIA, and IIX fibers than the bipennate and multipennate groups (p<0.05). Finally, a different trend of muscle clustering by hierarchical cluster analysis was found between physicochemical properties and muscle fiber characteristics. These results suggest that the physicochemical properties and muscle fiber characteristics of porcine skeletal muscles are not significantly dependent on morphological properties but are rather related to the intrinsic properties of the individual muscles.
The goal of the trial was to evaluate the effects of ractopamine (20 ppm in the ration) given pregnant sows during three different pregnancy stages (T1: 25 to 50 d; T2: 50 to 80 d; T3: 25 to 80 d of gestation, and T4: control-no ractopamine) on fetal muscle development (through counts of the number of fibers of the semitendinosus muscle), on the growth and carcass characteristics of the progeny. Forty eight weaned piglets (12 per treatment) were assessed for number of muscle fibers, while performance and carcass characteristics were evaluated on a separate 48 animals (12 per treatment) grown to 100 kg. Animals produced by sows treated from 25 to 50 d of pregnancy (T1) resulted in non-significant increase of 6.85% in the number of muscle fibers in the semitendinosus muscle when compared to animals from the control group. Performance results were significantly different (p<0.05), and animals produced by sows from the T1 group gained more weight during the growth I stage (25 to 50 kg) and during the total period (6 to 100 kg) (991 vs. 903 grams, and 844 vs. 772 grams, respectively) when compared to controls. For carcass characteristics, results showed that animals produced by the T1 group of sows were heavier at slaughter (p<0.05) when compared to the controls (T4) (100.17 vs. 93.09 kg). There was a positive correlation between number of muscle fibers and bodyweights, carcass weights, Longissimus dorsi muscle depth and dressing out (0.80, 0.86, 0.67, and 0.50, respectively). Sows treated with ractopamine between 25 to 50 d of pregnancy produced piglets that performed better and had superior carcass characteristics than those produced by untreated sows. The ractopamine used for pregnancy sows (25 to 50 d) can be indicated as a device to increase the progeny performance.
Ji Hyun Kim;Gen Murakami;Jose Francisco Rodriguez-Vazquez;Ryo Sekiya;Tianyi Yang;Sin-ichi Abe
Anatomy and Cell Biology
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v.57
no.2
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pp.278-287
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2024
Striated muscle insertions into the skin and mucosa are present in the head, neck, and pelvic floor. We reexamined the histology of these tissues to elucidate their role in transmission of the force. We examined histological sections of 25 human fetuses (gestational ages of ~11-19 weeks and ~26-40 weeks) and 6 cadavers of elderly individuals. Facial muscle insertion or terminal almost always formed as an interdigitation with another muscle or as a circular arrangement in which muscle fiber insertions were sandwiched and mechanically supported by other muscle fibers (like an in-series muscle). Our examination of the face revealed some limited exceptions in which muscle fibers that approached the dermis were always in the nasalis and mentalis muscles, and often in the levator labii superioris alaeque nasi muscle. The buccinator muscle was consistently inserted into the basement membrane of the oral mucosa. Parts of the uvulae muscle in the soft palate and of the intrinsic vertical muscle of the tongue were likely to direct toward the mucosa. In contrast, the pelvic floor did not contain striated muscle fibers that were directed toward the skin or mucosa. Although 'cutaneous muscle' is a common term, the actual insertion of a muscle into the skin or mucosa seemed to be very rare. Instead, superficial muscle insertion often consisted of interdigitated muscle bundles that had different functional vectors. In this case, the terminal of one muscle bundle was sandwiched and fixed mechanically by other bundles.
Kim, S.M.;Park, M.Y.;Seo, K.S.;Yoon, D.H.;Lee, H.-G.;Choi, Y.J.;Kim, S.H.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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v.19
no.10
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pp.1496-1502
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2006
Skeletal muscle contains slow and fast twitch fibers. These skeletal muscle fibers express type I and type II myosin, respectively, and these myosin isoenzymes have different ATPase activity. The aim of this study was to investigate protein profiles of bovine skeletal muscles by proteomic analysis. Fifty seven spots of distinct proteins were excised and characterized. The expression of sixteen spots was differed in longissimus dorsi muscle with a minimal 2-fold change compared to biceps femoris muscle. The majority of differentially expressed proteins belonged to metabolic regulation-related proteins such as glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase, triosephosphate isomerase and carbonic anhydrase 3. The real time-PCR assay confirmed an increase or induction of specific genes: RGS12TS isoform, GAPDH, triosephosphate isomerase and carbonic anhydrase. These results suggest that the expression of metabolic proteins is under a specific control system in different bovine skeletal muscle. These observations could have significant implications for understanding the physiological regulation of bovine skeletal muscles.
Since the discovery of the muscle spindle by Hassall (1831), an intensive studies of its anatomical and physiological characteristics had been undertaken. Recent morphological studies of Boyd (1962) demonstrated that the muscle spindles have two different intrafusal muscle fibers, nuclear bag and nuclear chain fiber, and these intrafusal fibers are under independent motor innervation by ${\gamma}_1$ and ${\gamma}_2$ motor neurone. Neurophysiological studies of Hunt and Kuffler (1951) showed regulatory effect of ${\gamma}$ motor neurone upon the excitability of the spindle afferents. Harvey and Mathews (1961) observed the dynamic and static characteristics of the two different spindle afferents, the primary and secondary ending. Furthermore, Mathews (1962) postulated the functional existance of two kind of ${\gamma}$ motor neurones, namely, the dynamic and static fusimotor fiber. Recent report of Kim and Partridge(1969) pointed out that the descending vestibular signals had increased the slope of the length-tension relationship in stretch reflex; Kim (1967) demonstrated that the descending vestibular impulses act upon the stretch reflex loop through the ${\gamma}$ motor pathway. These experimental evidences from the morphological and neurophysiological studies on the muscle spindles support the concept that the stretch reflex action of the skeletal muscle operates as a negative feedback control system. The author had discussed the way by which the f system participates in the control of stretch relfex feed back system. that was taken for a prototype of posture and movement.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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