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肌肉工作机制的新理解
2017年09月07日 狗狗新闻 ⁄ 共 813字 暂无评论

肌肉机能失调既可能是简单的运动后肌肉紧张,也可能严重到心脏衰竭和肌肉萎缩。现在,麦吉尔大学研发的一项新技术使得有可能更细致地观察肌小节(所有骨骼肌和心肌的基本组成单元)是如何协同工作的。这一发现能大大推进各种肌肉机能失调方面的研究。

过分繁琐的工作

肌小节是肌肉中最小的单元,其中所有负责使肌肉工作的分子都是完整的。这些细小结构的直径约为人类头发平均直径的百分之一,在肌肉收缩过程中协力作用产生力。科学家早已知道当某些肌肉处于活跃状态时,数百万肌小节就会共同工作,肌肉机能失调就可能部分是由于肌小节之间的沟通障碍。但这种沟通到底是如何进行的仍然成谜。其中的问题在于无人能将单个肌小节孤立出来,观察其动作,测量正在发生什么。

麦吉尔大学运动机能系教师、论文第一作者Dilson Rassier说道:“在过去几年中研究这个项目十分十分繁琐,令人沮丧。我们利用微加工探针测量力,用高技术显微镜孤立肌小节,然后观察肌小节收缩。由于测量数据中涉及的数字量级很小、非常精确,我们的一个合作者必须提出一种数学模型来分析这些数据。”

放大动作微小肌肉

10毫米的肌肉纤维中包含2000到2500肌小节。为了观察肌小节的动作,研究者必须首先孤立一条肌原纤维(组成肌肉组织的基本杆状单元),随后放大到单个肌小节。他们用不同浓度的钙激活和松弛肌肉,引起肌小节收缩,测量产生的力。

他们发现,在健康的肌原纤维中,所有邻接肌小节都适应于激发的那一个肌小节。这一发现令人兴奋,表明肌原纤维中的肌小节之间具有合作机制,而且与肌小节分子的特定性质有关。肌小节间的这种动态特性对于理解收缩的分子机制至关重要。

Rassier对这一发现十分高兴:“我们小组为此付出了巨大的努力,但都是值得的。这一技术为肌肉领域的研究打开了诸多可能性。我们发表该发现以来的几周里,我已经收到了世界各地生物物理学家和生理学家的热烈来信。我们的下一步是研究在心脏衰竭和其他肌肉系统疾病中发生了什么。”

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