Fotokreditt: lululemon athletica, Wikimedia, cc 2.0.
Væske er en tidligere ukjent kilde til spenningen vi føler når vi strekker musklene, antyder forskning.
I hvert dyr, inkludert mennesker, er hver muskelfiber begge fylt med inkomprimerbar væske og omhylling i et viklingsnett av kollagenbindvev. Når en muskel strekker seg lengre, forlenger det omkringliggende masken og blir smalere i diameter.
Det som følger er som det som skjer i en av de vevde "fingerfelt" lekene, rapporterer Brown University doktorand David Sleboda, leder forfatteren av studien publisert i Biologi Letters. På samme måte som leketøy klemmer dine kledde fingre når du strekker det langt nok, klemmer kollagenmassen til slutt ned på muskel fiberen. Fordi fiberen er full av inkomprimerbar væske, oppdager Sleboda, volumet presser seg tilbake mot det smalende nettverket, noe som gir en spenning som gjør ytterligere strekk mye vanskeligere.
"Det grunnleggende problemet her er en konflikt med volumer," sier Sleboda. "Meshhylsen kan endre volum, men fiberen er et konstant volum. Til slutt kommer de to til å løpe inn i hverandre, og det er der du ser spenningen virkelig skyter opp. "
Andre tidligere stillede faktorer bidrar også til spenningen du føler når du strekker, anerkjenner Sleboda. Den ene er spenning skapt av kinks i selve kollagenmassen, og en annen er et elastisk protein i muskelfibre kalt titin. Men muskelfibrens væskefylte natur ser ut til å spille en rolle også.
Condom + Techflex
Sleboda jobber i studietilsynsmann Thomas Roberts, professor i økologi og evolusjonær biologi som studerer muskelstruktur og ytelse. Sleboda så på elektronmikroskopbilder av dyremuskelfibre og deres kollagenmantler og bestemte seg for å bygge en enkel modell selv.
Materialer til Sleboda modell var ikke vanskelig å komme forbi. Kollagenmassen er godt simulert av Techflex flettede kledning (vanligvis brukt til å bøye sammen kablene sammen), og muskelfiberen kan bli laget av en vannfylt kondom kjøpt på hjørnetabutikken.
Modellen viste at væsken spilte en betydelig rolle i muskelens mekaniske egenskaper. Motstanden av det vannfylte kondomet gjorde Techflex vanskeligere å strekke seg. Forskere har sjelden modellert muskelmekanikk for å redegjøre for væske i fibrene, sier Sleboda. De hadde i stor grad antatt at væsken bare spilte en kjemisk rolle i cellene.
Bullfrog muskel
Men sa Sleboda sin modell noe meningsfylt om den faktiske fysiologien? Han gjennomførte eksperimenter for å finne ut. I undersøkelsen rapporterer Sleboda og Roberts omhyggelige målinger av lengde strekk og den resulterende spenningen i ikke bare modellen, men også i ekte bullfrogmuskel som de varierte mengdene av væske i muskelfibrene (og kondomene).
Modellen og den virkelige muskelen viste begge den samme karakteristiske kurven i deres plott: Jo mer væskevolum i muskelfibrene, jo mer spenning for en gitt lengde av strekk. Væsken gjør en spesifikk, målbar, mekanisk forskjell.
"Vi kunne få nøyaktig samme oppførsel med bare en enkel modell," sier Sleboda. "Vår studie gir det første empiriske bevis på væske som påvirker muskelspenningen."
Sleboda sier at hans funn argumenterer for å regne for væske i modeller av muskelmekanikk. For eksempel, etter trening, synes muskelfibrene å ta på seg mer væske. Legge til væskens effekter på modeller av muskeladferd kan da forbedre forståelsen av hvordan musklene oppfører seg etter trening.
Det er også medisinske forhold som påvirker hvordan kollagenmassen er strukturert eller utfører, sier Sleboda. Å vite hvordan det interagerer med væskefylte muskelfibre, kan også vise seg å være viktig i fremtidig forskning.
Studier på andre områder av dyrefysiologi gir en ferdig veikart, faktisk fordi fiberforsterkede væskehulrom, kalt "hydrostatiske skjeletter", er vanlige strukturelle elementer i noen organismer, sier Sleboda.
Nasjonalt institutter for helse finansierte studien.
kilde: Brown University
Relaterte bøker:
at InnerSelf Market og Amazon
