Photo credit: lululemon athletica, Wikimedia, cc 2.0.

Cecair adalah sumber ketegangan yang sebelumnya tidak diakui yang kita rasakan ketika kita meregangkan otot kita, kata penyelidikan.

Dalam setiap haiwan, termasuk manusia, setiap serat otot keduanya diisi dengan cairan tidak dapat dikompres dan dilapisi dalam jaringan penggulungan kolagen tisu kolagen. Apabila otot membentang panjang, mesh sekitar memanjang dan menjadi lebih sempit dalam diameter.

Apa yang berikut adalah seperti apa yang berlaku dalam salah satu mainan tenunan "tenunan jari", laporan pelajar doktoral Brown University, David Sleboda, penulis utama kajian yang diterbitkan dalam Surat Biologi. Sama seperti mainan memerah jari-jari bersarung anda apabila anda meregangnya cukup jauh, mesh kolagen akhirnya memerah pada serat otot. Kerana serat itu penuh dengan cairan yang tidak dapat dikompresikan, Sleboda mendapati, kelantangannya menolak ke arah penyempitan mesh, mewujudkan ketegangan yang membuat regangan lebih jauh lebih sukar.

"Masalah asas di sini adalah konflik jumlah," kata Sleboda. "Lengan mesh boleh menukar jumlah tetapi seratnya adalah isipadu malar. Akhirnya kedua-duanya akan berjalan antara satu sama lain, dan di situlah anda melihat ketegangan benar-benar menembak. "

Faktor lain yang diungkapkan juga turut menyumbang kepada ketegangan yang anda rasakan ketika anda meregang, Sleboda mengakui. Satu adalah ketegangan yang diciptakan oleh kinks dalam mesh kolagen itu sendiri, dan satu lagi adalah protein teregang dalam serat otot yang dipanggil titin. Tetapi sifat kenyal serat otot kelihatan memainkan peranan juga.

Kondom + Techflex

Sleboda bekerja di makmal kooperator kajian Thomas Roberts, seorang profesor ekologi dan biologi evolusi yang mengkaji struktur dan prestasi otot. Sleboda melihat gambar mikroskop elektron gentian otot haiwan dan sarung kolagen mereka dan memutuskan untuk membina model mudah sendiri.

Bahan-bahan untuk model Sleboda tidak sukar diperoleh. Jaringan kolagen disimulasikan dengan baik oleh pelindung motosikal Techflex (biasanya digunakan untuk memasang kabel komputer dengan kemas), dan serat otot boleh dibuat daripada kondom yang dipenuhi air yang dibeli di kedai ubat sudut.

Model ini mendedahkan bahawa bendalir memainkan peranan penting dalam sifat-sifat mekanik otot-rintangan kondom yang dipenuhi air menjadikan Techflex lebih sukar untuk meregangkan. Para saintis jarang memodelkan mekanik otot untuk mengira cecair dalam serat, kata Sleboda. Mereka sebahagian besarnya mengandaikan bahawa cecair hanya memainkan peranan kimia dalam sel.

Otot bullfrog

Tetapi apakah model Sleboda mengatakan sesuatu yang bermakna tentang fisiologi sebenar? Dia menjalankan eksperimen untuk mengetahui. Dalam kajian ini, Sleboda dan Roberts melaporkan pengukuran dengan teliti untuk mengimbangi panjang dan ketegangan yang terhasil dalam bukan sahaja model, tetapi juga dalam otot bullfrog sebenar kerana mereka mengubah jumlah cecair dalam gentian otot (dan kondom).

Model dan otot sejati memperlihatkan keluk ciri yang sama di plot mereka: Jumlah lebih banyak cecair dalam serat otot, semakin ketegangan untuk panjang peregangan. Bendalir itu membuat perbezaan mekanikal tertentu, boleh diukur dan mekanikal.

"Kami boleh mendapatkan tingkah laku yang sama dengan hanya menggunakan model mudah," kata Sleboda. "Kajian kami memberikan bukti empirikal pertama cecair yang mempengaruhi ketegangan otot."

Sleboda berkata penemuannya berhujah untuk perakaunan cecair dalam model mekanik otot. Contohnya, selepas bersenam, serat otot kelihatan lebih cair. Menambah kesan cecair kepada model tingkah laku otot dapat meningkatkan pemahaman bagaimana otot berperilaku selepas bersenam.

Terdapat juga keadaan perubatan yang mempengaruhi bagaimana jaringan kolagen disusun atau dilakukan, kata Sleboda. Mengetahui bagaimana ia berinteraksi dengan serat otot yang dipenuhi dengan bendalir juga boleh membuktikan penting dalam penyelidikan masa depan.

Kajian di bidang fisiologi haiwan menyediakan peta jalan yang sedia ada, sebenarnya, kerana rongga bendalir bertetulang serat, yang dipanggil "rangka hidrostatik" adalah elemen struktur yang lazim dalam sesetengah organisma, kata Sleboda.

Institut Kesihatan Nasional membiayai kajian ini.

sumber: Universiti Brown

Buku berkaitan:

at InnerSelf Market dan Amazon