Fotokrediet: lululemon athletica, Wikimedia, cc 2.0.
Navorsing dui daarop dat vloeistof 'n bron van spanning wat ons voorheen as ons spiere rek, voorheen onbekend is.
In elke dier, insluitende mense, is elke spiervesel albei gevul met onvervormbare vloeistof en skede in 'n kronkelende maag van kollageenbindweefsel. Wanneer 'n spier in lengte strek, word die omliggende gaas verleng en word dit deursnit smaller.
Wat volg, is soos wat gebeur in een van daardie geweefde "vingervalle" speelgoed, berig doktorale doktorale student David Sleboda, doktorale doktorale doktor, wat in die studie gepubliseer is. Biologie Briewe. Net soos die speelgoed jou gekapte vingers druk wanneer jy dit ver genoeg strek, druk die kollageenmaas uiteindelik op die spiervesel. Omdat die vesel vol onbuigbare vloeistof is, het Sleboda ontdek, sy volume stoot terug teen die vernouende gaas, wat 'n spanning skep wat verdere strek baie moeiliker maak.
"Die fundamentele probleem hier is 'n konflik van volumes," sê Sleboda. "Die maasmou kan volume verander, maar die vesel is 'n konstante volume. Uiteindelik gaan die twee in mekaar hardloop, en dit is waar jy sien die spanning werklik skiet. "
Ander voorheen geplaasde faktore dra ook by tot die spanning wat jy voel wanneer jy strek, erken Sleboda. Die een is spanning wat deur kinks in die kollageenmaas self gevorm word, en die ander is 'n strekende proteïen in titels wat spiervezels genoem word. Maar die vloeistof-gevulde natuur van spiervesels blyk ook 'n rol te speel.
Sleboda werk in die laboratorium van studie mede-outeur Thomas Roberts, 'n professor in ekologie en evolusionêre biologie wat spierstruktuur en -prestasie bestudeer. Sleboda kyk na elektronmikroskopfoto's van dierespiervesels en hul kollageenskedes en besluit om self 'n eenvoudige model te bou.
Materiaal vir Sleboda se model was nie moeilik om te kom nie. Die kollageenmaas word goed gesimuleer deur Techflex-gevlegde skede (tipies gebruik netjiese rekenaarkabels saam) en die spiervesel kan gemaak word uit 'n water-gevulde kondoom wat by die dwelmwinkel gekoop is.
Die model het getoon dat die vloeistof 'n belangrike rol gespeel het in die meganiese eienskappe van die spier. Die weerstand van die water-gevulde kondoom het die Techflex moeiliker gemaak om te strek. Wetenskaplikes het selde spiermeganika gemodelleer om die vloeistof in die vesels te verantwoord, sê Sleboda. Hulle het grootliks aangeneem dat die vloeistof net 'n chemiese rol in selle gespeel het.
Maar het Sleboda se model iets betekenisvol oor die werklike fisiologie gesê? Hy het eksperimente gedoen om uit te vind. In die studie rapporteer Sleboda en Roberts noukeurige metings van lengtestrek en die gevolglike spanning in nie net die model nie, maar ook in werklike spierstertspiere, aangesien hulle die hoeveelhede vloeistof in die spiervesels (en kondome) verander.
Die model en die regte spier het albei dieselfde kenmerkende kromme in hul grafte vertoon: Hoe meer vloeistofvolume in die spiervesels, hoe meer spanning vir 'n gegewe lengte van strek. Die vloeistof maak 'n spesifieke, meetbare, meganiese verskil.
"Ons kan presies dieselfde gedrag kry met net 'n eenvoudige model," sê Sleboda. "Ons studie bied die eerste empiriese bewyse van vloeistof wat spierspanning beïnvloed."
Sleboda sê sy bevindings argumenteer vir die rekeningkunde vir vloeistof in modelle van spiermeganika. Byvoorbeeld, na oefening, lyk spiervesels meer vloeistof op te neem. Die toevoeging van vloeistof se effekte aan modelle van spiergedrag kan dan die begrip van hoe spiere opgedoen word na oefening verbeter.
Daar is ook mediese toestande wat beïnvloed hoe die kollageenmaas gestruktureer of uitgevoer word, sê Sleboda. Om te weet hoe dit met vloeibare gevulde spiervesels in wisselwerking is, kan ook in toekomstige navorsing belangrik wees.
Studies in ander gebiede van dierfisiologie bied 'n kant-en-klare padkaart, omdat veselversterkte vloeibare holtes, bekend as "hidrostatiese skelette", algemene struktuurelemente in sommige organismes is, sê Sleboda.