Чудесная работа мышц: почему мое определение повлияло на развитие физиологии упражнений?

<р> Движение мышц всегда было горячей темой физиологических исследований, особенно механизма мышечного сокращения. С момента своего появления в 1954 году теория скользящих нитей стала важной основой для понимания людьми процессов сокращения мышц. Согласно этой теории, толстая мышечная нить, миозин, скользит мимо тонкой нити, актина, тем самым способствуя мышечному сокращению. Эта теория была предложена в результате независимых исследований двух исследовательских групп, Хью Хаксли и Рольфа Нидергерке. Это эпохальное открытие не только раскрыло основные принципы работы мышц, но и оказало глубокое влияние на развитие физиологии упражнений.

«Теория скользящих нитей не только изменила наше понимание мышц, но и заложила теоретическую основу для этой области».

<р> До того, как была предложена теория скользящих нитей, существовало множество конкурирующих теорий, объясняющих сокращение мышц, включая электрическое притяжение, сворачивание белка и т. д. В основе теории скользящих нитей лежит теория поперечных мостиков — механизм, который описывает, как мышечные белки генерируют движение, образуя поперечные мостики. Теория состоит в том, что когда головка миозина связывается с актином, образуется поперечный мостик, который способствует сокращению мышц.

Ранняя работа

<р> Историю исследований мышц можно проследить до 19 века, когда немецкий ученый Вилли Кюне впервые извлек и назвал миозин в 1864 году. Последующие исследования показали, что миозин обладает ферментативной активностью по расщеплению АТФ с высвобождением энергии, что дало людям более глубокое понимание источника энергии в мышцах. В 1942 году открытие венгерского физиолога Альберта Сент-Дьердьи еще раз указало на то, что АТФ является источником энергии для сокращения мышц.

«Я наблюдал укорочение мышечных волокон, содержащих миозин B, в присутствии АТФ. Это был самый волнующий момент в моей жизни».

<р> Со временем Сент-Дьёрдьи, работая с Бруно Ференцем Штраубом, в конечном итоге определил связь между миозином B и другим белком, актином, и назвал его миозином. Это открытие прокладывает путь для будущих теорий мышечного сокращения.

Развитие теории скользящей нити

<р> В 1950-х годах Хью Хаксли начал углубленно изучать структуру мышц после получения докторской степени в Кембриджском университете. В ходе исследовательского процесса он сотрудничал с Джин Хэнсон, используя электронную микроскопию для изучения деталей мышечных белков, и, наконец, подтвердил нитевидную структуру мышечных белков.

«Если предположить, что процесс растяжения мышцы происходит не за счет удлинения нитей, а за счет скольжения между двумя наборами нитей, то миозин-актиновая связь будет тормозиться».

<р> В номере журнала Nature от 22 мая 1954 года Хаксли, Хэнсон и Нидергерке одновременно опубликовали несколько статей, основанных на изученной ими теории скользящей нити. Хотя их выводы схожи, экспериментальные данные и предположения различаются. В исследованиях Хаксли и Нидергерке считалось, что во время мышечного сокращения актиновые нити входят между нитями миозина, тогда как Хаксли и Хэнсон уделяли больше внимания структурным изменениям волокон.

Принятие и влияние теории

<р> Хотя на первых порах теория скользящей нити встречала много скептицизма, в конечном итоге она получила широкое признание. Хью Хаксли переформулировал свою теорию на конференции в 1972 году, что вывело соответствующие исследования на новый этап. Лишь в 1980-х годах ученые использовали передовые инструменты для прямой демонстрации скользящего движения мышечных волокон, что дало теории скользящих нитей прочную основу.

«Скольжение — это факт, хотя я не могу объяснить механизм».

<р> Благодаря непрерывным экспериментам и накоплению доказательств Хаксли наконец официально предложил модель поперечного мостика в 1969 году. Эта модель не только объяснила процесс мышечного сокращения, но и заложила основу для последующих физиологических исследований при упражнениях. Центральное место в этой теории занимает периодическая ассоциация и диссоциация между актином и миозином, которая сейчас широко принята как цикл поперечных мостиков.

<р> Хотя теория скользящей нити широко признана в академическом сообществе, остается еще много вопросов, которые необходимо изучить. Эта теория не только оказала глубокое влияние на физиологию, но и открыла новые горизонты для наших сегодняшних исследований спортивной науки. Итак, какие еще схемы будут вдохновлены этой теорией для будущих биомедицинских исследований?

Trending Knowledge

Секрет сокращения мышц: как теория скользящей ленты переворачивает традиционные концепции?
При изучении биологических функций механизм мышечного сокращения, несомненно, является одной из самых интересных тем. Традиционно у людей существовало множество различных теорий о том, как сокращаются
Рождение теории скользящей ленты: как она была предложена независимо двумя группами ученых?
Теория скользящей ленты — важная теория, объясняющая механизм мышечного сокращения, который основан на скольжении мышечных белков друг относительно друга, вызывая движение. Согласно этой теории, миози

Responses