Ученые раскрыли секрет щенячьего взгляда

18 июня 2019

Автор фото, iStock

Не можете устоять перед щенячьим взглядом? Неудивительно, ведь собаки специально делают невинные глазки, чтобы манипулировать чувствами хозяина, пришли к выводу ученые.

Мышцы в районе глаз, ответственные за тот самый взгляд, — приятный и понятный человеку — появились у собак в ходе эволюции.

Ученые из Британии и США сравнили анатомию собак и волков и обнаружили, что у собак есть нечто, чего нет у волков — небольшой мышцы, позволяющей им поднимать внутреннюю бровь домиком, в результате чего и появляется «детское» выражение беспомощности, устоять перед которым могут единицы.

«Мы получили убедительные свидетельства того, что у собак после одомашнивания появились новые мышцы, которые позволяют им, в отличие от волков, менять положение бровей», — говорит руководитель исследования, профессор Джулианна Камински из Портсмутского университета в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA.

«Когда собака пользуется этой мышцей, у владельца возникает непреодолимое желание взять животное под защиту», — продолжает она.

«Выразительные брови»

Автор фото, iStock

Эти мышцы позволяют собакам приводить в движение брови, придавая морде различные выражения, которые создают впечатление понимания и сочувствия.

Благодаря этому визуально увеличивается размер глаз собаки, что имитирует поведение человека в момент грусти, а также делает их больше похожими на щенков.

По её словам, люди подсознательно оказывают предпочтение таким собакам, защищая их и отбирая для размножения, что дает им эволюционное преимущество и закрепляет эти способности на генетическом уровне.

Умильный взор собаки

Данные, полученные американскими и британскими учеными в области анатомии и сравнительной психологии, свидетельствуют о том, что способность менять выражение «лица» развилась у собак в течение тысяч лет в результате совместной жизни с людьми.

Более ранние исследования показали, что собаки склонны принимать беспомощное «щенячье» выражение в тот момент, когда человек смотрит на них; это заставляет предположить, что речь идет о намеренном поведении, которое рассчитано на реакцию человека.

Соавтор исследования, профессор анатомии Энн Берроуз из университета Дюкейна в США указывает, что изменения в лицевых мускулах собаки появились чрезвычайно быстро с точки зрения эволюции, и что они могут считаться непосредственным результатом тесного общения между человеком и собаками.

Эти результаты, говорит профессор Бриджет Уоллер из Портсмутского университета, свидетельствуют о том, насколько важны сигналы, посылаемые выражением лица в любом виде социального взаимодействия, в том числе и между разными видами.

Одряхление старческих мускулов связали с недостатком витамина D — Наука

ТАСС, 16 апреля. Ученые выяснили, что хронический недостаток витамина D негативно влияет на работу мышечных митохондрий – главных “энергостанций” клеток. Исследователи предполагают, что именно поэтому мускулы в стареющем организме дряхлеют так быстро. Выводы ученых опубликовал Journal of Endocrinology.

На эту тему

«Нехватка витамина D может нарушать работу митохондрий, но не уменьшает их количество внутри клеток. Мы предполагаем, что эти нарушения могут быть причиной, по которой пожилые люди быстро теряют мышечную массу», – рассказал один из авторов работы, медик из Института медицинских исследований Гарвана (Австралия) Эндрю Филп.

Исследования последних лет показывают, что витамин D может не только укреплять кости и зубы, но и обладать другими полезными свойствами. К примеру, по некоторым данным, он может снижать вероятность смерти от инфаркта, замедляет развитие рассеянного склероза и ослабляет действие алкоголя на мозг алкоголиков.

Впрочем, альтернативные исследования не подтвердили этих предположений, хотя и не показали, что даже большие дозы этого витамина не угрожают здоровью человека. Филп и его коллеги попытались проверить эти предположения на практике. Они наблюдали за тем, как недостаток витамина D влиял на работу организма мышей.

Мышей разделили на две группы: одну на протяжении трех месяцев держали на диете с нормальными количествами витамина D, а другую все то же время кормили продуктами вовсе без этого витамина. В результате концентрация витамина D в организме грызунов из второй группы быстро падала почти до нулевых значений. Благодаря этому ученые отследили, как это влияло на состояние разных тканей животных.

На эту тему

Оказалось, что особенно негативно нехватка витамина D влияла на работу мускулов мышей. Их способность запасать в себе кислород и использовать его для окисления питательных веществ за три месяца эксперимента снизилась примерно на 37%. В результате упала выносливость и мышечная сила грызунов.

При этом мышечная масса, как и количество митохондрий в мускулах, не уменьшались. Эти части клетки очень важны, поскольку внутри них окисляются питательные вещества, а образующуюся в результате энергию клетки используют для производства молекул АТФ – клеточной «энерговалюты». Это говорит о том, что витамин играет важную роль в каких-то внутренних процессах в митохондриях и его недостаток снижает эффективность их работы.

Подобная взаимосвязь может объяснять, почему в старости, когда концентрация витамина D в организме начинает падать, мышцы человека резко слабеют, а КПД работы митохондрий снижается достаточно сильно из-за возрастных изменений в работе генов, которые управляют их работой.

В ближайшее время ученые планируют продолжить эксперименты на мышах и культурах клеток. Благодаря этому они надеются узнать механизм действия витамина D на митохондрии. Если ученые выяснят механизм их взаимодействий, то смогут понять, как защитить мышцы пожилых людей от одряхления, заключают Филп и его коллеги.

Худоба лучше мускулов – Наука – Коммерсантъ

На вопрос, что эффективнее для здоровья, худеть или потеть, обычно отвечают: и то и другое. Однако исследователи из Бристольского университета (Великобритания) сделали выбор — и он оказался не в пользу наращивания мышц.

Разумеется, дело отнюдь не в том, что разумно построенные тренировки, ведущие к увеличению мышечной массы, создают проблемы сердечно-сосудистой системы. «Мы абсолютно по-прежнему поощряем физические упражнения,— подчеркивает ведущий автор исследования Джошуа Белл, старший научный сотрудник Бристольского университета в Англии.— Они приносят массу пользы для здоровья тренирующегося, а сила, растущая с течением времени занятий, создает просто приятное ощущение. Но мы должны предупредить, что увеличение мышечной массы вовсе не обязательно предотвращает сердечно-сосудистые заболевания. Главная причина их — увеличение веса!»

В исследовании приняли участие более 3200 британцев, родившихся в 1990-х годах. Ученые обнаружили, что у тех из них, кто в первую очередь заботился о похудении в подростковом возрасте (или просто имел такой удачный метаболизм, что худел), значительно реже к 25 годам возникали такие факторы риска инфаркта и инсульта, как повышенный сахар в крови, ненормально высокий уровень «плохого» холестерина и воспалительные явления в сосудах.

Участники эксперимента прошли сканирования для оценки уровня липидов и мышечной массы в возрасте 10, 13, 18 и 25 лет. Сила тестировалась дважды — в 12 и 25 лет. В 25 лет всем им провели исследование, в ходе которого оценили около 200 метаболических факторов, которые влияют на возникновение заболеваний сердца и на другие проблемы со здоровьем. Среди них — хорошо известные инсулин, С-реактивный белок, холестерины, триглицериды, глюкоза, креатинин и аминокислоты с разветвленной цепью.

Вывод бристольских ученых, вероятно, не покажется приятным любителям качалок. По словам Белла, для снижения риска получить сердечную патологию изменения в жировых отложениях (в пользу уменьшения, конечно) имеют гораздо большее значение, чем изменения в мышцах. А по некоторым показателям — к примеру, снижение уровня «плохого» холестерина — потеря жира оказалась в пять раз более эффективнее, чем увеличение мышечной массы.

«Увеличение мышечной массы оказалось полезным только для подросткового возраста, между 13 и 18 годами,— продолжал Белл.

— Это напряженное время роста, мы должны в этот момент способствовать увеличению мышечной массы. Потом преимущества тяжелых мышц исчезают».

Мышцы необходимы, они обеспечивают подвижность человека, признает Белл, но контроль веса — еще более важное дело. И не стоит отмахиваться: поведение тинейджеров и молодых людей сегодня имеет решающее значение завтра — молодежь не будет замечать ничего опасного в своем самочувствии.

И хотя, констатирует Белл, серьезные события, такие как сердечные приступы, обычно случаются только в пожилом возрасте, в любом случае сердечные заболевания не возникают в одночасье.

По материалам статьи Body muscle gain and markers of cardiovascular disease susceptibility in young adulthood: a cohort study; Joshua A. Bell, Kaitlin H. Wade, Linda M. O’Keeffe, David Carslake, Emma E. Vincent, Michael V. Holmes, Nicholas J. Timpson, George Davey Smith; журнал PLOS Medicine, сентябрь 2021 г.

Леонтий Кривов

Книга «Скелет и мускулы человека.

Иллюстрированный справочник»

Скелет и мускулы человека. Иллюстрированный справочник

Эта книга — краткий иллюстрированный справочник по анатомии, физиологии, здоровью и нарушениям функционирования костно-мышечной системы. Она предназначена в первую очередь студентам, а также людям, интересующимся медициной, здоровьем, фитнесом и первой помощью. Тема подается понятно и последовательно, так что читатель постепенно приобретает полное понимание предмета. Пояснительные тексты, диаграммы, подписи и колонки фактов подобраны таким образом, чтобы помочь читателю быстро усвоить важную информацию. Глоссарий научных и профессиональных слов дает определения медицинских терминов простым языком, а указатель поможет вам быстро найти в книге необходимую статью.

Поделись с друзьями:

Издательство:

АСТ; Астрель

Год издания:

2009

Место издания:

Москва

Язык текста:

русский

Язык оригинала:

английский

Редактор/составитель:

Карпенко Т.

Перевод:

Венюкова В.

Тип обложки:

Твердый переплет

Формат:

70х90 1/16

Размеры в мм (ДхШхВ):

215×170

Вес:

265 гр.

Страниц:

111

Тираж:

3000 экз.

Код товара:

592723

Артикул:

864052

ISBN:

978-5-17-053123-3,978-5-271-20737-2

В продаже с:

15. 11.2011

Аннотация к книге «Скелет и мускулы человека. Иллюстрированный справочник»:
Эта книга — краткий иллюстрированный справочник по анатомии, физиологии, здоровью и нарушениям функционирования костно-мышечной системы. Она предназначена в первую очередь студентам, а также людям, интересующимся медициной, здоровьем, фитнесом и первой помощью.
Тема подается понятно и последовательно, так что читатель постепенно приобретает полное понимание предмета. Пояснительные тексты, диаграммы, подписи и колонки фактов подобраны таким образом, чтобы помочь читателю быстро усвоить важную информацию. Глоссарий научных и профессиональных слов дает определения медицинских терминов простым языком, а указатель поможет вам быстро найти в книге необходимую статью. Читать дальше…

как создавали чучела слонов в Дарвиновском музее / Новости города / Сайт Москвы

Чучела африканского и индийского слонов занимают центральное место в главном зале Дарвиновского музея «Многообразие жизни на Земле». Не заметить их невозможно: две огромные фигуры — первое, что видят посетители комплекса «Саванна». Эти экспонаты не только самые крупные в коллекции музея, но и самые интересные: по ним можно изучать историю отечественной таксидермии.

Mos.ru совместно с агентством «Мосгортур» подготовил материал о том, как слоны появились в коллекции музея и чем были известны при жизни.

Африканский слон

Африканский слон — первый гигант в коллекции Дарвиновского музея. И очень долгожданный: около 10 лет основатель и первый директор музея ученый и таксидермист Александр Котс собирал множество справок, чтобы заполучить заветную шкуру умершего животного.

Осенью 1916 года было решено переправить африканского слона, гордость зверинца Николая II в Царском Селе, в Москву. В дороге животное простудилось и умерло. Но царский слон есть царский слон, и то, что от него осталось, нужно было сохранить. Только одна шкура весила более тонны. Ее поделили на три части и засолили в бочках.

Любимец Анны Ахматовой

Кстати, как выяснилось относительно недавно, именно этот африканский слон был любимцем Анны Ахматовой, а позже — и ее сына Льва. Царским слоном в Царском Селе могли полюбоваться все желающие. Ахматову водили посмотреть на слона, когда она была ребенком, — об этом пишет историк Михаил Будыко. Позже, уже став мамой, поэтесса гуляла по Царскому Селу со своим сыном, который тоже был в восторге от императорского питомца.

В 1927 году Александр Котс добился наконец разрешения, и шкура вместе с сохранившимся черепом с бивнями перешла в его полное распоряжение. В музее на тот момент работал единственный таксидермист — сооснователь музея Филипп Федулов. Он и принялся, как потом оказалось, за свою лучшую работу.

На изготовление чучела африканского слона Николая II ушло пять месяцев. При подготовке экспоната ученые столкнулись с рядом трудностей. За 10 лет хранения в соляной бочке шкура одеревенела. Чтобы облегчить труд таксидермиста, шкуру отправили на фабрику, где ее размягчали и уменьшали ее толщину с пяти сантиметров до трех. Но этого было недостаточно для создания качественного экспоната. Филипп Федулов продолжил совершенствовать материал уже самостоятельно. Кропотливо и упорно в течение нескольких месяцев мастер срезал слои кожи, пока не добился толщины в один сантиметр.

В это же время создавался эскиз будущего чучела. Им занимался еще один сооснователь музея — художник Василий Ватагин. Перед ним также стояла сложная задача: размер и физиологические особенности слонов тогда были очень мало изучены. Посмотреть на живого слона, чтобы свериться, Ватагин не мог и ориентировался на описания в специализированной литературе.

Эскиз был не простым, а настенным. Василий Ватагин изобразил в зале силуэт трубящего слона в натуральную величину. Потом были изготовлены деревянный каркас и подставка. Основу для слоновьих ног сделали из железного прута, а его ребра — из толстой проволоки. Мышцы было решено делать из соломы — ее ушло ни много ни мало два воза.

Использовать подлинный череп при создании чучел не полагается, и Ватагин изготовил макет черепа в натуральную величину. Сохранившиеся бивни также оказались слишком тяжелыми, поэтому была сделана их точная копия из дерева. Последним этапом стало моделирование кожи, которую натягивали на изготовленную конструкцию. Некоторое время, по нормам технологического процесса, ее поддерживали во влажном состоянии при помощи полотенец.

Слон Ивана Грозного

Традиция дарить российским царям слонов началась с Ивана Грозного, который получил животное от персидского шаха. Живой подарок пришел в Москву пешком вместе с погонщиком. Диковинное животное стало изюминкой придворных празднеств. На одном из пиров слон испугался, поднял хобот и громко протрубил прямо в лицо государю. Да так, что с головы Ивана Грозного слетела шапка. За непочтительное поведение слона вместе с его погонщиком отправили в ссылку в Городец. Там персидский подданный скончался, а привязавшийся к нему слон не отходил от его могилы, ничего не ел и вел себя агрессивно. Жизнь слона закончилась печально: царь приказал его застрелить.

Индийская слониха Джин-дау

Вторая гордость комплекса «Саванна» — чучело индийской слонихи. При жизни ее звали Джин-дау, что в переводе с санскрита означает «прекрасная женщина».

Незадолго до 1917 года афганский эмир подарил бухарскому шесть индийских слонов. В годы революции пятеро слонов погибли. Выжила только одна Джин-дау, которая оказалась очень работящей. Во время гражданской войны «прекрасная женщина» перевозила пушки. Позже, уже в Бухаре, трудилась на благо города: трамбовала катком дороги, выкорчевывала деревья.

После распада Бухарского эмирата слониху перевезли в Москву. Специально подготовленное стойло она своевольно разобрала, и ее переправляли по железной дороге на открытой платформе. Слониха всю дорогу вела себя спокойно. Все прошло без эксцессов, за исключением одного случая. Однажды из толпы людей Джин-дау выхватила молодого человека и отбросила его в кусты. Позже выяснилось, что она защищалась — тот уколол слониху в хобот.

В начале июля 1924 года Джин-дау прибыла в Москву. И пешком с проводником, сидевшим на ее шее, отправилась в зоопарк. Несмотря на то что слониха прибыла в столицу в три часа утра, встречать ее вышли толпы людей.

В 1920–1930 годах Джин-дау была самой популярной обитательницей Московского зоопарка, в котором прожила свои последние 12 лет. Ее можно считать одним из самых габаритных представителей своего вида — весила около четырех тонн. Умерла Джин-дау в 1936 году в возрасте 54 лет.  

Изготавливал чучело индийской слонихи также таксидермист Филипп Федулов — он сам обрабатывал шкуру и строил каркас. Художник Ватагин опять нарисовал эскиз на стене — для второго слона. Только на этот раз не трубящего, а просто идущего.

И снова трудности. На этот раз с «мышцами», которые изготавливались из соломы. К тому времени пшеницу начали обрабатывать механически — при новом способе солома размачивалась и для создания чучела уже не годилась. Поэтому было принято решение использовать стружку и прошивать слои холстами. Работа над созданием экспоната длилась полгода и завершилась в 1937 году.

Старые тайны слонов

В 1994 году музей переезжал в новое здание на улице Вавилова. И выяснилось, что собранные прямо в музее слоны по своим габаритам не проходят ни в двери, ни в окна ни старого здания, ни нового. Дверные и оконные проемы были разобраны. Для перемещения чучел по городу разработали специальный маршрут, не пересекающийся с троллейбусными путями (слоны задели бы низко расположенные провода). А в 2017 году выяснилось, что всего этого можно было избежать. К 110-летию Дарвиновского музея сотрудники оцифровали порядка 10 000 негативов из фотоархива. На некоторых из них видно, что Федулов и Ватагин предусмотрели все и изготовили чучела так, чтобы их можно было разобрать и собрать.

Создан материал для сверхмощных искусственных мускулов

Создан материал для искусственных мускулов, способных одинаково хорошо работать в жидком азоте и расплавленном железе. Гель чуть тяжелее воздуха, жёстче стали и эластичней резины за миллисекунды расширяется втрое и становится плотнее, когда его растягивают.

Если бы кинофильм «Терминатор-2: Судный день» снимали не 18 лет назад, а сегодня, авторам пришлось бы долго чесать в затылке, чтобы избавиться и от героя Арнольда Шварценеггера, и от его более совершенного аналога T-1000. Первый вполне мог бы выжить в расплавленном железе, а второй — не рассыпаться на мелкие осколки под ливнем жидкого азота.

Группа учёных из Института нанотехнологий при Техасском университете в Далласе создала удивительный материал, который можно использовать для создания искусственных мускулов.

Лента из многостенных углеродных нанотрубок жёстче, чем сталь, эластичней, чем резина, способна расширяться и сжиматься за миллисекунды, прозрачна, хорошо проводит ток и превосходно работает в диапазоне температур от –200 до +1600 по Цельсию.

А возможно, и при более экстремальных температурах. Указанные пределы — это границы, в которых авторам работы, опубликованной в сегодняшнем номере Science, удалось проверить свойства материала. Среди авторов работы немало учёных с русскими фамилиями, а руководит исследованиями профессор химии Техасского университета, директор университетского Института нанотехнологий Рей Бомен, оказавшийся ко всему прочему ещё и иностранным членом РАЕН, что в очередной раз подтверждает, что не место красит человека, а как раз наоборот.

Изготовление чудо-лент

Чтобы получить полоски из аэрогеля, учёные сначала выращивают на специальной подложке «лес» многостенных углеродных нанотрубок, а затем увлекают часть из них за клейкой лентой. За каждую из увлечённых цепляются другие…

Новый материал — аэрогель из многослойных углеродных нанотрубок, то есть вещество, большую часть объёма которого занимает воздух. Благодаря этому ленты из него почти невесомы: кубометр воздуха весит 1,2–1,3 кг, а кубометр аэрогеля весил бы 1,5 кг, если бы кому-нибудь в голову пришло насинтезировать так много этого материала. Пока его синтезируют полосками толщиной 0,05 миллиметра, шириной в несколько сантиметров и длиной под метр; всего 3 граммами таких ленточек можно покрыть сотку земли. Оставшиеся 200–300 граммов на кубометр, которые не компенсирует сила Архимеда, — это углеродные нановолокна, похожие на рулоны огородной сетки-рабицы, только не с ромбовидными, а шестиугольными ячейками, в вершинах которых сидят атомы углерода; в среднем в каждом рулоне 9–10 слоёв «сетки».

Кажется, что у нового материала удивительны и часто уникальны все механические свойства.

Можно начать с анизотропии — отличия механических свойств по разным направлениям. По словам Джона Мэддена из Университета канадской провинции Британская Колумбия, написавшего для Science комментарий к статье Бомена и коллег, на ощупь этот аэрогель «похож на алмаз с одной стороны и на резину с другой». В продольном направлении (в котором ориентированы нанотрубки) аэрогель практически невозможно сжать на величину больше нескольких процентов, а в поперечных он сжимается лучше, чем самая мягкая резина.

Правда, говорить, что он «прочнее стали», — лукавство. В данном случае имеется в виду удельная жёсткость на единицу массы. Будучи в 5 тысяч раз менее плотным, чем сталь, аэрогель значительно уступает металлу, если сравнивать образцы одинакового объёма, — даже в том случае, если сжать ленту по толщине в 400 раз (как показали техасские учёные, при этом её механические свойства в других направлениях не меняются). Тем не менее исключительная удельная жёсткость — большой плюс, к примеру, для космических приложений, где каждый грамм выведенного на орбиту оборудования может стоить тысячи и тысячи долларов.

Есть у материала и ещё одно удивительное свойство: он становится плотнее, когда его растягиваешь вдоль длины ленты, и менее плотным, когда сжимаешь в том же направлении. Коэффициент Пуассона, показывающий на сколько процентов расширяется вещество в стороны, когда сжимаешь его вдоль на 1%, составляет у аэрогеля около 15, в то время как у обычных веществ он не может превосходить 0,5. В отличие от всех других материалов, на дне Марианской впадины, под огромным давлением, равномерно приложенным со всех сторон, цилиндрик из аэрогеля стал бы не короче, а длиннее.

Но самое интересное, конечно, его электромеханические свойства, которые и позволяют надеяться на применение в качестве «искусственных мускулов» для роботов.

Если приложить к ленте высокое напряжение относительно «земли», он сильно и почти мгновенно — за миллисекунды — расширяется в поперечных направлениях. К примеру, если потенциал на ленте составляет 4 кВ, он почти вдвое распухает по ширине и почти втрое – по толщине. Это связано со взаимным электростатическим отталкиванием нанотрубок, на которых при таком напряжении оказывается исключительно много «лишних» электронов.

Одновременно, при этой зарядке материал чуть-чуть, на доли процента, сжимается в продольном направлении, что связано опять же с аномально высоким коэффициентом Пуассона. При этом развивается огромная сила. Если использовать сжатые в сотни раз плёнки (это, как мы помним, не меняет механических и электромеханических свойств), аэрогель оказывается в 30 раз сильнее биологических мышц.

Грубо говоря, если своими руками вы можете лёжа поднять 150 кг, то такими же руками из «аэрогельных» мышц смогли бы выжать 5 тонн.

Впрочем, за счёт огромной жёсткости материала эта сила означает очень небольшое перемещение: поднять 5 тонн вы смогли бы не на метр, а лишь на несколько сантиметров. В работе аэрогель даёт лишь примерно 30% выигрыша против настоящих, живых мышц. Зато, учитывая его способность проводить тысячи сокращений в секунду, выигрыш в мощности может составить десятки и сотни раз.

Но использовать этот материал в протезах и трансплантатах пока никто не собирается — всё-таки необходимые для работы киловольты никак не похожи на потенциалы активации мышц в живых организмах. Да и про роботов учёные пока не особо задумываются. По их словам, прозрачный, проводящий, лёгкий аэрогель с очень необычными свойствами скорее найдёт своё первое применение в качестве электродов для органических светодиодов, солнечных батарей и подобных материалов. Но чем чёрт не шутит.

Диафрагма и мышцы тазового дна

Самая нижняя часть кора — это тазовое дно. Давайте разберемся, где оно находится, и почему его нужно тренировать в любом возрасте.

🕳 Мышцы тазового дна по-другому также называют «диафрагмой таза». Эти мышцы выстилают нижнюю стенку кора и на них, как на блюдце, лежат органы малого таза. Как и в диафрагме, в мышцах тазового дна есть несколько отверстий для выхода мочевого пузыря и прямой кишки.

👜 Удерживают внутренние органы. Главная функция тазового дна — это удерживать газы и мочу — то есть спасать нас от недержания. Также они помогают матке, влагалищу и внутренним органам не опускаться вниз и держат их в нужном месте.

Кому особенно важно следить за этими мышцами?

👵🏻 В пожилом возрасте. С возрастом проблемы недержания и опущения внутренних органов встают острее — в молодости мы об этом не думаем. Поэтому лучше держать мышцы в тонусе, чтобы избежать этих проблем в будущем.

🤰🏻 После родов. Мышцы тазового дна особенно важно держать в тонусе женщинам — после родов они становятся слабее, а это может привести к тому же недержанию и опущению матки.

🏋️ Спортсменам-тяжеловесам. Поднятие тяжестей и регулярное напряжение может обострить проблемы с тазовым дном. Если вы увлекаетесь работой с большими весами, стоит уделить время и тренировкам тазового дна.

Как работать с мышцами тазового дна?

✔️ Основное упражнение — это упражнение Кегеля. В первую очередь оно полезно для женщин. Чтобы выполнить это упражнение, нужно сжать мышцы таза, как будто вы хотите остановить мочеиспускание. После этого нужно расслабить мышцы. Подробнее расскажем в видео.

✔️ Также пригодятся такие упражнения как ягодичный мостик (подъем таза лежа) и приседания с узкой постановкой ног.

❌ Некоторые тренировки могут усугубить проблемы с тазовым дном. Если у вас есть проблемы с внутренними органами или недержанием, укрепите тазовое дно перед тем, как делать эти упражнения.

Сюда относятся:

▪️ Активная растяжка.

▪️ Попытки сесть на шпагат.

▪️ Приседания с широкой постановкой ног.

▪️ Подъем большого веса.

▪️ Частые натуживания для выполнения тяжелых упражнений — например, при занятиях кроссфитом.

15.2: Знакомство с мышечной системой

Великолепные мышцы

Приводит ли слово мускул к мысли о хорошо развитой мускулатуре штангиста, как у женщины на Рисунке \ (\ PageIndex {1} \)? Ее зовут Наталья Заболотная, она российская олимпийская чемпионка. Мышцы, которые используются для подъема тяжестей, легко ощутить и увидеть, но это не единственные мышцы в человеческом теле. Многие мышцы находятся глубоко внутри тела, где они образуют стенки внутренних органов и других структур.Вы можете сгибать бицепсы по своему желанию, но вы не можете контролировать внутренние мышцы, как эти. Хорошо, что эти внутренние мышцы работают без каких-либо сознательных усилий с вашей стороны, потому что движение этих мышц необходимо для выживания. Мышцы — это органы мышечной системы.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): штангист поднимает вес над головой.

Что такое мышечная система?

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Многие скелетные мышцы в мышечной системе человека показаны на этом рисунке человеческого тела.

Мышечная система состоит из всех мышц тела. Наибольший процент мышц в мышечной системе составляют скелетные мышцы, прикрепленные к костям и обеспечивающие произвольные движения тела. В человеческом теле почти 650 скелетных мышц, многие из них показаны на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). Помимо скелетных мышц, мышечная система также включает сердечную мышцу, которая составляет стенки сердца, и гладкие мышцы, которые контролируют движения в других внутренних органах и структурах.

Структура и функции мышц

Мышцы — это органы, состоящие в основном из мышечных клеток, которые также называются мышечными волокнами (в основном в скелетных и сердечных мышцах) или миоцитами (в основном в гладких мышцах). Мышечные клетки — это длинные и тонкие клетки, которые выполняют функцию сокращения. Они содержат белковые нити, которые скользят друг по другу, используя энергию АТФ. Скользящие нити увеличивают напряжение в мышечных клетках или укорачивают их длину, вызывая сокращение.Сокращения мышц ответственны практически за за все движений тела, как изнутри, так и снаружи.

Скелетные мышцы прикрепляются к костям скелета. Когда эти мышцы сокращаются, они двигают тело. Они позволяют нам использовать наши конечности по-разному, от ходьбы до поворота колес телеги. Скелетные мышцы также поддерживают осанку и помогают сохранять равновесие.

Гладкие мышцы стенок кровеносных сосудов сокращаются, вызывая сужение сосудов, что может помочь сохранить тепло тела.Расслабление этих мышц вызывает расширение сосудов, что может помочь телу терять тепло. В органах пищеварительной системы гладкие мышцы проталкивают пищу через желудочно-кишечный тракт, последовательно сокращаясь, образуя волну мышечных сокращений, называемую перистальтикой . Представьте себе, как распылять зубную пасту через тюбик, последовательно прикладывая давление от дна тюбика к верху, и вы получите хорошее представление о том, как пища перемещается мышцами через пищеварительную систему. Перистальтика гладких мышц также перемещает мочу по мочевыводящим путям.

Ткань сердечной мышцы находится только в стенках сердца. Когда сердечная мышца сокращается, она заставляет сердцебиение. Насосное действие бьющегося сердца поддерживает кровоток в сердечно-сосудистой системе.

Гипертрофия и атрофия мышц

Мышцы могут увеличиваться, или гипертрофия. Обычно это происходит из-за повышенного употребления, хотя гормональные и другие факторы также могут иметь значение. Например, повышение уровня тестостерона в период полового созревания вызывает значительное увеличение размера мышц.Физические упражнения, включающие силовые упражнения или тренировки с отягощениями, могут увеличить размер скелетных мышц практически у всех. Упражнения (например, бег), которые увеличивают частоту сердечных сокращений, также могут увеличивать размер и силу сердечной мышцы. Размер мышцы, в свою очередь, является основным фактором, определяющим мышечную силу, которую можно измерить силой, которую может приложить мышца.

Мышцы также могут уменьшаться в размере или атрофироваться , что может происходить из-за недостатка физической активности или от голода.Люди, находящиеся в неподвижном состоянии на любой срок — например, из-за перелома кости или хирургического вмешательства, — относительно быстро теряют мышечную массу. Люди в концентрационных лагерях или лагерях голода могут быть настолько истощены, что теряют большую часть своей мышечной массы, становясь почти буквально «кожей и костями». Астронавты на Международной космической станции также могут потерять значительную мышечную массу из-за невесомости в космосе (рис. \ (\ PageIndex {3} \)).

Многие болезни, включая рак и СПИД, часто связаны с атрофией мышц.Атрофия мышц также бывает с возрастом. По мере взросления люди постепенно снижают способность поддерживать массу скелетных мышц, известную как саркопения . Точная причина саркопении неизвестна, но одна из возможных причин — снижение чувствительности к факторам роста, которые необходимы для поддержания мышечной массы. Поскольку размер мышц определяет силу, атрофия мышц вызывает соответствующее снижение мышечной силы.

И при гипертрофии, и при атрофии количество мышечных волокон не изменяется.Что меняет размер мышечных волокон? Когда происходит гипертрофия мышц, отдельные волокна становятся шире. Когда происходит атрофия мышц, волокна становятся более узкими.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): космонавт тренируется в космосе. Для астронавтов важно тренироваться на борту Международной космической станции, чтобы помочь противостоять потере мышечной массы, которая происходит из-за того, что они невесомы без земной гравитации.

Взаимодействие с другими системами тела

Мышцы не могут сокращаться сами по себе.Для сокращения скелетным мышцам требуется стимуляция двигательных нейронов. Точка, где двигательный нейрон прикрепляется к мышце, называется нервно-мышечным соединением , . Допустим, вы решили поднять руку в классе. Ваш мозг посылает электрические сообщения через моторные нейроны к вашей руке и плечу. Моторные нейроны, в свою очередь, стимулируют сокращение мышечных волокон руки и плеча, заставляя руку подниматься.

Непроизвольные сокращения гладких и сердечных мышц также управляются электрическими импульсами, но в случае этих мышц импульсы исходят от вегетативной нервной системы (гладкие мышцы) или специализированных клеток сердца (сердечная мышца). Гормоны и некоторые другие факторы также влияют на непроизвольные сокращения сердечных и гладких мышц. Например, гормон борьбы или бегства адреналин увеличивает скорость сокращения сердечной мышцы, тем самым ускоряя сердцебиение.

Мышцы не могут двигать телом самостоятельно. Им нужна скелетная система, чтобы действовать. Эти две системы вместе часто называют опорно-двигательной системой . Скелетные мышцы прикреплены к скелету с помощью жестких соединительных тканей, называемых сухожилиями .Многие скелетные мышцы прикреплены к концам костей, которые встречаются в суставе. Мышцы охватывают сустав и соединяют кости. Когда мышцы сокращаются, они тянут кости, заставляя их двигаться. Скелетная система представляет собой систему рычагов, которые позволяют телу двигаться. Мышечная система обеспечивает силу, которая перемещает рычаги.

Обзор

1. Что такое мышечная система?

2. Опишите мышечные клетки и их функции.

3. Определите три типа мышечной ткани и укажите, где находится каждый из них.

4. Дайте определение мышечной гипертрофии и мышечной атрофии.

5. Каковы возможные причины гипертрофии мышц?

6. Назовите три причины возможной атрофии мышц.

7. Как мышцы изменяются, когда они увеличиваются или уменьшаются в размерах?

8. Как изменение размера мышц влияет на силу?

9. Объясните, почему космонавты могут легко терять мышечную массу в космосе.

10. Опишите, как соотносятся друг с другом термины мышечные клетки , мышечные волокна и миоциты .

11. Мышечная ткань желудка считается ___________________.

A. Сердечная мышца

Б. скелетная мышца

C. гладкая мускулатура

D. произвольная мышца

12. Сокращение мышц — это __________ мышечных волокон.

A. гипертрофия

Б. атрофия

с. Удлинение

D. Укорочение

13. Верно или неверно: Гладкая мышца не сокращается.

14. Назовите две системы в теле, которые работают вместе с мышечной системой для выполнения движений.

15. Опишите, каким образом мышечная система участвует в регулировании температуры тела.

Узнать больше

Посмотрите это видео, чтобы узнать о перистальтике толстой кишки:

Мышцы человека могли развиться не только в мозг ›Новости науки (ABC Science)

Новости науки

Среда, 28 мая 2014 г. Шейла М Элдред
Discovery News

---

Исследователи были ошеломлены, когда они обнаружили, что мышцы человека изменились в восемь раз больше, чем мышцы шимпанзе (Источник: dundanim / iStockphoto)

Мышление над мозгом В школе мы узнали, что наш мозг делает человека уникальным видом.Но новое исследование показывает, что человеческие мышцы могли развиться даже больше, чем мозг.

Исследователи обнаружили, что метаболом (продукты метаболизма, такие как сахара, витамины, аминокислоты и нейротрансмиттеры) человеческого мозга эволюционировал в четыре раза быстрее, чем мозг шимпанзе. Намереваясь использовать мышцы в качестве контроля.

Но исследователи были ошеломлены, когда поняли, что мышцы человека изменились в восемь раз больше, чем мышцы шимпанзе.

«Это довольно резкое изменение как в мозге, так и в мышцах», — говорит Филипп Хайтович, один из авторов исследования и исследователь из Шанхайского института биологических наук.«Конечно, мышца была самым удивительным. Это была контрольная ткань; [мы думали] мышца должна быть такой же. Но это оказалось еще более впечатляющим».

Международная группа исследователей проанализировала более 10 000 различных метаболитов в тканях четырех видов: людей, шимпанзе, макак и мышей. В то время как большая часть ткани следовала той же схеме, что и геномные изменения, мышечная ткань — нет.

Исследователи быстро исключили образ жизни как фактор изменений, посадив макак на «картофельную» диету с ограниченными физическими упражнениями и жирной пищей. На это приходится всего около 3% изменений.

Может быть, тогда существует связь между мозгом и мускулами, задались вопросом исследователи? Может быть, человеческие мышцы ослабли по мере того, как укреплялся мозг?

Хотя анализ метаболитов подтверждает изменение, он ничего не говорит о том, какие изменения происходят в мышцах.

Выносливость выше силы?

Хотя гипотез могут быть сотни, исследователи решили опровергнуть свою идею о том, что люди «жертвовали» силой тела ради силы духа.

Они наняли баскетболистов из колледжа и профессиональных альпинистов, чтобы они посоревновались в силовых испытаниях против шимпанзе и макак. Несмотря на свою подготовку, спортсмены могли поднимать только половину веса, чем нетренированные шимпанзе и макаки в неволе.

Тем не менее, потребуются дополнительные исследования, чтобы точно понять, почему животные проявляют большую силу.

Может быть, например, человеческие мышцы приспособились к тому, чтобы выносливость была выше силы, — предположил Роланд Робертс, помощник редактора PLOS Biology , журнала, в котором публикуется это исследование.

«Авторы сосредоточились на силе, потому что есть анекдотические истории о том, что нечеловеческие приматы невероятно сильны, больше, чем можно ожидать от чего-то размером с человека», — говорит Робертс, который написал сопроводительный синопсис к исследованию.

«И здравый смысл подсказывает, что, поскольку нет очевидного непосредственного преимущества в том, чтобы стать слабым, мозг может быть возможной расплатой, потому что мы живем своим мозгом».

Верхушка айсберга

Независимо от исхода решения «мозг vs.На этот вопрос Хайтович говорит, что это лишь верхушка айсберга в изучении эволюционного метаболома.

Геном долгое время находился в центре эволюционных различий у людей, но лишь несколько генетических изменений ответственны за то, что делает людей уникальными.

Изучение метаболитов могло бы раскрыть другие пути изменения человека. И обнаружение этих различий метаболома человека может в конечном итоге пролить свет на метаболические нарушения, такие как диабет », — говорит Патрик Джавалиско, руководивший исследованием метаболома в Германии.

«Даже после стольких лет изучения эволюции, вот что-то, что все еще совершенно новое, то, о чем люди не знали, и что-то очень фундаментальное», — говорит Хайтович.

Теги: животные, антропология и социология

Написать редактору

Используйте эти ссылки в социальных сетях, чтобы поделиться Мышцы человека могли развиться дальше, чем мозг .

Используйте эту форму, чтобы отправить электронное письмо «Мышцы человека, возможно, развились больше, чем мозг» тому, кого вы знаете:
https: // www.abc.net.au/science/articles/2014/05/28/4013852.htm?

Мышечные клетки человека — Атлас белков человека

Мышечные клетки находятся в скелетных мышцах, сердечной мышечной ткани и гладких мышцах. Скелетные мышцы обеспечивают стабильность и движение тела за счет сокращения, сердечная мышца гарантирует, что сердце может перекачивать кровь и поддерживать кровяное давление в любое время, а кровеносные сосуды и полые органы гладкой мускулатуры позволяют им сокращаться для выполнения своих конкретных функций. Анализ транскриптома показывает, что 69% (n = 13617) всех белков человека (n = 19670) обнаруживаются в мышечных клетках, и 1177 из этих генов демонстрируют повышенную экспрессию в любых мышечных клетках по сравнению с другими группами типов клеток.

• 1177 повышенных генов
• 184 обогащенных гена
• 192 группы генов, обогащенных
• Основная функция: сокращение

Транскриптом мышечной клетки

Транскриптом мышечных клеток, основанный на scRNA-seq, может быть проанализирован на предмет специфичности, демонстрируя количество генов с повышенной экспрессией в каждом конкретном типе мышечных клеток по сравнению с другими типами клеток (таблица 1).Гены с повышенной экспрессией делятся на три подкатегории:

• Тип клеток с обогащением: по крайней мере, в четыре раза более высокий уровень мРНК в определенном типе клеток по сравнению с любым другим типом клеток.
• Обогащенная группа: средний уровень мРНК как минимум в четыре раза выше в группе из 2-10 типов клеток по сравнению с любым другим типом клеток.
• Тип клеток улучшенный: по крайней мере, в четыре раза выше уровень мРНК в клетках определенного типа по сравнению со средним уровнем во всех других типах клеток.

Таблица 1.Количество генов в подразделяемых категориях специфичности повышенной экспрессии в проанализированных типах мышечных клеток.

Повышенная экспрессия белков в мышечных клетках

Углубленный анализ повышенных генов в мышечных клетках с использованием scRNA-seq и профилирования белков на основе антител позволил нам визуализировать паттерны экспрессии этих белков в различных типах мышечных клеток: клетках в гладкомышечных клетках, кардиомиоцитах и ​​других мышечных клетках. .

Кардиомиоциты

Как показано в таблице 1, 880 генов в кардиомиоцитах повышено по сравнению с другими типами клеток.Чтобы обеспечить непрерывное биение и длительный период сокращения, сердечная мышца отличается от скелетной мышцы. В результате некоторые белки, связанные с сокращением, экспрессируются только в сердце. Основными структурными белками миоцитов сердца, связанными с сокращением, являются миозиновые и актиновые филаменты, образующие полосатый рисунок, который можно наблюдать с помощью электронной микроскопии. Другое семейство белков, связанных с мышечным сокращением, — это семейство тропонинов, регулирующих связывание миозина с актином через конформационные изменения, зависящие от концентрации ионов кальция в клетках.Примеры белков, повышенных в клетках сердечной мышцы, включают миоглобин (MB), который облегчает транспорт кислорода в мышцах, и АТФазу саркоплазматический / эндоплазматический ретикулум, транспортирующий 2 Ca2 + (ATP2A2), фермент, катализирующий гидролиз АТФ в сочетании с перемещением кальция из цитозоль в просвет саркоплазматического ретикулума.

МБ — сердечная мышца
МБ — сердечная мышца
МБ — сердечная мышца

ATP2A2 — сердечная мышца
ATP2A2 — сердечная мышца
ATP2A2 — сердечная мышца

Клетки гладкой мускулатуры

Как показано в Таблице 1, 349 генов в гладкомышечных клетках повышено по сравнению с другими типами клеток. Гладкие мышечные волокна находятся по всему телу в кровеносных сосудах и полых органах. Благодаря своей способности оказывать давление путем непроизвольного сокращения мышц, они могут регулировать основные функции организма, такие как артериальное давление и испражнение. Во время сокращения плотные тела используются гладкомышечными клетками в качестве якорных точек для актина и промежуточных филаментов, на которые они воздействуют. Гладкие мышечные волокна состоят из гладкомышечных клеток, прикрепленных друг к другу с помощью щелевых соединений, чтобы синхронизировать их реакцию на раздражители.Примеры белков, повышенных в гладкомышечных клетках, включают кальпонин 1 (CNN1), который представляет собой связанный с тонкими филаментами белок, который участвует в регуляции и модуляции сокращения гладких мышц. Он способен связываться с актином, кальмодулином, тропонином С и тропомиозином. Взаимодействие кальпонина с актином подавляет активность актомиозин-Mg-АТФазы и кальдесмон 1 (CALD1), актин- и миозин-связывающий белок, участвующий в регуляции взаимодействий актомиозина в гладкомышечных и немышечных клетках.

CNN1 — простата
CNN1 — простата
CNN1 — простата

CALD1 — простата
CALD1 — простата
CALD1 — простата

Другие мышечные клетки

Белки мышечных клеток также обнаруживаются в различных других частях тела, в первую очередь в скелетных мышцах.Скелетная мышца — это пучки клеток, соединенных в волокна. Мышечные волокна состоят из миофибрилл, повторяющихся нитей актина и миозина, называемых саркомерами. Это то, что сформировало полосатый рисунок, распознаваемый на микроскопических изображениях. Примером белка, связанного с сокращением, в первую очередь повышенного в скелетных мышцах, является тяжелая цепь миозина 2 (MYh3), наиболее часто экспрессируемая в быстро сокращающихся мышечных волокнах. Сердце и скелетные мышцы начинают сокращение в зависимости от уровня внутриклеточного кальция.В отличие от кардиомиоцитов, скелетные миоциты накапливают кальций в саркоплазматической сети, ожидая нейронального импульса, который запускает приток кальция по миофиламентам. Белок, связанный с этим накоплением кальция в саркоплазматическом ретикулуме, — это кальсеквестрин 1 (CASQ1), и он имеет повышенную экспрессию, особенно в скелетных миоцитах.

MYh3 — скелетная мышца
CASQ1 — скелетная мышца

Мышечные клетки находятся в нескольких различных органах по всему телу в трех разных подгруппах: клетки скелетных мышц, клетки гладких мышц и клетки сердечной мышцы.Их задача — обеспечить стабильность и сократительную способность, которые дают нам возможность двигаться. Все мышечные клетки вместе образуют волокна, придавая им общую силу целого устройства, а не только одной клетки.

Скелетная мышца — один из крупнейших органов человеческого тела, и до 50% общей массы тела составляют скелетные мышцы. Это форма поперечно-полосатой мышечной ткани, расположенной в виде саркомеров, соединенных с костями сухожилиями. В отличие от сердечной мышцы, другой поперечно-полосатой мышцы, похожей по структуре, сокращение скелетных мышц находится под произвольным контролем и инициируется импульсами из мозга.

Сердечная мышца, находящаяся только в сердце, отвечает за перекачивание крови по всему телу. Им нельзя управлять сознательно, как скелетными мышцами. Сердечная мышца стимулирует себя к сокращению, и сигналы из мозга стимулируют только скорость сокращения, а не само действие, как в случае со скелетной мышцей. Сердечная мышца имеет поперечно-полосатую форму, похожа на скелетную мышцу, но соединяется в ответвлениях, имеет неправильные угловые структуры, называемые вставными дисками.

Гладкая мышца расположена внутри других органов, таких как желудок, кишечник и кровеносные сосуды.Они помогают им сокращаться, перемещая пищу через желудочно-кишечный тракт, кровь обратно к сердцу и многое другое без какого-либо вмешательства со стороны сознательного разума. Гладкая мышца отличается от скелетных и сердечных мышц структурой, функцией и регуляцией сокращения. Они не имеют поперечно-полосатой окраски, что означает, что в них отсутствуют саркомеры, которые есть у кардиомиоцитов и скелетных мышц. Они сокращаются медленнее, чем их скелетные коллеги, но вместо этого имеют возможность делать это с большей силой в течение более длительных периодов сокращения при меньшем расходе энергии.

Гистология органов, содержащих мышечные клетки, включая интерактивные изображения, описана в гистологическом словаре белкового атласа.

Здесь описаны и охарактеризованы гены, кодирующие белок, экспрессируемые в мышечных клетках, вместе с примерами иммуногистохимически окрашенных срезов ткани, которые визуализируют соответствующие паттерны экспрессии белков генов с повышенной экспрессией в различных типах мышечных клеток.

Профилирование транскриптов было основано на общедоступных данных по экспрессии в масштабе всего генома из экспериментов scRNA-seq, охватывающих 13 различных нормальных тканей, а также на анализе мононуклеарных клеток периферической крови (PBMC) человека.Все наборы данных (количество нефильтрованных считываний ячеек) были сгруппированы отдельно с использованием кластеризации Лувена, и полученные кластеры были собраны в конце, в результате чего в общей сложности было 192 кластера различных типов ячеек. Затем кластеры вручную аннотировали на основе обзора известных маркеров, специфичных для тканей и типов клеток. Данные scRNA-seq для каждого кластера клеток были агрегированы для получения среднего значения нормализованных кодирующих белок транскриптов на миллион (pTPM) и нормализованного значения экспрессии (nTPM) для всех генов, кодирующих белок.Классификация по специфичности и распределению была проведена для определения количества генов, повышенных в этих отдельных типах клеток, и количества генов, обнаруженных в одном, нескольких или всех типах клеток, соответственно.

Следует отметить, что, поскольку анализ ограничивался наборами данных только по 13 органам, представлены не все типы клеток человека. Кроме того, некоторые типы клеток присутствуют только в небольших количествах или идентифицируются только в смешанных кластерах клеток, что может повлиять на результаты и смещать специфичность типа клеток.

Uhlén M et al., Тканевая карта протеома человека. Science (2015)
PubMed: 25613900 DOI: 10. 1126 / science.1260419

Fagerberg L et al., Анализ тканеспецифической экспрессии человека путем полногеномной интеграции транскриптомики и протеомики на основе антител. Протеомика клеток Mol. (2014)
PubMed: 24309898 DOI: 10.1074 / mcp.M113.035600

Henry GH et al., Клеточная анатомия простаты и уретры простаты взрослого человека & период; Cell Rep & period; (2018)
PubMed: 30566875 DOI: 10.1016 / j.celrep.2018.11.086

Qadir MMF et al., Одноклеточный анализ ниши клеток-предшественников протоков поджелудочной железы человека и период; Proc Natl Acad Sci U S A & period; (2020)
PubMed: 32354994 DOI: 10.1073 / pnas.1918314117

Solé-Boldo L et al., Одноклеточные транскриптомы кожи человека показывают возрастную потерю прайминга фибробластов & period; Commun Biol & period; (2020)
PubMed: 32327715 DOI: 10.1038 / s42003-020-0922-4

Wang L et al., Одноклеточная реконструкция сердца взрослого человека во время сердечной недостаточности и восстановления выявляет клеточный ландшафт, лежащий в основе сердечной функции и периода; Nat Cell Biol & period; (2020)
PubMed: 31915373 DOI: 10. 1038 / s41556-019-0446-7

Мышцы человека превратились в слабость, чтобы укрепить наш мозг

Эта статья из архива нашего партнера.

Согласно новому исследованию, человеческие мышцы, как и наш мозг, развивались в несколько раз быстрее, чем мышцы приматов, но этот процесс со временем сделал нас слабее, в то время как мозг стал более развитым.Другими словами, человеческая эволюция предпочитала мозг мускулам, что делало нас намного умнее (но и слабее), чем наши ближайшие родственники из числа млекопитающих.

Предоставлено PLOS Biology

В исследовании, опубликованном вчера в научном журнале PLOS Biology , исследователи из Шанхайского партнерского института компьютерной биологии CAS-MPG и Института Макса Планка в Германии объясняют, что «метаболические изменения в мышцах человека, похоже параллельно с резким снижением мышечной силы «и что» наблюдаемые быстрые метаболические изменения в мозге и мышцах, вместе с уникальными когнитивными способностями человека и низкой производительностью мышц, могут отражать параллельные механизмы в эволюции человека. «

Ученые не ожидали обнаружить такое резкое снижение мышечной силы в нашей эволюционной истории. Согласно Science Daily , ученые пытались изучить, как эволюционировал наш мозг по сравнению с мозгом приматов, и использовали эволюцию мышц. в качестве контроля, когда они пришли к выводу:

Метаболом [метаболиты в тканях] человеческого мозга эволюционировал в четыре раза быстрее, чем у шимпанзе. Но что было более удивительно, так это то, что человеческие мышцы накапливали еще большее количество метаболических изменений — в десять раз больше, чем у шимпанзе!

Поразительное осознание побудило ученых проверить то, что до этого момента просто наблюдалось и сообщалось анекдотично: самые слабые обезьяны по-прежнему сильнее самых сильных людей.Чтобы проверить теорию, ученые подвергли некоторых обезьян малоподвижному образу жизни — то есть превратили их в бездельников, чтобы посмотреть, как работают их мышцы. Группу макак перевезли из обширных помещений на открытом воздухе в небольшие помещения и накормили едой, богатой жирами и сахаром, как и большинство людей. Но это изменение почти не повлияло на метаболом в их мышцах. Эксперимент по сути подтвердил, что наши слабые мышцы являются результатом генетики, а не того, как мы ведем нашу жизнь сегодня.Чтобы еще раз проверить открытие, ученые провели еще один раунд экспериментов. Опять же, Science Dail y объясняет:

Исследователи привлекли нескольких шимпанзе, макак, студентов университетов и даже профессиональных спортсменов к соревнованиям по силовой тяге. Несмотря на их пот и решимость, всех участников эксперимента превзошли приматы более чем в два раза.

Хотя ученые не смогли определить связь между нашими слабыми мышцами и сильным мозгом, они подозревают, что она существует.В отчете они пишут:

Мы предполагаем, что метаболическая эволюция мускулов человека и метаболомов мозга могла происходить параллельно. Исследования, демонстрирующие связь между аэробными упражнениями и когнитивными способностями у людей разного возраста, показывают, что эти два органа могут быть метаболически связаны. Кроме того, ранее также предполагалось, что изменение масштаба энергозатратных органов, таких как кишечник, позволило в эволюции человека развить мозг большего размера.

Другими словами, наше тело перенаправляет ограниченный запас энергии в мозг за счет органов и мышц. Вероятно, это был неплохой компромисс, даже если это означает возможность делать меньше отжиманий.

Наши результаты показывают, что перераспределение энергии в энергетически затратный человеческий мозг, возможно, потребовало дальнейшего снижения расхода энергии в скелетных мышцах, по крайней мере, во время максимальной производительности.

Теперь мы можем винить в нашем отвращении к тренажерному залу науку.

Эта статья из архива нашего партнера The Wire .

Камбаловидная мышца человека: сравнение состава волокон и активности ферментов с другими мышцами ног

1.

Болдуин, KJ, Klinkerfuß, GH, Terjung, RL, Molé, PA, Holloszy, LO: респираторная способность белого, красного и промежуточная мышца: адаптивный ответ на упражнение. Амер. J. Physiol. 222 , 373–378 (1972)

Google ученый

2.

Болдуин, К. М., Виндер, В. В., Терджунг, Р. Л., Холлоши, Дж. О .: Гликолитические ферменты в различных типах скелетных мышц: адаптация к упражнениям. Амер. J. Physiol. 225 , 962–966 (1973)

Google ученый

3.

Барань, М .: АТФазная активность миозина коррелирует со скоростью укорачивания мышц. J. gen. Physiol. 50 , 197–215 (1967).

Google ученый

4.

Барнард Р. Дж., Эдгертон В. Р., Фурукава Т., Питер Дж. Б. Гистохимические, биохимические и сократительные свойства красных, белых и промежуточных волокон. Амер. J. Physiol. 220 , 410–415 (1971)

Google ученый

5.

Бергстрём Дж .: Электролиты в мышцах человека. Сканд. J. Clin. Лаборатория. Инвест., Доп. 68 (1962)

6.

Бухталь, Ф., Даль, К., Розенфальк, П .: Время нарастания спайка в быстро и медленно сокращающихся мышцах человека.Acta Physiol. сканд. 87 , 261–269 (1973)

Google ученый

7.

Buchthal, F., Schmalbruch, H .: Время сокращения и типы волокон в неповрежденной мышце человека. Acta Physiol. сканд. 79 , 435–452 (1970)

Google ученый

8.

Куперштейн, С. Дж., Лазаров, А., Курфесс, Н. Дж .: Микроспектрофотометрический метод определения янтарной дегидрогеназы.J. biol. Chem. 186 , 129–139 (1950)

Google ученый

9.

Дубовиц Б., Пирс А. Г. Э .: Сравнительное гистохимическое исследование окислительных ферментов и активности фосфорилазы в скелетных мышцах. Histochemie 2 , 105–117 (1960)

Google ученый

10.

Эберштейн, А. , Гудголд, Дж .: Медленно и быстро сокращающиеся волокна в скелетных мышцах человека.Амер. J. Physiol. 215 , 535–541 (1968)

Google ученый

11.

Эдстрем, Л .: Гистохимические изменения при поражениях верхних двигательных органов, паркинсонизме и неиспользовании. Дифференциальное воздействие на белые и красные мышечные волокна. Experientia (Базель) 24 , 916–918 (1968)

Google ученый

12.

Эдстрем, Л., Экблом, Б .: Различия в размере красных и белых мышечных волокон в латеральной широкой мышце бедра m.quadriceps femoris нормальных людей и спортсменов. Сканд. J. Clin. Лаборатория. Инвестировать. 30 , 175–181 (1972)

Google ученый

13.

Эдстрем, Л., Нистрем, Б .: Гистохимические типы и размеры волокон в нормальных мышцах человека. Acta nerol. сканд. 45 , 257–269 (1969)

Google ученый

14.

Энгель В. К .: Множественность патологических реакций в скелетных мышцах человека.Proc. Междунар. Congr. Neuropathol. 5th, New York, 1966, стр. 613–624

15.

Энгель, В. К., Брук, Н. Х., Нельсон, П. Г.: Гистохимические исследования денервированных или тенотомизированных мышц кошки, иллюстрирующие трудности в связи экспериментальных условий на животных с нервно-мышечными заболеваниями человека. Анна. Акад. Sci. 138 , 160–185 (1966)

Google ученый

16.

Голлник, П. Д., Армстронг, Р. Б., Салтин, Б., Saubert IV, C. W., Sembrowich, W. L., Shepherd, R.E .: Влияние тренировки на активность ферментов и состав волокон скелетных мышц человека. J.app. Physiol. 34 , 107–111 (1973)

Google ученый

17.

Голлник, П. Д., Армстронг, Р. Б., Зауберт И. В., К. В., Пил, К., Салтин, Б.: Активность ферментов и состав волокон в скелетных мышцах нетренированных и тренированных мужчин. J.app. Physiol. 33 , 312–319 (1972)

Google ученый

18.

Джонсон, М. А., Полгар, Дж., Вейтман, Д., Эпплтон, Д.: Данные о распределении типов волокон в тридцати шести мышцах человека: исследование вскрытия. J. Neurol. Sci. 18 , 111–129 (1973)

Google ученый

19.

Карлссон, Дж., Диамант, Б., Салтин, Б.: Активность лактатдегидрогеназы в мышцах после длительных тяжелых физических упражнений у человека. J.app. Physiol. 25 , 88–91 (1968)

Google ученый

20.

Лоури, О. Х., Пассонно, Дж. В .: Взаимосвязь между субстратами и ферментами гликолиза в головном мозге. J. biol. Chem. 239 , 31–42 (1964)

Google ученый

21.

Лоури, О. Х., Шульц, Д. У., Пассонно, Дж. В .: Влияние адениловой кислоты на кинетику мышечной фосфорилазы а. J. biol. Chem. 239 , 1947–1953 (1964)

Google ученый

22.

Новиков, А. Б., Шин, В., Друкер, Дж .: Митохондриальная локализация ферментов окисления: результаты окрашивания двумя солями тетразолия. J. biophys. биохим. Цитол. 9 , 47–61 (1961)

Google ученый

23.

Падыкула, Х.А., Герман, Э .: Специфика гистохимического метода аденозинтрифосфатазы. J. Histochem. Cytochem. 3 , 170–195 (1955)

Google ученый

24.

Пирс, A.G.E .: Теоретическая и прикладная гистохимия, Приложение 9, стр. 832. Boston, Mass .: Little, Brown 1961

Google ученый

25.

Петте, Д .: Метаболическая дифференциация различных типов мышц на уровне ферментативной организации. В: Мышечный метаболизм во время упражнений, Б. Пернов и Б. Салтин, редакторы, стр. 33–49. Нью-Йорк: Plenum Press 1971

Google ученый

26.

Шонк, К. Э., Боксер, Г. Э .: Ферментные паттерны в тканях человека. I. Методы определения гликолитических ферментов. Cancer Res. 24 , 709–724 (1964)

Google ученый

27.

Сика, Р. Э. П., МакКомас, А. Дж .: Быстро и медленно сокращающиеся единицы в мышцах человека. J. Neurol. Нейрохирургия. Психиатр. 34 , 113–120 (1971)

Google ученый

28.

Waternberg, L.В., Леонг, Дж. Л .: Влияние кофермента Q ₁₀ и менадиона на активность сукцинатдегидрогеназы, измеренную восстановлением соли тетразолия. J. Histochem. Cytochem. 8 , 269–303 (1960)

Google ученый

Мышцы, считающиеся исключительно человеческими, только что были обнаружены у обезьян

Считается, что люди, в отличие от других приматов, развили определенные мышцы, уникальные для нас. Но теперь эти мышцы были обнаружены у других обезьян, и это ставит под сомнение наши основные представления об эволюции человека.

По словам анатома Руи Диого из Университета Ховарда в США, большая часть человеческого повествования вращается вокруг нашего «особого» места в природе, что может привести к непроверяемым объяснениям нашей эволюции.

Это включает в себя сосредоточение внимания на определенных мышцах, которые, как считается, есть только у людей, а именно на правильной ходьбе, использовании инструментов, голосовом общении и определенных выражениях лица.

«Наш подробный анализ показывает, что на самом деле каждая мышца, которая долгое время считалась« уникальной человеческой »и обеспечивала« решающую особую функциональную адаптацию »для нашего двуногого поведения, использования инструментов и голосового и лицевого общения, фактически присутствует в одном и том же или похожая форма у бонобо и других обезьян, таких как обыкновенные шимпанзе и гориллы », — говорит Диого.

«Это исследование противоречит ключевым догмам об эволюции человека и нашем особом месте на« лестнице природы ».

Без детального знания анатомии наших ближайших родственников приматов, утверждения о таких вещах, как особые двуногие мышцы, на самом деле не имеют ног. Поэтому Диого специально исследовал у других приматов семь мышц, которые, как считается, развились только у людей.

Большая проблема заключалась в поиске образцов обезьян для препарирования, а также в исторических анатомических исследованиях, которые сосредоточились только на нескольких деталях.Часть методологии Диого заключалась в том, чтобы найти всю доступную литературу по анатомии обезьян и тщательно изучить ее на предмет наличия мускулов.

Вместе с коллегами из Университета Антверпена он также провел анатомические исследования нескольких бонобо — наших ближайших родственников, а также шимпанзе — умерших естественной смертью.

Различия в мышцах головы шимпанзе, бонобо и человека. (Руи Диого)

Он обнаружил все семь этих «человеческих» мускулов у бонобо, шимпанзе и горилл — и они имели либо очень похожую, либо совершенно одинаковую форму.

Например, мышца, которая, как считается, связана с вертикальным ходом и отсутствует у человекообразных обезьян, fibularis tertius, была обнаружена у 3 из 7 вскрытых бонобо, выглядя точно так же, как обычно у людей.

Он также обнаружил у некоторых шимпанзе и горилл мышцы, которые, как считается, связаны с вокальной речью — arytenoideus obliquus в гортани и ризорий лицевой мышцы.

Эти открытия демонстрируют, что эволюция мягких тканей человека может быть не такой «особенной», как считалось ранее, и нам потребуются дополнительные исследования, чтобы выяснить, как мы развивались по-другому, чем другие приматы.

«Нам необходимо более тщательное изучение того, почему эти мышцы присутствуют у обезьян, а в некоторых случаях только у части популяции в пределах определенного вида», — сказал Диого.

«Являются ли эти мышцы необходимыми для обезьян, у которых они есть, как утверждают эволюционисты-адаптационисты? Или они эволюционно нейтральные особенности, связанные с тем, как их тела развиваются, или просто побочные продукты других особенностей?»

Он также добавил, что большинство теорий эволюции человека, в которых люди отмечаются как анатомически отличные от обезьян, как правило, являются «непроверяемыми историями« просто так »».

«Реальные данные показывают, что в целом мы не такие уж и разные. Это исследование подчеркивает, что глубокие знания анатомии обезьян необходимы для лучшего понимания нашего собственного тела и истории эволюции».

Исследование было опубликовано в журнале Frontiers in Ecology & Evolution .

«Уникальные человеческие» мышцы, обнаруженные у обезьян, меняют эволюционную догму

В своей книге 1863 года « Доказательства места человека в природе » Томас Генри Хаксли поднял ад, утверждая, что люди не особенные.По его словам, как и другие животные, люди являются побочным продуктом эволюции, а это означает, что у нас и обезьян есть общий предок. Это, конечно, расстроило религиозных кругов, которые считали, что люди созданы высшей силой. Сегодня эта религиозность не так пылка, но мы все еще одержимы идеей, что люди уникальны среди животных, и, как утверждают исследователи в новой статье Frontiers in Ecology and Evolution , мы ошибаемся в биологии из-за Это.

Наша одержимость человеческой уникальностью продолжается и сегодня, анатом Ховардского университета Руи Диого, доктор философии.Д. рассуждает в новой статье даже среди тех, кто исследует и полностью поддерживает эволюцию. Последствия этого — плохая наука: Диого и его коллеги, иллюстрирующие этот момент, пересмотрели мышцы, которые считались «исключительно человеческими» на телах и лицах нескольких видов обезьян, только чтобы обнаружить, что они действительно существуют у наших эволюционных родственников. Долгое время ученые считали само собой разумеющимся, что эти мышцы существуют только потому, что они дают людям эволюционное преимущество.

«Это исследование противоречит ключевым догмам об эволюции человека и нашем особом месте на« лестнице природы »», — сказал Диого в заявлении, опубликованном в среду.«Наш подробный анализ показывает, что на самом деле каждый мускул, который долгое время считался« уникальным человеком »и обеспечивающим« решающую особую функциональную адаптацию »для нашего двуногого движения, использования инструментов, а также голосового и лицевого общения, на самом деле присутствует в одном и том же или подобном образуются у бонобо и других обезьян, таких как обыкновенные шимпанзе и гориллы ».

Сходство мышц головы шимпанзе, бонобо и человека. Руи Диого

Диого вместе со своим коллегой Бернардом Вудом, доктором философии, профессором происхождения человека в Университете Джорджа Вашингтона, выполнили анализ, изучив предыдущую литературу по анатомии обезьян и проанализировав образцы бонобо, умерших от естественных причин. .

Они обнаружили, что у обезьян присутствовало по крайней мере семи мышц , которые, как ранее утверждали многие ученые, были исключительно человеческими. Одна из них — это tertius fibularis (иногда называемая peroneus tertius), мышца ноги у основания стопы, которая присутствовала у половины бонобо. Долгое время считалось, что он существует у людей, чтобы помочь нам в двуногом поведении, и не принимался во внимание у бонобо, потому что они не полностью двуногие. Это просто неправильно, пишет Диого: «[Заявление] о том, что наличие этой мышцы обязательно связано с человеческим двуногим поведением и дает адаптивные преимущества для него, в основном, кажется, ничем не подкрепленная история.

Различия между мышцами передних конечностей шимпанзе, бонобо и человека выделяются цветом. Руи Диого

Мышца гортани arytenoideus obliquus и risorius на лице, которые также считаются исключительно человеческими, также присутствуют у шимпанзе и горилл. Косые черпалоиды — это двусторонние мышцы гортани, полого мышечного органа, удерживающего голосовые связки, а ризорий — лицевая мышца, расположенная вдоль челюсти (выделена красным ниже).Раньше считалось, что эти мышцы эволюционировали, чтобы дать людям наши сложные вокальные и лицевые коммуникативные навыки. Оказывается, это тоже не совсем так.

Эти открытия, утверждает Диого, являются доказательством того, что происхождение и эволюция мягких тканей человека более сложны и менее исключительны, чем предполагали ученые. Важно отметить, что это противоречит «прогрессистскому нарративу о нашем« особом »месте в природе». Очевидно, что люди в чем-то отличаются от наших родственников-обезьян, но мы гораздо больше похожи, что некоторым может показаться.