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.
