Por que você sente a tensão quando você estica um músculo

Por que você sente a tensão quando você estica um músculo
Crédito da foto: lululemon athletica, Wikimedia, cc 2.0.

Fluido é uma fonte previamente desconhecida da tensão que sentimos quando esticamos os músculos, sugere a pesquisa.

Em cada animal, incluindo humanos, cada fibra muscular é preenchida com fluido incompressível e revestida por uma malha sinuosa de tecido conjuntivo de colágeno. Quando um músculo se alonga em comprimento, a malha circundante se alonga e se torna mais estreita em diâmetro.

O que se segue é como o que acontece em um desses brinquedos de “armadilha de dedos”, relata o estudante de doutorado da Universidade Brown, David Sleboda, principal autor do estudo publicado em Cartas de Biologia. Assim como o brinquedo aperta os dedos embainhados quando você o estende o suficiente, a malha de colágeno acaba comprimindo a fibra muscular. Como a fibra está cheia de fluido incompressível, descobriu Sleboda, seu volume empurra de volta contra a tela de estreitamento, criando uma tensão que torna o alongamento adicional muito mais difícil.

"O problema fundamental aqui é um conflito de volumes", diz Sleboda. “A luva de malha pode alterar o volume, mas a fibra é um volume constante. Eventualmente, os dois vão se encontrar, e é aí que você vê a tensão realmente disparar ”.

Outros fatores previamente postulados também contribuem para a tensão que você sente quando se alonga, reconhece Sleboda. Uma delas é a tensão criada por dobras na própria tela de colágeno, e outra é uma proteína elástica nas fibras musculares chamada titina. Mas a natureza fluida das fibras musculares também parece desempenhar um papel.

Condom + Techflex

Sleboda trabalha no laboratório do co-autor Thomas Roberts, professor de ecologia e biologia evolutiva que estuda a estrutura e o desempenho muscular. Sleboda estava olhando para fotos de microscópio eletrônico de fibras musculares de animais e suas bainhas de colágeno e decidiu construir um modelo simples.

Materiais para o modelo de Sleboda não eram difíceis de encontrar. A malha de colágeno é bem simulada pelo revestimento trançado da Techflex (normalmente usado para unir os cabos do computador), e a fibra muscular pode ser feita a partir de um preservativo cheio de água comprado na farmácia da esquina.

O modelo revelou que o fluido desempenhou um papel significativo nas propriedades mecânicas do músculo - a resistência do preservativo cheio de água tornou o Techflex mais difícil de esticar. Os cientistas raramente modelaram a mecânica muscular para explicar o fluido nas fibras, diz Sleboda. Eles assumiram que o fluido desempenhava apenas um papel químico dentro das células.


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Músculo Bullfrog

Mas o modelo de Sleboda disse alguma coisa significativa sobre a fisiologia real? Ele realizou experimentos para descobrir. No estudo, Sleboda e Roberts relatam medições cuidadosas do alongamento longitudinal e da tensão resultante não apenas no modelo, mas também no músculo real de rã-touro, à medida que variavam a quantidade de fluido nas fibras musculares (e nos preservativos).

O modelo e o músculo real exibiram a mesma curva característica em suas parcelas: quanto mais volume de fluido nas fibras musculares, mais tensão para um determinado comprimento de alongamento. O fluido faz uma diferença mecânica específica e mensurável.

"Nós poderíamos obter exatamente o mesmo comportamento usando apenas um modelo simples", diz Sleboda. "Nosso estudo fornece a primeira evidência empírica de que o fluido influencia a tensão muscular".

Sleboda diz que suas descobertas defendem a contabilização de fluidos em modelos de mecânica muscular. Por exemplo, após o exercício, as fibras musculares parecem adquirir mais fluido. Adicionar os efeitos do fluido aos modelos de comportamento muscular poderia, então, melhorar a compreensão de como os músculos se comportam após o exercício.

Existem também condições médicas que afetam como a malha de colágeno é estruturada ou executa, diz Sleboda. Saber como ele interage com fibras musculares cheias de fluido também pode ser importante em pesquisas futuras.

Estudos em outras áreas da fisiologia animal fornecem um roteiro pré-fabricado, de fato, porque as cavidades de fluidos reforçadas com fibras, chamadas de “esqueletos hidrostáticos”, são elementos estruturais comuns em alguns organismos, diz Sleboda.

Os Institutos Nacionais de Saúde financiaram o estudo.

Fonte: Universidade Brown

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