Wie funktioniert Yoga verbessern Sie Ihre Flexibilität ? In einer aktuellen Titelgeschichte der Zelle, der Columbia University Biologie Professor Julio Fernandez und Team berichten über die Entdeckung einer neuen Form der mechanischen Speicher, der die Elastizität der Muskeln , um ihre Geschichte Stretching passt . Mit hochsensiblen Rasterkraftmikroskopen , erfasst die Forscher eine chemische Reaktion, die die Elastizität der Muskelproteine erhöht . Entscheidend ist, zielt diese Reaktion Moleküle , die zu einer Streckkraft ausgesetzt wurden . Diese Feststellung ändert unser Verständnis, wie die Muskeln reagieren auf Dehnung und kann zu neuen Behandlungen von Muskelerkrankungen führen .
" Wir fanden heraus, ein wirksames Mittel zur Abstimmung Muskelelastizität ", sagt Pallav Kosuri , einer der führenden Autoren . "Wir haben zuerst die Wirkung beobachtet auf molekularer Ebene , und dann getestet, es den ganzen Weg bis zu menschlichem Gewebe . "
Julio Fernandez hat fast zwei Jahrzehnte damit verbracht, die molekularen Ursachen der Muskelelastizität , zukunftsweisende Einzelmolekültechniken, die heute weit verbreitet sind , um die Mechanik der Moleküle zu untersuchen. Ein Molekül insbesondere erfasst seine Aufmerksamkeit : ein Protein namens Titin . Das größte Protein im Körper , ist Titin auch die Hauptquelle der passiven Muskelelastizität . Jedes Titin -Molekül besteht aus einer langen Kette von gefalteten Bündel ähnlich einem Seil mit Hunderten von Knoten. Titin ist traditionell als eine passive Strukturgerüst für Muskel angesehen worden ; aber die Forschung im Labor durchgeführt Fernandez zeigt, dass es mehr im Titin als das Auge . " Titin ist ein mechanischer Computer, auf dem Recht elastischen Ausgang für jeden einzelnen Muskel bietet in unserem Körper , einschließlich das Herz ", sagt Fernandez . " Sicherstellen, dass der Computer arbeitet auf eine optimale Leistung ist eine der größten Herausforderungen der menschliche Körper zu treffen."
In der neuen Studie , Blei Autoren Jorge Alegre - Cebollada und Kosuri untersucht, wie Titin Elastizität wird durch Oxidation beeinträchtigt . Oxidationsstufen zu erhöhen während der Muskelaktivität als eine natürliche Folge der erhöhten Stoffwechsel. Die Forscher fanden heraus , dass Titin enthält eine ungewöhnlich hohe Zahl von Oxidations Hotspots - Orte, die oxidationsempfindlich sind - aber dass die meisten dieser Stellen werden innerhalb molekularen Falten versteckt und sind daher inaktiv. Allerdings Strecken einer Muskel kann Titin zu zwingen , sich zu entfalten . Die Autoren fanden heraus , dass eine solche Entfaltung ausgesetzt die Hotspots , so dass Titin zunehmend oxidationsempfindlich , wenn sie gedehnt wird. Von dieser Beobachtung fasziniert , stellen das Team aus, um zu untersuchen , was passiert mit Titin , sobald es oxidiert wird . Sie konzentriert sich auf eine der häufigsten Formen von Oxidation , genannt Glutathionylierung .
Die Forscher beobachteten , dass , als sie erwartet hatten , entwirrt mechanische Kraft die gefalteten Bündel in Titin und aktiviert Glutathionylierung . Die Überraschung kam , als sie festgestellt, dass diese Art von Oxidation sperrt die Bündel in einem aufgeklappten Zustand , so dass die Steifigkeit des Titin drastisch sinken . In Abwesenheit von Oxidations können mechanische Kraft erzeugen nur vorübergehende Veränderungen in der Elastizität , von einigen Sekunden, am meisten. Allerdings ist die Wirkung von einer mechanischen Kraft in Kombination mit Glutathionylierung war viel länger andauernde - die Steifigkeit der Titin -Moleküle nur durch Umkehren der Oxidations zurückgesetzt werden.
Die Zusammenstellung dieser Stücke kann erklären, warum die Kombination von Bewegung und Dehnung führt zu einer lang anhaltenden noch reversible Erhöhungen der Flexibilität. Ausübung erleichtert Oxidationsreaktionen , aber es dehnt daß Primzahlen den Muskel zur Oxidation . Sobald Oxidationsreaktionen auftreten , sperren sie die Muskelproteine in einem aufgeklappten Zustand und führen nachhaltige Steigerung ihrer Elastizität . Der Muskel wieder normal , wenn die Muskelzellen entfernen natürlich die Oxidation , ein Vorgang, der einige Stunden dauern kann . "Als Yoga -Fan , ich glaube , dass wir beginnen, die Erhöhung der Flexibilität durch Yoga- induzierte verstehen", sagt Alegre - Cebollada . " Eine Pose wie nach unten weisenden Hund ist ein sehr effektiver Weg , um die Knoten in Titin entfalten , so dass Änderungen, die das Protein nicht vergessen, dass es entfaltet und weich zu bleiben zu machen. " Fernandez und Team spekulieren, dass diese Art von mechanischen Speicher könnte ein gemeinsames Merkmal der meisten elastische Gewebe sein .
Klinisch ist der Entdeckung zeigt auf das Potential der Verwendung biochemische Mittel zur Muskelelastizität verändern. Solche pharmakologische Abstimmung der Muskelmechanikkönnte zu neuen Behandlungsmethoden für Blei Herzkrankheit und andere Bedingungen, die Elastizität der Muskeln betreffen , einschließlich dilatierten Kardiomyopathie, eine der häufigsten Ursachen von Herzinsuffizienz bei jungen Menschen. " Dies ist ein erster Entdeckung , aber die Auswirkungen sind sehr spannend ", sagt Kosuri . " Und es zeigt , dass wir noch viel zu überlegen, wie unsere Muskeln wirklich Arbeit zu lernen."