Crédit photo: lululemon athletica, Wikimedia, cc 2.0.
Selon la recherche, le liquide est une source de tension que nous ressentons lorsque nous étirons nos muscles, jusqu'alors inconnue.
Dans chaque animal, y compris les humains, chaque fibre musculaire est à la fois remplie de liquide incompressible et gainée dans une maille enroulée de tissu conjonctif de collagène. Quand un muscle s'étire en longueur, le maillage environnant s'allonge et devient plus étroit en diamètre.
Ce qui suit ressemble à ce qui se passe dans l'un de ces jouets tissés à la main, rapporte David Sleboda, doctorant à l'Université Brown, auteur principal de l'étude publiée en Lettres de biologie. Tout comme le jouet serre vos doigts gainés lorsque vous l'étirez assez loin, la maille collagène finit par se faufiler sur la fibre musculaire. Parce que la fibre est pleine de fluide incompressible, a découvert Sleboda, son volume repousse le maillage rétréci, créant une tension qui rend l'étirement encore plus difficile.
"Le problème fondamental ici est un conflit de volumes", dit Sleboda. "Le manchon en maille peut changer de volume mais la fibre est un volume constant. Finalement, les deux vont se croiser, et c'est là que vous voyez la tension vraiment monter en flèche. "
D'autres facteurs précédemment posés contribuent également à la tension que vous ressentez lorsque vous vous étirez, reconnaît Sleboda. L'une est la tension créée par des nœuds dans la maille de collagène elle-même, et une autre est une protéine extensible dans les fibres musculaires appelée titine. Mais la nature fluide des fibres musculaires semble également jouer un rôle.
Condom + Techflex
Sleboda travaille dans le laboratoire du co-auteur Thomas Roberts, professeur d'écologie et de biologie de l'évolution, qui étudie la structure et la performance musculaires. Sleboda regardait des images de microscope électronique de fibres musculaires animales et leurs gaines de collagène et a décidé de construire lui-même un modèle simple.
Les matériaux pour le modèle de Sleboda n'étaient pas difficiles à trouver. Le treillis de collagène est bien simulé par un revêtement tressé Techflex (généralement utilisé pour regrouper les câbles informatiques ensemble), et la fibre musculaire peut être faite à partir d'un préservatif rempli d'eau acheté à la pharmacie de coin.
Le modèle a révélé que le fluide jouait un rôle important dans les propriétés mécaniques du muscle - la résistance du préservatif rempli d'eau rendait le Techflex plus difficile à étirer. Les scientifiques ont rarement modélisé la mécanique des muscles pour tenir compte du liquide dans les fibres, dit Sleboda. Ils avaient largement supposé que le fluide ne jouait qu'un rôle chimique dans les cellules.
Muscle Bullfrog
Mais le modèle de Sleboda n'a-t-il rien dit de significatif sur la physiologie réelle? Il a mené des expériences pour le découvrir. Dans l'étude, Sleboda et Roberts rapportent des mesures minutieuses de l'étirement longitudinal et de la tension résultante non seulement du modèle, mais aussi du vrai muscle grenouille car ils font varier les quantités de liquide dans les fibres musculaires (et les préservatifs).
Le modèle et le muscle réel ont tous deux montré la même courbe caractéristique dans leurs parcelles: Plus le volume des fluides dans les fibres musculaires est important, plus la tension est grande pour une longueur d'étirement donnée. Le fluide fait une différence mécanique spécifique, mesurable.
"Nous pourrions obtenir exactement le même comportement en utilisant simplement un modèle simple", explique Sleboda. "Notre étude fournit la première preuve empirique de fluide influençant la tension musculaire."
Sleboda dit que ses résultats argumentent pour la prise en compte des fluides dans les modèles de la mécanique musculaire. Par exemple, après l'exercice, les fibres musculaires semblent prendre plus de liquide. L'ajout des effets du fluide aux modèles de comportement musculaire pourrait alors améliorer la compréhension de la façon dont les muscles se comportent après l'exercice.
Il y a aussi des conditions médicales qui affectent la structure ou la performance du maillage de collagène, dit Sleboda. Sachant comment il interagit avec les fibres musculaires remplies de liquide pourrait également s'avérer important dans la recherche future.
Des études dans d'autres domaines de la physiologie animale fournissent une feuille de route toute faite, en fait, parce que les cavités fluides renforcées par des fibres, appelées «squelettes hydrostatiques» sont des éléments structurels communs dans certains organismes, dit Sleboda.
Les National Institutes of Health ont financé l'étude.
La source: Université Brown
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