Fotokredit: lululemon athletica, Wikimedia, cc 2.0.
Væske er en tidligere ukendt kilde til den spænding, vi føler, når vi strækker vores muskler, antyder forskning.
I hvert dyr, inklusive mennesker, er hver muskelfiber begge fyldt med ukomprimerbar væske og beklædt i et viklet net af kollagenbindevæv. Når en muskel strækker sig i længden, forlænges det omgivende maske og bliver smallere i diameter.
Det følgende er som hvad der sker i et af de vævede "finger trap" -legetøj, rapporterer Brown University-doktorand David Sleboda, hovedforfatter til undersøgelsen offentliggjort i Biologiske breve. Ligesom legetøjet klemmer dine kappede fingre, når du strækker det langt nok, klemmer kollagennetet til sidst ned på muskelfibren. Fordi fiberen er fuld af ukomprimerbar væske, opdagede Sleboda, at dens volumen skubber tilbage mod indsnævringsmasket, hvilket skaber en spænding, der gør yderligere strækning meget vanskeligere.
”Det grundlæggende problem her er en volumenkonflikt,” siger Sleboda. ”Netbøsningen kan ændre volumen, men fiberen har et konstant volumen. Til sidst vil de to løbe ind i hinanden, og det er her, du ser spændingen virkelig skyde op. ”
Andre tidligere positionerede faktorer bidrager også til den spænding, du føler, når du strækker, anerkender Sleboda. Den ene er spænding skabt af knæk i selve kollagennet, og en anden er et elastisk protein i muskelfibre kaldet titin. Men den væskefyldte natur af muskelfibre ser også ud til at spille en rolle.
Kondom + Techflex
Sleboda arbejder i laboratoriet for studiemedforfatter Thomas Roberts, professor i økologi og evolutionær biologi, der studerer muskelstruktur og ydeevne. Sleboda så på elektronmikroskopbilleder af dyre muskelfibre og deres kollagenskeder og besluttede selv at bygge en simpel model.
Materialer til Slebodas model var ikke svære at få tak i. Kollagenettet er godt simuleret af Techflex flettet beklædning (typisk brugt til pænt at bundte computerkabler sammen), og muskelfiberne kunne fremstilles af et vandfyldt kondom købt i hjørne apotek.
Modellen afslørede, at væsken spillede en væsentlig rolle i muskelens mekaniske egenskaber - modstanden fra det vandfyldte kondom gjorde Techflex sværere at strække. Forskere har sjældent modelleret muskelmekanik for at tage højde for væske i fibrene, siger Sleboda. De havde stort set antaget, at væsken kun spillede en kemisk rolle i cellerne.
Bullfrog muskel
Men sagde Slebodas model noget meningsfuldt om egentlig fysiologi? Han gennemførte eksperimenter for at finde ud af det. I undersøgelsen rapporterer Sleboda og Roberts omhyggelige målinger af længdestrækning og den deraf følgende spænding i ikke kun modellen, men også i ægte bullfrog-muskler, da de varierede væskemængderne i muskelfibrene (og kondomerne).
Modellen og den virkelige muskel viste begge den samme karakteristiske kurve i deres plot: Jo mere væskevolumen i muskelfibre, jo mere spænding for en given strækningslængde. Væsken gør en specifik, målbar, mekanisk forskel.
”Vi kunne få nøjagtig den samme adfærd ved hjælp af en simpel model,” siger Sleboda. "Vores undersøgelse giver det første empiriske bevis for, at væske påvirker muskelspændinger."
Sleboda siger, at hans fund argumenterer for at tage højde for væske i modeller for muskelmekanik. For eksempel ser det ud til, at muskelfibre efter træning får mere væske. Tilføjelse af væskeeffekter til modeller af muskeladfærd kan derefter forbedre forståelsen af, hvordan muskler opfører sig efter træning.
Der er også medicinske tilstande, der påvirker, hvordan kollagennetet er struktureret eller fungerer, siger Sleboda. At vide, hvordan det interagerer med væskefyldte muskelfibre, kan også vise sig at være vigtigt i fremtidig forskning.
Undersøgelser inden for andre områder af dyrefysiologi tilvejebringer en færdig køreplan, faktisk fordi fiberarmerede væskehulrum, kaldet "hydrostatiske skelet" er almindelige strukturelle elementer i nogle organismer, siger Sleboda.
De nationale institutter for sundhed finansierede undersøgelsen.
Kilde: Brown University
Relaterede Bøger:
at InnerSelf Market og Amazon
