Результаты показывают, что даже такие базовые вопросы, как то, как быстро может сокращаться мышца или сколько способов может генерировать мощность, имеют новые и неожиданные ответы.
По данным исследования Мичиганского университета, поток воды внутри мышечного волокна может определять скорость сокращения мышцы.
Почти все животные используют мышцы для движения, и давно известно, что мышцы, как и все другие клетки, состоят примерно на 70% из воды. Но исследователи не знают, что устанавливает диапазон и верхние пределы производительности мышц. Предыдущие исследования того, как работают мышцы, были сосредоточены только на том, как они работают на молекулярном уровне, а не на том, как формируются мышечные волокна, что они трёхмерны и полны жидкости.
Учёные создали теоретическую модель роли воды в сокращении мышц и обнаружили, что то, как жидкость движется по мышечному волокну, определяет, насколько быстро мышечное волокно может сокращаться.
Они также обнаружили, что мышцы проявляют новый тип эластичности, называемый нечётной эластичностью, которая позволяет мышцам генерировать энергию с помощью трёхмерных деформаций, что подтверждается распространённым наблюдением: когда мышечное волокно сокращается в продольном направлении, оно также выпячивается в перпендикулярном направлении.
Исследователи говорят, что эта структура может быть использована для описания многих других клеток и тканей, которые также в значительной степени состоят из воды, и может быть применена к сверхбыстрым движениям одноклеточных микроорганизмов и тому, как их можно контролировать. Их выводы также могут повлиять на конструкцию мягких приводов (тип материала, который преобразует энергию в движение), быстрых искусственных мышц и материалов, изменяющих форму, все из которых имеют очень медленную скорость сокращения, поскольку они запускаются извне. Их результаты опубликованы в журнале Nature Physics.
Перевод выполнен журналистом издания Techno Dzen. При полном или частичном использовании материала гиперссылка обязательна.
Ранее Techno Dzen сообщил, что хорошие мышцы и печень защищают людей с ожирением от диабета.