PURPOSE: This study was to investigate the Glycolysis mediated sarcoplasmic reticulum (SR) $Ca^{2+}$ signal regulates mitochondria $Ca^{2+}$ during skeletal muscle contraction by using glycolysis inhibitor. METHODS: To examine the effect of Glycolysis inhibitor on SR and mitochondria $Ca^{2+}$ content, we used skeletal muscle fiber from gastrocnemius muscle. 2-deoxy glucose and 3-bromo pyruvate used as glycolysis inhibitor, it applied to electrically stimulated muscle contraction experiment. Intracellular $Ca^{2+}$ content, SR, mitochondria $Ca^{2+}$ level and mitochondria membrane potential (MMP) was detected by confocal microscope. Mitochondrial energy metabolism related enzyme, citric acid synthase activity also examined for mitochondrial function during the muscle contraction. RESULTS: Treatment of 2-DG and 3BP decreased the muscle contraction induced SR $Ca^{2+}$ increase however the mitochondria $Ca^{2+}$ level was increased by treatment of inhibitors and showed and overloading as compared with the control group. Glycolysis inhibitor and thapsigargin treatment showed a significant decrease in MPP of skeletal muscle cells compared to the control group. CS activity significantly decreased after pretreatment of glycolysis inhibitor during skeletal muscle contraction. These results suggest that regulation of mitochondrial $Ca^{2+}$ levels by glycolysis is an important factor in mitochondrial energy production during skeletal muscle contraction CONCLUSIONS: These results suggest that mitochondria $Ca^{2+}$ level can be regulated by SR $Ca^{2+}$ level and glycolytic regulation of intraocular $Ca^{2+}$ signal play pivotal role in regulation of mitochondria energy metabolism during the muscle contraction.
This study was carried out to determine effects of electrical stimulation on the soleus, target muscle of the sciatic newt, of white rat normal muscles. The biometric, histochemical, ultrastructural observations were made. The following results were obtained. A daily electrical stimulation of the skeletal muscle of the normally-functioning rat caused an increase of girth and weight of the muscle fibers for 2 weeks. No noticeable change was observed afterwards. More specifically, the density of volume of the red muscle fiber increased. whereas the density of the white muscle fiber decreased. The electrical stimulation group(experimental group) showed hypertrophy of the muscle fibers and narrowing of the space between perimysium and endomysium. Normally, glycogen granules are accumulated regardless of classification of muscle fibers. In addition, the NADH-TR reaction results were in agreement with the biometric findings, in that the red muscle fibers significantly increased. The ultrastructural observations revealed that mitochondria was formed in the red muscle fiber parallel to the muscle fibers of normal muscle, while mitochondria was observed in the sarcomere region of the white muscle fiber. However, activation of mitochondria took place in the sarcolemma region of the muscle fiber, and generation of mitochondria was observed in the sarcomere region of the white muscle fiber.
Cytochrome-c-oxidase in mitochondria membrane is one of the most important factors for energy generation in the cell. As well as it is electron transfer enzyme, it is also heavily related to the apoptosis and other pathologic conditions. Meanwhile, porin is a protein located in inner and outer membranes of mitochondria, which is assumed to be functionally correlated with cytochrome-c-oxidase. It functions as forming electron transfer chain and conveying ATP. Therefore, using the immune-microscopy, It compared the distribution of cytochrome-c-oxidase and porin to figure out the formation and changes on cytochrome-c-oxidase in mitochondrial cristae. The sarcroplasm of cardic muscle tissue has many mitochondria. They are classified into two groups: the mitochondria with many cytochrome-c-oxidase and the mitochondria with only porins. The mitochondria with porins had few cytochrome-c-oxidases in their membrane; in contrast, the other mitochondria with rich cytochrome-c-oxidase had few porins in their walls. In addition, according to the location of the tissue in bovine heart, distribution of those kind of mitochondria had been clearly separated. As a result, it could be assumed that immature mitochondria has many porins to transfer the protein materials from sarcroplasm through the porins, and they made cytochrome-c-oxidase until it is enough, and then they decreased the porin and maintained minimum number of the porin.
Obesity is known to induce inhibition of glucose uptake, reduction of lipid metabolism, and progressive loss of skeletal muscle function, which are all associated with mitochondrial dysfunction in skeletal muscle. Mitochondria are dynamic organelles that regulate cellular metabolism and bioenergetics, including ATP production via oxidative phosphorylation. Due to these critical roles of mitochondria, mitochondrial dysfunction results in various diseases such as obesity and type 2 diabetes. Obesity is associated with impairment of mitochondrial function (e.g., decrease in $O_2$ respiration and increase in oxidative stress) in skeletal muscle. The balance between mitochondrial fusion and fission is critical to maintain mitochondrial homeostasis in skeletal muscle. Obesity impairs mitochondrial dynamics, leading to an unbalance between fusion and fission by favorably shifting fission or reducing fusion proteins. Mitophagy is the catabolic process of damaged or unnecessary mitochondria. Obesity reduces mitochondrial biogenesis in skeletal muscle and increases accumulation of dysfunctional cellular organelles, suggesting that mitophagy does not work properly in obesity. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress are reported to trigger apoptosis, and mitochondrial apoptosis is induced by obesity in skeletal muscle. It is well known that exercise is the most effective intervention to protect against obesity. Although the cellular and molecular mechanisms by which exercise protects against obesity-induced mitochondrial dysfunction in skeletal muscle are not clearly elucidated, exercise training attenuates mitochondrial dysfunction, allows mitochondria to maintain the balance between mitochondrial dynamics and mitophagy, and reduces apoptotic signaling in obese skeletal muscle.
Ascidian embryos have become an important model for embryological studies, offering a simple example for mechanisms of cytoplasmic components segregation. It is a well-known example that the asymmetric segregation of mitochondria into muscle lineage cells occurs during ascidian embryogenesis. However, it is still unclear which signaling pathway is involved in this process. To obtain molecular markers for studying mechanisms involved in the asymmetric distribution of mitochondria, we have produced monoclonal antibodies, Mito-1, Mito-2 and Mito-3, that specifically recognize mitochondria-rich cytoplasm in cells of the ascidian Halocynthia roretzi embryos. These antibodies stained cytoplasm like reticular structure in epidermis cells, except for nuclei, at the early tailbud stage. Similar pattern was observed in vital staining of mitochondria with DiOC2, a fluorescent probe of mitochondria. Immunostaining with these antibodies showed that mitochondria are evenly distributed in the animal hemisphere blastomeres at cleavage stages, whereas not in the vegetal hemisphere blastomeres. Mitochondria were transferred to the presumptive muscle and nerve cord lineage cells of the marginal zone in the vegetal hemisphere more than to the presumptive mesenchyme, notochord and endoderm lineage of the central zone. Therefore, it is suggested that these antibodies will be useful markers for studying mechanisms involved in the polarized distribution of mitochondria during ascidian embryogenesis.
The topology of the enzyme has been investigated by biochemical studies including chemical labeling and cross linking. Thirteen subunits(polypeptides) of the cytochrome-c-oxidase have localistic characteristics of existing in the matrix side or cytoplasmic side in the mitochondria. In order to observe the distribution of the enzyme subunit on the mitochondria membrane, immunogold-labeling methods were employed. Antibody was obtained from the serum of immunized rabbit with enzyme subunit antigen which was obtained from cytochrome-c-oxidase of the beef heart muscle mitochondria. Beef heart muscle tissue as a tissue antigen was stained with immunized rabbit IgG and protein A gold complex. Electron microscopy has identified the existance of cytochrome-c-oxidase subunit $Mt_I,\;Mt_{II}\;and\;Mt_{III}$ on the membrane of cristae and outer chamber of mitochondria and the subunit $C_{IV}$ on the membrane of cristae and matrix of mitochondria. Particularly, the subunit $C_{IV}$ was also observed to exist in the sarcoplasm of muscle tissue.
Journal of the Korean Academy of Clinical Electrophysiology
/
v.1
no.1
/
pp.57-72
/
2003
This study conducts electrical stimulation to male white rat of Spargue-Dawley which is 7 weeks, has the weight of 240 g and is seemingly healthy for one or two weeks by means of neuromuscular electrical stimulator in order to examine the effects of neuromuscular electrical stimulation on its gastrocnemius, measures change of weight of gastrocnemius, serum and enzyme activity and then obtains the following conclusions. There is little difference in AST and CPK of weight and serum of gastrocnemius after one or two weeks of conducting neuromuscular electrical stimulation in all experimental groups. On the one hand, as a result of histochemical observation, NMES I group showed hypertrophy of perimysium and increase of sectional diameter of muscle fiber compared to comparison group, but NMES II group showed a similar result to comparison group. When ultrasubstructure was observed under electron microscope, I-type muscle fiber of NMES I group showed well-arranged mitochondria and it was similar to comparison group. II-type muscle fiber showed a large quantity of glycogen granules within sarcoplasmatic and the extension of luminal of T-tubule. I-type muscle fiber of NMES II group had small mitochondria and showed the vacuolar degeneration of mitochondria and extended T-tubule. II-type muscle fiber showed the extension of agranule cytoplasma reticulum with T-tubule and the reduction of amount of glycogen granule within partial sarcoplasmatic.
Kim, Byung Joo;Jeon, Ju-Hong;Kim, Seon Jeong;So, Insuk;Kim, Ki Whan
Molecules and Cells
/
v.23
no.3
/
pp.363-369
/
2007
Mitochondria play a central role in energy-generating processes and may be involved in the regulation of channels and receptors. Here we investigated TRPM7, an ion channel and functional kinase, and its regulation by mitochondria. Proton ionophores such as CCCP elicited a rapid decrease in outward TRPM7 whole-cell currents but a slight increase in inward currents with pipette solutions containing no MgATP. With pipette solutions containing 3 mM MgATP, however, CCCP increased both outward and inward TRPM7 currents. This effect was reproducible and fully reversible, and repeated application of CCCP yielded similar decreases in current amplitude. Oligomycin, an inhibitor of $F_1/F_O$-ATP synthase, inhibited outward whole-cell currents but did not affect inward currents. The respiratory chain complex I inhibitor, rotenone, and complex III inhibitor, antimycin A, were without effect as were kaempferol, an activator of the mitochondrial $Ca^{2+}$ uniporter, and ruthenium red, an inhibitor of the mitochondrial $Ca^{2+}$ uniporter. These results suggest that the inner membrane potential (as regulated by proton ionophores) and the $F_1/F_O$-ATP synthase of mitochondria are important in regulating TRPM7 channels.
Purpose: Muscle mitochondria play a key role in regulating fatty acid and glucose metabolism. Dysfunction of muscle mitochondria is associated with metabolic diseases such as obesity and type 2 diabetes. Isorhamnetin (ISOR), also known as 3-O-methylquercetin, a quercetin metabolite, is a naturally occurring flavonoid in many plants. This study evaluated the effects of ISOR on the regulation of the mitochondrial function of C2C12 muscle cells. Methods: C2C12 muscle cells were differentiated for 5 days, and then treated in various concentrations of ISOR. Cytotoxicity was determined by assessing cell viability using the water-soluble tetrazolium salt-8 assay principle at different concentrations of ISOR and time points. Levels of the mitochondrial DNA (mtDNA) content and gene expression were measured by quantitative real-time polymerase chain reaction. The citrate synthase (CS) activity was quantified by the enzymatic method. Results: ISOR at a concentration of 10 µM did not show any cytotoxic effects. ISOR increased the mtDNA copy number in a time- or dose-dependent manner. The messenger RNA levels of genes involved in mitochondrial function, such as peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α, and uncoupling protein 3 were significantly stimulated by the ISOR treatment. The CS activity was also significantly increased in a time- or dose-dependent manner. Conclusion: These results suggest that ISOR enhances the regulation of mitochondrial function, which was at least partially mediated via the stimulation of the mtDNA replication, mitochondrial gene expression, and CS activity in C2C12 muscle cells. Therefore, ISOR may be useful as a potential food ingredient to prevent metabolic diseases-associated muscle mitochondrial dysfunction.
This study was carried out of to determine effects of high voltage pulsed galvanic stimulation on the soleus. target muscle of the sciatic nerve, of white rat two condition. The coditions included normal, and denervated muscle. The histochemical, ultrastructural observations were made. The following results were obtains. 1. The histochemical observations found the inflammatory cells between muscle bundle and muscle fiber since 1-week control group. In addition, nucleus located in the muscle fiber was frequently observed. 2. The experimental group showed a similar phenomenom to the normal muscles in terms of glycogen granules in the 1-week group, where as fiber were not distinguishable in4-weeks group which indicated that the degenerative changes had occured. 3. The NADH-TR reaction showed that the red muscle slightly increased in the 2-weeks group, and the distinguished was impossible the red fiber 4. The ultrastructures of the muscles in both groups were severely bend, and a number of vacuoles were observed due to the destruction of mitochondria..
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.