當你伸展肌肉時為什麼感到緊張

當你伸展肌肉時為什麼感到緊張
照片來源:lululemon athletica,Wikimedia,cc 2.0。

研究表明,當我們伸展肌肉時,液體是我們以前未被承認的緊張感。

在包括人類在內的每一種動物中,每根肌纖維都充滿不可壓縮的液體並且包裹在膠原結締組織的纏繞網中。 當肌肉伸展時,周圍的網狀物變長並且直徑變窄。

以下內容就像在其中一個編織的“手指陷阱”玩具中發生的那樣,布朗大學博士生David Sleboda報導,該研究的主要作者 生物學快報。 就像玩具在你伸展到足夠遠的時候擠壓你的護套一樣,膠原蛋白網最終擠壓在肌肉纖維上。 Sleboda發現,由於纖維中充滿了不可壓縮的液體,它的體積會向縮小的網狀物推回,產生張力,使得進一步伸展更加困難。

“這裡的根本問題是數量衝突,”Sleboda說。 “網套可以改變體積,但纖維是一個恆定的體積。 最終這兩個人會相互碰撞,而這就是你看到緊張局勢真正起來的地方。“

Sleboda承認,其他先前提出的因素也會導致您伸展時的緊張感。 一種是由膠原蛋白網本身扭結產生的張力,另一種是肌肉纖維中稱為titin的彈性蛋白質。 但肌肉纖維充滿液體的性質似乎也起了作用。

避孕套+ Techflex

Sleboda在研究實驗室共同作者Thomas Roberts工作,他是一位研究肌肉結構和表現的生態學和進化生物學教授。 Sleboda正在觀察動物肌纖維及其膠原鞘的電子顯微鏡照片,並決定自己建造一個簡單的模型。

Sleboda模型的材料並不難獲得。 Techflex編織護套(通常用於整齊地將計算機電纜捆綁在一起)很好地模擬膠原網,並且肌肉纖維可以由在角落藥店購買的充滿水的避孕套製成。

該模型顯示,液體在肌肉的機械性能中起著重要作用 - 充水避孕套的阻力使得Techflex更難拉伸。 斯萊博達說,科學家們很少建模肌肉力學來解釋纖維中的液體。 他們基本上認為液體在細胞內起著化學作用。

牛蛙肌肉

但Sleboda的模型是否對實際生理學有任何意義? 他進行了實驗以找出答案。 在這項研究中,Sleboda和Roberts報告了縱向拉伸的仔細測量以及由此產生的張力不僅在模型中,而且在真實的牛蛙肌肉中,因為它們改變了肌肉纖維(和避孕套)中的液體量。

模型和真實肌肉在它們的圖中都顯示出相同的特徵曲線:肌肉纖維中的液體體積越大,給定拉伸長度的張力越大。 流體產生特定的,可測量的機械差異。

“我們可以使用一個簡單的模型獲得完全相同的行為,”Sleboda說。 “我們的研究提供了流體影響肌肉緊張的第一個經驗證據。”

Sleboda說他的研究結果主張在肌肉力學模型中考慮流體。 例如,運動後,肌肉纖維似乎呈現出更多的液體。 增加液體對肌肉行為模型的影響可以提高對運動後肌肉行為的理解。

Sleboda說,還有一些醫療條件會影響膠原蛋白網的結構或表現。 了解它與充滿液體的肌肉纖維的相互作用在未來的研究中也很重要。

事實上,對動物生理學其他領域的研究提供了一個現成的路線圖,因為纖維增強的流體腔,稱為“流體靜力骨架”,是某些生物中常見的結構元素,Sleboda說。

美國國立衛生研究院資助了這項研究。

資源: 布朗大學

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