Швейцарские исследователи описали механизм, позволяющий сухожилиям адаптироваться к различного рода нагрузкам. Кроме того, исследователи изучили ген, распространенный у людей западноафриканского происхождения, который изначально связывался с невосприимчивостью к малярии. Теперь оказалось, что он также способствует развитию более жестких связок, лучше подходящих для бега и прыжков. Статья опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Цюрихского университета выяснили, как клетки человеческих сухожилий воспринимают механическое напряжение и адаптируются к требованиям организма. В основе лежат определенные белки, переносящие ионы через мембрану клетки. Когда волокна коллагена, составляющие сухожилия, смещаются друг относительно друга в продольном направлении, ионы кальция проникают в клетку, что способствует выработке определенных ферментов, более прочно связывающих коллагеновые волокна. Таким образом сухожилия теряют эластичность и становятся жестче и прочнее. Понимание этого механизма важно для физиотерапии.
Сухожилия, состоящие из соединительной ткани, прикрепляют мышцы к костям скелета. Они относительно тонкие, но должны выдерживать огромные нагрузки, а также быть эластичными, чтобы противостоять механическим воздействиям, не разрываясь. Однако у некоторых спортсменов, например легкоатлетов, жесткие сухожилия наоборот считаются преимуществом, так как передают силы, развивающиеся в мышцах, непосредственно костям.
Обнаруженный учеными белок ионного канала встречается у людей в различных генетических вариантах. Несколько лет назад был обнаружен вариант E756del, распространенный у людей западноафриканского происхождения. Считалось, что он защищает своих носителей от тяжелого течения малярии. Теперь ученые показали, что у мышей, несущих этот вариант гена, более жесткие сухожилия.
Наличие гена также влияет на способность людей прыгать. К такому выводу авторы пришли после проведения эксперимента, в котором афроамериканским добровольцам, некоторые из которых были носителями E756del, предлагалось выполнить медленный и быстрый прыжок. Сухожилия играют лишь второстепенную роль во время медленных прыжков, но очень важны во время быстрых прыжков, и ученые смогли оценить вклад E756de без влияния других физиологических факторов. Оказалось, что носители E756del выполняли упражнения в среднем на 13% лучше.
Вполне возможно, что этот вариант гена частично объясняет, почему спортсмены из стран с высокой частотой встречаемости E756del преуспевают в спортивных соревнованиях мирового уровня, включая спринт, прыжки в длину и баскетбол.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
