肌腱如何变得更加僵硬和更强
肌腱把肌肉和骨头连接起来。它们相对较薄，但能承受巨大的力。肌腱需要一定的弹性来吸收高负荷，如机械冲击，而不撕裂。然而，在短跑和跳跃等运动中，僵硬的肌腱是一个优势，因为它们将肌肉舒展的力量更直接地传递到骨骼。适当的训练有助于获得最佳的肌腱强度。
Eth苏黎世和苏黎世大学的研究人员在苏黎世的Balgrist University医院工作，现在破译了如何细胞肌腱感知机械应力以及如何使肌腱适应身体的需要。他们的研究结果刚刚发表在杂志上自然生物医学工程。
这一新发现的机制的核心是肌腱细胞中由离子通道蛋白组成的分子力传感器。当构成肌腱的胶原纤维纵向相互移动时，这个传感器就会检测到。如果发生如此强烈的剪切运动，传感器允许钙离子流入肌腱细胞。这促进了某些连接胶原纤维的酶的产生。结果，肌腱失去弹性，变得更硬更强。
基因变异再反应
有趣的是，负责这一致的离子通道蛋白在人类的不同遗传变异中发生。几年前，其他科学家发现，特定的变种称为E756DEL是在西非祖先的个体中聚集的。此时，该蛋白质对于肌腱僵硬的重要性尚不清楚。非洲血统的三分之一的人携带这种基因变体，而其他人群罕见。该基因变异可保护其载体免受热带病疟疾的严重情况。科学家认为，由于这种优势，该变种能够在这个人群中占上风。
由苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)和苏黎世大学(University of Zurich)整形生物力学教授杰斯·斯奈德克(Jess Snedeker)领导的研究人员现在已经证明，携带这种基因变体的老鼠拥有更强健的肌腱。他们认为，肌腱对运动的适应性反应“过度”是由于这种变体。
主要性能优势
这也对人们跳跃的能力有直接影响，因为科学家们在与65名非洲裔美国志愿者的一项研究中展示。参与者，22例携带基因的E756DEL变体，而其余43则没有。为了考虑影响一个人跳跃（包括体格，培训和一般健身）的各种因素，研究人员在缓慢而快速跳跃期间比较了表现。肌腱在缓慢跳跃的演习期间只在慢速演习中发挥着次要作用，但在快速跳跃时尤为重要。和他们的研究设计，科学家可以分离基因变体对跳跃性能的影响。
这表明变体E756DEL的载体平均更好地进行了13％。“令人着迷的是，由于抗疟疾效应，基因变体是阳性选择的，同时与更好的运动能力相关。当我们开始项目时，我们当然没有想到这一点，”Fabian Passini说，Snedeker的博士生和学习的第一作者。这可能是该基因变体部分解释为什么在世界一流的体育比赛中具有高E756DEL频率优势的运动员，包括短跑，长跳和篮球。迄今为止，这是否没有科学调查基因变异在精英运动员中被高估了。然而，帕西尼说，这样的研究将具有科学意义。
关于力传感器和肌腱可以适应物理需求的机制的调查结果对物理治疗也很重要。“我们现在更好地了解肌腱的工作。这应该帮助我们将来更好地治疗肌腱伤害，”Snedeker说。在中阶段中，也可以在新发现的肌腱力传感器上展开码头的药物。这可能有一天有助于治愈患锡病和其他结缔组织疾病。
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