Napięcie w mięśniach jest konieczne dla ich prawidłowego budowania

Na zdjęciu napięty mięsień (zielony) i ścięgno (czerwony)

Mięśnie szkieletowe zbudowane są z małych kurczliwych jednostek zwanych sarkomerami. Wiele sarkomerów łączy się w uporządkowane szeregi i tworzy miofibryle, które rozciągają się od jednego końca mięśnia do drugiego. Kurczenie się sarkomerów powoduje kurczenie się całego mięśnia. Naukowcy z Instytutu Maxa Plancka w Monachium odkryli mechanizm leżący u podstaw procesu budowania mięśni. Jego kluczowym elementem ich zdaniem jest mechaniczne napięcie.

Kiedy brak w mięśniach napięcia, niemożliwe jest formowanie się miofibryli, a jedynie krótkich, przypadkowych skupisk białek. Mięsień jest wtedy zupełnie dysfunkcyjny. Naukowcy odkryli, że wkrótce po tym, kiedy odpowiedzialne za latanie mięśnie muszek owocowych połączą się ze ścięgnami, pojawia się w nich napięcie. Nasila się ono przed rozpoczęciem procesu budowania sarkomerów, a następnie przenosi się na cały system szkieletowo-mięśniowo-ścięgnowy. To początkowe, osiowe napięcie kieruje pozycją i porządkiem, w jakim mięśnie wytwarzają sarkomery.

Naukowcy wywołali u muszek mutację, z powodu której mięśnie owadów nie przytwierdzały się do ścięgien i w systemie nie dochodziło do powstania napięcia. W rezultacie mięśnie nie były w stanie zbudować regularnych długich miofibryli, ale wyłącznie chaotyczne skupiska białek. Podobne rezultaty przyniosło laserowe odcięcie ścięgien od mięśni.

"W oparciu o nasze wyniki - mówi Frank Schnorrer, szef grupy badawczej - chcielibyśmy zaproponować nowy model formowania się miofibryli, w którym dochodzi do syntezy sarkomerów na skutek mechanicznego napięcia. Dopiero kiedy osiągnięty zostaje pewien próg napięcia, rozpoczyna się formowanie miofibryl. Kiedy napięcie nie występuje, pozbawione porządkującego przestrzennie bodźca sarkomery zbierają się w bezładne skupiska."

Ponieważ ludzkie mięśnie również zawierają miofibryle, które powstają na skutek łączenia się sarkomerów, jest bardzo prawdopodobne, że zaprezentowany przez naukowców model rozwoju mięśni może stosować się również do ludzi.

(mk)