Mathematiker entwickeln Modell über muskuläre Krafterzeugung17. Mai 2022 Bild: PD Dr. Robert Rockenfeller/Enzyclopaedia Britannica Mathematiker haben ein mathematisch-physikalisches Modell vorgestellt, das erklären kann, warum bei einem verkürzten Muskel die Krafterzeugung abnimmt1. Der Muskel hat je nach Muskelaktivität einen anderen optimalen Arbeitsbereich – diejenige Muskellänge, bei der die maximale Kraft erzeugt werden kann, ändert sich also ständig. Diese verschiebt sich bei abnehmender Aktivität zu längeren Längen. Je weiter der Muskel entfernt von seiner aktuell optimalen Länge arbeitet, sei er länger oder kürzer, desto mehr fällt seine maximal mögliche Kraft ab. Eine abfallende Kraft bei langen Längen ist intuitiv gut vorstellbar, da die Aktin und Myosin-Fäden auseinandergezogen werden und somit weniger gegenseitige Angriffspunkte haben.„Kern unseres Modells ist die Vorstellung, dass Sarkomere ihr Volumen nicht verändern und dass Myosin-Köpfe elektrostatisch an Aktin angezogen werden, ähnlich wie Haare an einen daran geriebenen Ballon“, erklärt Dr. Robert Rockenfeller, Universität Koblenz. „In der Konsequenz wird ein sich verkürzendes Sarkomer dicker, wodurch sich die radialen Abstände zwischen den fadenähnlichen Strukturen erhöhen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Myosin-Kopf nun ein passendes Aktin finden kann, sinkt dadurch deutlich.“Neben dem Kraftabfall bei kurzen Muskellängen kann das Modell auch die aktivitätsabhängige Verschiebung des optimalen Kraftbereiches erklären, was die Forscher am Beispiel von mehreren Datensätzen verschiedener Tiere und Muskeln zeigen.„Es ist interessant, dass die Skelettmuskulatur von Säugetieren eine sehr geringe Variation in ihren Eigenschaften, zum Beispiel der Sarkomer-Geometrie, aufweist. Dies im Gegensatz zu der von etwa Weichtieren. Wir wissen erstaunlich wenig über die biologischen und evolutionären Mechanismen hinter unseren so wichtigen Alltagshelfern, den Muskeln”, führt Rockenfeller weiter aus, der kürzlich eine Erklärung für das Auftreten von Ermüdungseffekten in einer wissenschaftlichen Publikation vorgestellt hatte2. Ob sich aus den Erkenntnissen der Forscher direkte Konsequenzen für den Alltag oder den Sportbetrieb ergeben, bleibt abzuwarten. Einer der Gutachter des Artikels hat sich zumindest in einer kurzen Stellungnahme bereits für eine Änderung seines bisherigen Lehrmaterials ausgesprochen3. In jedem Fall lohnt sich eine Reflexion über den achtsamen Umgang mit dem eigenen Körper. Denn immerhin halten uns die Muskeln am Laufen – in mehr als einer Hinsicht.
Mehr erfahren zu: "Weniger Verluste – Minister sieht Uniklinik Mainz auf gutem Weg" Weniger Verluste – Minister sieht Uniklinik Mainz auf gutem Weg Mit einem Bündel an Maßnahmen versucht die Uniklinik Mainz seit Jahren, aus den roten Zahlen zu kommen – und verbucht auch nach Meinung des Landes einen Teilerfolg.
Mehr erfahren zu: "EHDS und EU-HTA: Gesundheitsdaten und Arzneimittelbewertung vereinheitlichen" EHDS und EU-HTA: Gesundheitsdaten und Arzneimittelbewertung vereinheitlichen Die EU-Staaten rücken mit dem Start des Europäischen Gesundheitsdatenraums (EHDS) und des europäischen Nutzenbewertungsverfahrens (EU-HTA) zusammen. Experten diskutierten den Nutzen von EHDS und EU-HTA mit Blick auf den Datenschutz im […]
Mehr erfahren zu: "Neues Forschungsprojekt: Bessere Statistik für kleine Stichproben" Neues Forschungsprojekt: Bessere Statistik für kleine Stichproben Kleine Stichproben: Wie lassen sich trotzdem valide wissenschaftliche Ergebnisse gewinnen? Dieser Frage widmet sich das neue Projekt von Prof. Markus Neuhäuser, Professor für Statistik am Campus Remagen der Hochschule Koblenz.