ヒトデにおけるキャッチ結合組織の研究

海星捕获结缔组织的研究

基本信息

批准号：
63540580
负责人：
本川達雄
金额：
$ 1.22万
依托单位：
University of the Ryukyus
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63540580/
关键词：
キャッチ結合組織ヒトデ棘皮動物バイオメカニクス結合組織

项目摘要

ヒトデは貝をこじあけて食べるとき、特有の姿勢をとり、体壁を非常にかたくしてそれを足場とし、管足により貝をこじ開ける。またヒトデは体壁をやわらかくして自由に体の形を変えることもできる。このかたさ変化はどのようなメカニズムによるかは、知られていなかった。本研究により、このかたさ変化は、体壁に存在するキャッチ結合組織によって引き起こされることが明らかになった。ヒトデの腕の体壁の構造を、走査型電子顕微鏡と、光学顕微鏡とを用いて調べた。体壁は、1m程度の骨片が筋肉と結合組織とによりつなげられた編目状の骨格が、結合組織の中に埋まった構造をしていた。ヒトデの腕の曲げ試験を行い、それより、腕の曲げかたさをもとめた。MS-222やメントールで麻酔したものの曲げかたさは、麻酔しないものより10倍も高い値を示した。麻酔した材料では腕の運動は見られず、体壁中の筋肉は弛緩していると思われる。だから、麻酔したもので見られる高い曲げかたさは、筋肉の作用ではないだろう。かたさ変化が筋肉によらないことは、いったん凍結して殺した材料を用いた実験によっても支持された。凍結して海水中で解凍したもの(筋肉は生きていない)は、生の未処理のものと代わらない曲げかたさだったが、これを蒸留水中に移すと、曲げかたさは10倍増加した。このようなイオン環境の変化による、大きな力学的性質の変化は、キャッチ結合組織の特色である。腕の曲げクリープ試験を行った結果、腕の粘性の変化は、弾性の変化にくらべて、10倍以上大きいことが分かった。これもキャッチ結合組織の示す性質である。ヒトデの腕のかたさ変化は、筋肉ではなく、キャッチ結合組織によって起きている可能性が高い。光学顕微鏡による組織像も、この結論を支持している。また、神経の切断実験等により、キャッチ結合組織のかたさは、放射神経の支配を受けていることが示唆された。

当海星撬开开放的贝类和吃饭时，他们会采取独特的姿势，使他们的身体壁很难，用它们作为脚手架，然后用管脚撬开贝壳。海星还可以软化他们的身体壁，并自由地改变其体形。尚不清楚这种耐力的变化是什么机制。这项研究表明，这种僵硬的变化是由人体壁中存在的结缔组织引起的。使用扫描电子显微镜和光学显微镜检查海星臂的身体壁的结构。体壁具有一个结构，其中缝线骨架埋在结缔组织中，骨碎片约为1m，由肌肉和结缔组织连接1m。在海星的手臂上进行了弯曲测试，然后确定了手臂的弯曲。用MS-222或薄荷醇进行麻醉的弯曲性是未经麻醉的弯曲性的10倍。麻醉材料没有显示任何手臂的运动，并且体壁中的肌肉似乎放松了。因此，麻醉中看到的高弯曲度不太可能是肌肉作用。刚度变化不是肌肉依赖性的事实也得到了使用以前被冷冻和杀死的材料的实验。冷冻和融化的海水（肌肉还活着）的弯曲弯曲漂白剂完好无损，但未经处理，但是当转移到蒸馏水中时，弯曲的漂白剂增加了10倍。由于离子环境变化而导致的机械性能的这种变化是捕获结缔组织的特征。手臂弯曲测试表明，手臂粘度的变化比弹性变化大10倍以上。这也是捕获结缔组织的特征。海星手臂刚度的变化可能是由于捕获结缔组织而不是肌肉。光学显微镜组织学还支持这一结论。此外，神经切割实验和其他研究表明，捕获结缔组织的硬度受辐射神经的控制。