เครดิตภาพ: lululemon Athletica, Wikimedia, cc 2.0

การวิจัยชี้ว่าของไหลเป็นแหล่งความตึงเครียดที่เรารู้สึกเมื่อเรายืดกล้ามเนื้อโดยที่เราไม่เคยทราบมาก่อน

ในสัตว์ทุกชนิด รวมทั้งมนุษย์ เส้นใยของกล้ามเนื้อแต่ละเส้นนั้นเต็มไปด้วยของเหลวที่ไม่สามารถบีบอัดได้ และหุ้มด้วยตาข่ายที่คดเคี้ยวของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันคอลลาเจน เมื่อกล้ามเนื้อยืดออกไป ตาข่ายรอบๆ จะยาวขึ้นและมีเส้นผ่านศูนย์กลางแคบลง

สิ่งที่ตามมาก็เหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้นในของเล่น "ดักนิ้ว" ที่ถักทอ กล่าวโดย David Sleboda นักศึกษาปริญญาเอกของมหาวิทยาลัยบราวน์ ผู้เขียนนำของการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน จดหมายชีววิทยา. เช่นเดียวกับของเล่นบีบนิ้วที่หุ้มไว้ของคุณเมื่อคุณยืดออกจนสุด ตาข่ายคอลลาเจนก็บีบลงบนเส้นใยกล้ามเนื้อในที่สุด เนื่องจากเส้นใยเต็มไปด้วยของเหลวที่ไม่สามารถบีบอัดได้ Sleboda ค้นพบ ปริมาตรของเส้นใยนั้นดันกลับเข้าหาตาข่ายที่แคบลง ทำให้เกิดความตึงเครียดที่ทำให้การยืดตัวต่อไปทำได้ยากขึ้นมาก

“ปัญหาพื้นฐานที่นี่คือความขัดแย้งของปริมาณ” Sleboda กล่าว “ปลอกตาข่ายสามารถเปลี่ยนระดับเสียงได้ แต่ไฟเบอร์นั้นมีปริมาตรคงที่ ในที่สุดทั้งสองก็จะวิ่งเข้าหากัน และนั่นคือสิ่งที่คุณจะเห็นความตึงเครียดพุ่งสูงขึ้นจริงๆ”

ปัจจัยอื่น ๆ ที่วางไว้ก่อนหน้านี้ยังส่งผลต่อความตึงเครียดที่คุณรู้สึกเมื่อคุณยืดตัว Sleboda รับทราบ หนึ่งคือความตึงเครียดที่เกิดจากข้อบกพร่องในตาข่ายคอลลาเจน และอีกอย่างคือโปรตีนยืดในเส้นใยกล้ามเนื้อที่เรียกว่าไทติน แต่ธรรมชาติของเส้นใยกล้ามเนื้อที่เต็มไปด้วยของเหลวก็มีบทบาทเช่นกัน

ถุงยางอนามัย + Techflex

Sleboda ทำงานในห้องปฏิบัติการของ Thomas Roberts ผู้เขียนร่วมด้านการศึกษา ศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการที่ศึกษาโครงสร้างและประสิทธิภาพของกล้ามเนื้อ Sleboda กำลังดูภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของเส้นใยกล้ามเนื้อสัตว์และปลอกคอลลาเจนของพวกมัน และตัดสินใจสร้างแบบจำลองง่ายๆ ด้วยตัวเอง

วัสดุสำหรับแบบจำลองของ Sleboda นั้นหาได้ไม่ยาก ตาข่ายคอลลาเจนถูกจำลองมาอย่างดีโดยปลอกถัก Techflex (โดยทั่วไปใช้เพื่อมัดสายคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันอย่างเป็นระเบียบ) และเส้นใยกล้ามเนื้อสามารถทำจากถุงยางอนามัยที่บรรจุน้ำที่ซื้อมาจากร้านขายยาหัวมุม

แบบจำลองเปิดเผยว่าของเหลวมีบทบาทสำคัญในคุณสมบัติเชิงกลของกล้ามเนื้อ การต้านทานของถุงยางอนามัยที่เติมน้ำทำให้ Techflex ยืดตัวได้ยากขึ้น นักวิทยาศาสตร์แทบไม่ได้จำลองกลศาสตร์ของกล้ามเนื้อเพื่อพิจารณาของเหลวในเส้นใย Sleboda กล่าว พวกเขาส่วนใหญ่สันนิษฐานว่าของเหลวมีบทบาททางเคมีภายในเซลล์เท่านั้น

กล้ามอึ่ง

แต่แบบจำลองของ Sleboda พูดอะไรที่มีความหมายเกี่ยวกับสรีรวิทยาที่แท้จริงหรือไม่? เขาทำการทดลองเพื่อค้นหา ในการศึกษานี้ Sleboda และ Roberts รายงานการวัดการยืดตามยาวอย่างรอบคอบและความตึงเครียดที่เกิดขึ้นไม่เพียงแต่ในแบบจำลองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในกล้ามเนื้ออึ่งจริงด้วย เนื่องจากพวกมันเปลี่ยนปริมาณของเหลวในเส้นใยกล้ามเนื้อ (และถุงยางอนามัย)

แบบจำลองและกล้ามเนื้อจริงทั้งสองแสดงเส้นโค้งลักษณะเดียวกันในแผนผัง ยิ่งปริมาณของเหลวในเส้นใยกล้ามเนื้อมากเท่าใด ความตึงเครียดสำหรับความยาวของการยืดที่กำหนดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ของเหลวทำให้เกิดความแตกต่างทางกลเฉพาะ วัดค่าได้

Sleboda กล่าวว่า "เราสามารถทำให้เกิดพฤติกรรมเดียวกันได้โดยใช้แบบจำลองง่ายๆ "การศึกษาของเราเป็นหลักฐานเชิงประจักษ์ครั้งแรกของของเหลวที่มีผลต่อความตึงเครียดของกล้ามเนื้อ"

Sleboda กล่าวว่าการค้นพบของเขาโต้แย้งเรื่องการบัญชีของไหลในรูปแบบกลศาสตร์ของกล้ามเนื้อ ตัวอย่างเช่น หลังออกกำลังกาย เส้นใยกล้ามเนื้อดูเหมือนจะรับของเหลวมากขึ้น การเพิ่มผลกระทบของของเหลวในแบบจำลองพฤติกรรมของกล้ามเนื้อจะช่วยปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับพฤติกรรมของกล้ามเนื้อหลังการออกกำลังกาย

นอกจากนี้ยังมีเงื่อนไขทางการแพทย์ที่ส่งผลต่อโครงสร้างหรือการทำงานของคอลลาเจนตาข่าย Sleboda กล่าว การรู้ว่ามันโต้ตอบกับเส้นใยกล้ามเนื้อที่เติมของเหลวอย่างไรก็สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีความสำคัญในการวิจัยในอนาคต

การศึกษาในด้านอื่น ๆ ของสรีรวิทยาของสัตว์เป็นแผนงานสำเร็จรูป อันที่จริงแล้ว เนื่องจากโพรงของเหลวที่เสริมด้วยเส้นใยเรียกว่า "โครงกระดูกอุทกสถิต" เป็นองค์ประกอบโครงสร้างทั่วไปในสิ่งมีชีวิตบางชนิด Sleboda กล่าว

สถาบันสุขภาพแห่งชาติให้ทุนสนับสนุนการศึกษา

ที่มา: มหาวิทยาลัยบราวน์

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

at ตลาดภายในและอเมซอน