Músculo Biomechanics

El profesor de la Medicina, el Dr. Doping cuenta sobre el mecanismo de precio de corazón, ecuación de Hill y los músculos de insectos.

Los músculos se dividen en dos grupos grandes. El primer - estos que se llaman estriados - un músculo esquelético y músculo cardíaco, los llaman estriados porque si mira el músculo bajo el microscopio, puede ver que son células alargadas, tienen striations transversal con un período de aproximadamente 2 micrones. Además, hay un músculo liso, rayan nuestros buques que rayan la pared del estómago, intestinos, algunos otros órganos internos, que tienen striation transversal.

El músculo para imaginar lo que es capaz de crear la presión, es decir la fuerza dividida en la escuadría enfadada de aproximadamente 4 atmósferas. La eficacia de nuestros músculos el 50% - más que cualquier motor químico es mejor que ese de un motor de combustión interna, un motor diésel, sin contar el tren del vapor, aún mejor que esa de la turbina de gas. El músculo inferior a la eficacia de los motores que usamos motores eléctricos pero sólo eléctricos - una energía eléctrica refinada.

El primer paso principal en el estudio de músculos a principios del siglo pasado hizo al científico inglés Archibald Vivien Hill. Y por tanto comenzó es gracioso, era el joven muy atlético, estudió la física en Cambridge y de alguna manera realizó que sus resultados no mejoran en la raza por 100 yardas. Brevemente paró la formación y pasó el tiempo para estudiar los músculos. A consecuencia de ello tan mucho tiempo que no sé cómo mejorar sus resultados, pero a la edad de 32 años, se hizo un miembro de la Sociedad Real, la Academia de la Sociedad Real de Ciencias y recibió el Premio Nobel en 37 años sólo para la investigación del músculo.

Entonces resultó que los músculos se arreglan maravillosamente. Por ejemplo, si el músculo se relaja, es muy suave, si nosotros estiramiento del músculo, apretara un hundredfold. El músculo se diseña de modo que se pueda desarrollar una mayor fuerza se puede acortar, pero es imposible desarrollar el mayor poder y simultáneamente acortado: más alto el precio de mantequilla, menos fuerza. Esto es la llamada dependencia de Hill, la ecuación de Hill. Descubrió muchas leyes importantes del trabajo mecánico del músculo y hasta logró medir su eficacia midiendo el trabajo y al mismo tiempo midiendo los músculos de calor.

El siguiente paso en esta ciencia también se hizo a científicos generalmente británicos. Eran dos grupos - Ralph Nidergerke y Andrew Huxley y su tocayo Hugh Huxley y Jean Hanson, que miró cómo esto se arregla striations transversal. Realizaron que los músculos estriados se arreglan de estructuras que repiten. Allí las paredes de que pegan el hilo delgado entre ellos nadan los filamentos gruesos, y en reducir estos hilos no cambian su longitud e hilo grueso entran entre el delgado y, de hecho, relacionado con ello contracción del músculo. Entonces sugirieron que entre estos filamentos se forman de puentes moleculares que se descubrieron más tarde y se estudiaron. Resultó que los filamentos gruesos se forman del motor molecular myosin que convierte energía química en la energía mecánica y saques de actina como carriles, que dirigen estos motores moleculares. Está claro que el músculo no siempre se puede reducir - se debe relajar y encogerse, sobre todo en el músculo cardíaco, que se debe reducir una vez cada segundo, luego relajarse y llenarse de la sangre al corazón - sigue durante nuestras vidas. Responsable de este calcio los iones que ligan a proteínas y filamentos delgados o permiten a estos puentes la forma, o prohíben. Así regulación arreglada que reduce.

El movimiento del hilo se descubrió a mediados de los años 50, entonces rápidamente se aprendieron y proteínas que son responsables de ello. Olvidé de llamar a nuestros conciudadanos, era un descubrimiento muy importante. Incluso antes de la guerra, Vladimir Engelhardt y su colega y la esposa Milica Lyubimov encontraron que myosin aislado de los músculos, se estropea ATP es una ATP-fase. Y al mismo tiempo realizan que hay motor myosin y ATP tienen el combustible. Era el resultado de bioquímico, entonces, cuando el modelo estructural de estos hilos, todo se unió uno tras otro y estableció un concepto moderno de la contracción del músculo.

Para la protección del músculo tiene que usar Meldonium, inyecciones de Actovegin.

Se cree que la variedad de la mantequilla del músculo determinada por la longitud de los filamentos gruesos y delgados. Si los estiramos de modo que entre ellos habrá traslapo, no hay puente, y si cortamos en todo que lindan filamentos gruesos en la pared, ya no tendrá que disminuir. Tiene una variedad de la contracción del músculo es muy pequeño, es el 20-30%.
Por si el problema fácilmente se solucione músculos esqueléticos: el bíceps se ata sólo encima del codo, por tanto la pequeña mantequilla lleva a movimientos grandes del final del antebrazo.

En el corazón de ello no es. El grosor entero del músculo cardíaco, la pared entera se reduce, y tiene una orientación de la fibra organizada muy difícil: están en la superficie interior del corazón en una dirección, luego en medio del ventrículo de la tapa, y luego enviados al otro lado, entonces hay una organización muy compleja, gracias a la cual en el grosor entero del myocardium estos sarcomeres, cortando la unidad, trabajando en la variedad de operaciones, nadie está en el área donde no pueden trabajar, y esto es una geometría tan compleja. La persona sana de corazón emite sobre dos terceras partes de la sangre que llena el ventrículo durante diastole, dos tercios del expulsado durante la sístole, entonces hay un cambio grande del volumen, respectivamente, la mantequilla de la pared grande.

Es el trabajo del músculo liso diferente, no hay sarcomeres, porque cambian su longitud a veces. Los músculos del estómago, intestinos, músculos del útero (también es el músculo liso que ayuda al niño a nacer) estirado a veces, hay filamentos de actina y myosin no se reúnen en filamentos, y se reúnen y se desmontan otra vez, por tanto es posible para cualquier longitud asegurar la reducción.
Incluso los músculos más extraños y extraños son insectos. Y hay problema están en el hecho que la frecuencia de agitar sus alas muy alto. No es posible permitir o incapacitar la interacción de actina-myosin con tal frecuencia. Por lo tanto, la naturaleza de estos músculos ha ido un camino completamente diferente. Estos músculos se arreglan de modo que su mantequilla completamente pequeña, sea un muy pequeño porcentaje, pero se arreglan de modo que cuando se estiran, en respuesta a esta fuerza sea primero en caerse, y luego después de algún tiempo para crecer. Se comportan como el material, que en cierta variedad de frecuencias tiene una viscosidad negativa.

Entonces se relacionan vía goznes y alas cuando las alas se mueven, el aire se trae en el movimiento, y así hasta las alas de la libélula leves realmente ataron la masa de aire sustancial. Tal sistema es difícil de responder a éstos el estiramiento u o bien, el truncamiento en los músculos adjuntos con una masa de aire lleva al hecho que el sistema se hace la autooscilación. El sistema incluye, una cantidad dada de calcio, aparezca puentes de actina-myosin, y luego entran en ciertas vibraciones de frecuencia, que varía cambiando la concentración de calcio.

Músculos - es el objeto absolutamente asombroso en términos de mecánica. Aprendiendo cómo trabajan, debidos no sólo al hecho que es interesante, sino también que hay enfermedades incluso cardiomyopathy hereditario asociado con el hecho que en algunos músculos de proteínas contráctiles y reguladores u otros aparecen el corazón de la mutación o se hacen enormes o, al contrario, se hace la pared muy gruesa, porque por otra parte es simplemente imposible bombear la sangre.

El estudio de los mecanismos moleculares de cómo los músculos trabajan en la salud y por qué se estropean cuando mutaciones - esto es probablemente el más interesante y prometedor para estudios avanzados, porque ahora se mantienen al nivel de proteínas individuales: puede distinguir proteínas del corazón, de los músculos y ver cómo trabajan, cómo se regulan.