Fotoğraf kredisi: lululemon athletica, Wikimedia, cc 2.0.

Araştırmalara göre sıvı, kaslarımızı gerdiğimizde hissettiğimiz gerginliğin daha önce bilinmeyen bir kaynağı olduğunu gösteriyor.

İnsanlar dahil her hayvanda, her bir kas lifi hem sıkıştırılamaz akışkanla doldurulur hem de sarım kollajen bağ dokusu içinde örülür. Bir kasın uzunluğu uzadığında, etraftaki ağ uzunluğu uzar ve çapı daralır.

Aşağıda, bu “parmak tuzağı” oyuncaklarından birinde olanlara benziyor, Brown Üniversitesi doktora öğrencisi David Sleboda, yayınlanan çalışmanın baş yazarı Biyoloji Mektupları. Aynen oyuncağın kılıf gergin parmaklarınızı sıktığınız gibi yeterince uzattığınızda, kollajen ağı sonunda kas lifi üzerine sıkar. Lif sıkıştırılamaz bir sıvı ile dolu olduğundan, Sleboda keşfetti, hacminin daralma ağına karşı geri iterek daha da gerilmeyi zorlaştıran bir gerginlik yarattığını keşfetti.

Sleboda, “Buradaki temel sorun bir hacimler çatışmasıdır” diyor. “Ağ kılıfı ses seviyesini değiştirebilir ancak elyaf sabit bir hacimdir. Sonunda ikisi birbiriyle karşılaşacak ve gerginliğin gerçekten yükseldiğini göreceksiniz. ”

Sleboda, daha önce öne sürülen diğer faktörlerin de gerilirken hissettiğiniz gerilime katkıda bulunduğunu kabul ediyor. Biri, kollajen ağının kendisindeki bükülmeler tarafından yaratılan gerginlik, diğeri ise kas liflerinde titin olarak adlandırılan esnek bir proteindir. Ancak kas liflerinin sıvı dolu doğası da bir rol oynuyor gibi görünüyor.

Kondom + Techflex

Sleboda, çalışma yapıcı laboratuvarında çalışmakta ve ekoloji ve evrimsel biyoloji profesörü Thomas Roberts, kas yapısını ve performansını incelemektedir. Sleboda, hayvan kas liflerinin ve kollajen kılıflarının elektron mikroskop resimlerine bakıyordu ve basit bir model oluşturmaya karar verdi.

Sleboda modelinin materyallerini bulmak zor değildi. Kolajen ağ, Techflex örgülü kılıflama (iyi bir şekilde bilgisayar kablolarını düzgün bir şekilde bir araya getirmek için kullanılır) ile iyi bir şekilde simüle edilir ve kas lifi, köşe ilaç deposundan satın alınan su dolu bir prezervatiften yapılabilir.

Model, sıvının kasın mekanik özelliklerinde önemli bir rol oynadığını ortaya koydu; su dolu prezervatifin direnci Techflex'in gerilmesini zorlaştırdı. Sleboda, bilim adamları nadiren liflerdeki sıvıyı hesaba katacak şekilde kas mekaniklerini modellediklerini söylüyor. Büyük ölçüde, sıvının hücreler içinde sadece kimyasal bir rol oynadığını varsaydılar.

Kurbağa kası

Ancak Sleboda'nın modeli gerçek fizyoloji hakkında anlamlı bir şey söyledi mi? Bulmak için deneyler yaptı. Çalışmada, Sleboda ve Roberts, sadece modelde değil, aynı zamanda gerçek kurbağa kasında da kas liflerindeki (ve prezervatiflerdeki) sıvı miktarlarını değiştirdikleri için gerginliğin ve bunun sonucunda ortaya çıkan gerginliğin dikkatli ölçümlerini bildirmektedir.

Model ve gerçek kas, her ikisi de arazilerinde aynı karakteristik eğriyi sergilemiştir: Kas liflerinde akışkan hacmi arttıkça, belirli bir gerilme uzunluğu için daha fazla gerilim meydana gelir. Akışkan, spesifik, ölçülebilir, mekanik bir fark yaratır.

Sleboda, “Aynı davranışı sadece basit bir model kullanarak elde edebiliriz” diyor. “Çalışmamız kas gerginliğini etkileyen sıvının ilk ampirik kanıtını sunuyor.”

Sleboda, bulgularının kas mekaniği modellerinde sıvı oluşturmayı savunduğunu söylüyor. Örneğin, egzersizden sonra, kas lifleri daha fazla sıvı alıyor gibi görünmektedir. Daha sonra kas davranış modellerine sıvı etkileri eklemek, kasların egzersiz sonrası nasıl davrandıklarının anlaşılmasını sağlayabilir.

Sleboda, kolajen ağının nasıl yapılandırıldığını veya performans gösterdiğini etkileyen tıbbi durumlar da olduğunu söylüyor. Sıvı dolu kas lifleriyle nasıl etkileşime girdiğini bilmek de gelecekteki araştırmalarda önemli olabilir.

Sleboda, hayvan fizyolojisinin diğer alanlarındaki çalışmalara hazır bir yol haritası sunuyor, çünkü “hidrostatik iskeletler” olarak adlandırılan lif takviyeli sıvı boşluklarının bazı organizmalarda ortak yapısal unsurlar olduğunu söylüyor.

Ulusal Sağlık Enstitüleri çalışmayı finanse etti.

Kaynak: Brown Üniversitesi

İlgili Kitaplar:

at InnerSelf Pazarı ve Amazon