Ученые выяснили, как вода контролирует скорость мышц

Новое исследование Мичиганского университета показывает, что поток воды внутри мышечных волокон является ключевым фактором, определяющим скорость сокращения мышц. Традиционные исследования были сосредоточены на молекулярных механизмах, но физик Сурадж Шанкар и Л. Махадеван из Гарварда разработали теоретическую модель, показывающую, что движение жидкости в мышечных волокнах существенно влияет на скорость сокращения.

Их выводы, опубликованные в журнале Nature Physics, свидетельствуют о новом типе эластичности мышц, называемом нечетной эластичностью, которая позволяет мышцам генерировать энергию за счет трехмерных деформаций. Это открытие может изменить наше понимание работы мышц и повлиять на разработку искусственных мышц и мягких актуаторов, пишут ученые.

Исследователи уподобляют мышечные волокна активной губке, где молекулярные двигатели приводят в действие сокращение, перемещая воду через пористую сеть. Это движение устанавливает верхний предел того, как быстро может сокращаться мышца. Так, если у крупных животных мышечные сокращения контролируются в основном нервной системой, то у мелких организмов, таких как насекомые, решающую роль играет движение жидкости внутри мышечных волокон.