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As maravilhosas obras dos músculos: por que minha definição influenciou o desenvolvimento da fisiologia do exercício?
O movimento muscular sempre foi um tema quente na pesquisa fisiológica, especialmente no mecanismo de contração muscular. Desde a sua introdução em 1954, a teoria do filamento deslizante tornou-se uma base importante para a compreensão das pessoas sobre a contração muscular. De acordo com esta teoria, o filamento grosso do músculo, a miosina, desliza além do filamento fino, a actina, promovendo assim a contração muscular. Esta teoria foi proposta a partir da investigação independente de duas equipas de investigação, Hugh Huxley e Rolf Niedergerke. Esta descoberta marcante não só revelou os princípios básicos de funcionamento dos músculos, mas também teve um impacto profundo no desenvolvimento da fisiologia do exercício.
"A teoria do filamento deslizante não só mudou a nossa compreensão dos músculos, mas também lançou as bases teóricas para este campo
."
Antes da teoria do filamento deslizante ser proposta, havia muitas teorias concorrentes para explicar a contração muscular, incluindo atração elétrica, enovelamento de proteínas, etc. O núcleo da teoria do filamento deslizante reside na teoria das pontes cruzadas, um mecanismo que descreve como as proteínas musculares geram movimento formando pontes cruzadas. A teoria é que quando a cabeça da miosina se liga à actina, forma-se uma ponte cruzada que promove a contração muscular.
Trabalho inicial
A história da pesquisa muscular remonta ao século 19, quando o cientista alemão Willy Kühne extraiu e nomeou miosina pela primeira vez em 1864. Pesquisas subsequentes descobriram que a miosina tem a atividade enzimática de quebrar o ATP para liberar energia, o que deu às pessoas uma compreensão mais profunda da fonte de energia dos músculos. Em 1942, a descoberta do fisiologista húngaro Albert Szent-Györgyi apontou ainda que o ATP é a fonte de energia para a contração muscular.
"Observei o encurtamento das fibras musculares contendo miosina B na presença de ATP. Este foi o momento mais emocionante da minha vida
."
Com o tempo, Szent-Györgyi, trabalhando com Brunó Ferenc Straub, acabou identificando a relação entre a miosina B e outra proteína, a actina, e batizou-a de miosina. Esta descoberta abre caminho para futuras teorias de contração muscular.
Desenvolvimento da teoria do filamento deslizante
Na década de 1950, Hugh Huxley começou a estudar profundamente a estrutura muscular após receber seu doutorado na Universidade de Cambridge. Durante o processo de pesquisa, ele colaborou com Jean Hanson no uso da microscopia eletrônica para explorar os detalhes das proteínas musculares e, finalmente, confirmou a estrutura filamentosa das proteínas musculares.
"Se assumirmos que o processo de alongamento do músculo não é devido ao alongamento dos filamentos, mas ao deslizamento entre os dois conjuntos de filamentos, então a ligação miosina-actina será inibida."
Na edição de 22 de maio de 1954 da Nature, Huxley, Hanson e Niedergerke publicaram simultaneamente vários artigos baseados na teoria do filamento deslizante que estudaram. Embora suas conclusões sejam semelhantes, os dados experimentais e as suposições diferem. A pesquisa de Huxley e Niedergerke acreditava que durante a contração muscular, os filamentos de actina entram entre os filamentos de miosina, enquanto Huxley e Hanson prestaram mais atenção às mudanças estruturais das fibras.
Aceitação e influência da teoria
Embora a teoria do filamento deslizante tenha encontrado muito ceticismo em seus primeiros dias, ela acabou ganhando ampla aceitação. Hugh Huxley reformulou sua teoria em uma conferência em 1972, o que levou a pesquisa relacionada a um novo estágio. Somente na década de 1980 é que os cientistas usaram ferramentas avançadas para demonstrar diretamente o movimento deslizante das fibras musculares, dando à teoria do filamento deslizante uma base firme.
"Deslizar é um fato, embora não consiga explicar o mecanismo."
Através de experimentos contínuos e acúmulo de evidências, Huxley finalmente propôs formalmente o modelo de ponte cruzada em 1969. Este modelo não apenas explicou o processo de contração muscular, mas também lançou as bases para pesquisas fisiológicas de exercício subsequentes. No centro desta teoria está a associação e dissociação periódica entre actina e miosina, que agora é amplamente aceita como o ciclo de ponte cruzada.
Embora a teoria do filamento deslizante seja amplamente reconhecida na comunidade acadêmica, ainda existem muitas questões que precisam ser exploradas. Esta teoria não só teve um impacto profundo na fisiologia, mas também abriu novos horizontes para a nossa investigação em ciências desportivas hoje. Então, que outros layouts serão inspirados nesta teoria para futuras pesquisas biomédicas?
