为什么当你伸展肌肉时感到紧张

为什么当你伸展肌肉时感到紧张
照片来源:lululemon athletica,Wikimedia,cc 2.0。

研究表明,流体是我们伸展肌肉时所感受到的张力的前所未知的来源。

在包括人类在内的每一种动物中,每根肌纤维都充满了不可压缩的液体,并被包裹在胶原结缔组织的卷绕网中。 当肌肉拉长时,周围的网眼变长,直径变窄。

接下来的事情就像是其中一种编织“手指陷阱”玩具发生的事情,布朗大学博士生David Sleboda报告的主要作者,发表在 生物学信件。 就像玩具在伸展的时候挤压你的手指一样,胶原蛋白网最终挤压在肌肉纤维上。 由于纤维中充满了不可压缩的流体,Sleboda发现,它的体积推回到缩小的网格,造成一种张力,使得进一步的伸展变得更加困难。

Sleboda说:“这里的根本问题是数量冲突。 “网套可以改变体积,但纤维是一个恒定的体积。 最终,两人将陷入对方,那就是你看到紧张局势真正爆发的地方。“

Sleboda承认,其他之前假设的因素也会促使你在伸展时感到紧张。 一种是由胶原蛋白网本身扭结而产生的张力,另一种是肌肉纤维中有弹性的蛋白质,被称为蛋白质。 但肌纤维的充满液体的性质似乎也起了一定的作用。

安全套+ Techflex

Sleboda在研究合着者Thomas Roberts的实验室工作,他是研究肌肉结构和性能的生态学和进化生物学教授。 Sleboda正在看动物肌纤维及其胶原鞘的电子显微镜图片,并决定自己建立一个简单的模型。

Sleboda的模型材料并不难。 Techflex编织护套(通常用于将计算机电缆整齐地捆绑在一起)很好地模拟胶原蛋白网,肌肉纤维可以由在角落药店购买的充水避孕套制成。

该模型显示,液体在肌肉的力学性能中发挥了重要作用 - 充水避孕套的阻力使得Techflex更难拉伸。 Sleboda说,科学家很少将肌肉力学建模为纤维中的流体。 他们主要认为流体在细胞内只起化学作用。


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牛蛙肌肉

但Sleboda的模型是否对实际生理学说有意义? 他进行了实验发现。 在这项研究中,Sleboda和Roberts报道了纵向拉伸的仔细测量结果以及由此产生的拉伸,不仅在模型中,而且在真实的牛蛙肌肉中,因为它们改变了肌肉纤维(和避孕套)中的流体量。

模型和真实的肌肉在他们的图中都显示出相同的特征曲线:肌纤维中的流体体积越多,在给定的拉伸长度下的张力越大。 流体产生特定的,可测量的机械差异。

“我们可以用一个简单的模型就可以得到完全一样的行为,”Sleboda说。 “我们的研究提供了流体影响肌肉张力的第一个经验证据。”

斯莱达说,他的研究结果争辩说,在肌肉力学模型流体。 例如,运动后,肌肉纤维似乎承担更多的流体。 增加流体对肌肉行为模型的影响,可以提高对运动后肌肉行为的认识。

Sleboda说,也有影响胶原蛋白网状结构或表现的医疗条件。 了解它如何与充满液体的肌肉纤维相互作用,在未来的研究中也是重要的。

事实上,动物生理学其他领域的研究提供了一个现成的路线图,因为纤维增强流体空腔被称为“流体静力学骨架”,在一些生物体中是常见的结构元素,Sleboda说。

国立卫生研究院资助了这项研究。

来源: 布朗大学

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