Estudo sobre como a água a controla a velocidade de contração muscular:
Pesquisadores da Universidade de Michigan revelaram que a água desempenha um papel fundamental na capacidade dos músculos de se contraírem rapidamente, em um estudo que redefine nossa compreensão sobre o funcionamento biomecânico dos tecidos musculares. Liderados pelo físico Suraj Shankar em colaboração com L. Mahadevan da Universidade Harvard, o estudo introduz um modelo teórico inovador que explora como o fluxo de água dentro das fibras musculares influencia sua elasticidade e capacidade de geração de energia.
A pesquisa destacou uma forma única de elasticidade nos músculos, que eles denominaram “elasticidade ímpar”. Ao contrário dos materiais elásticos convencionais que respondem uniformemente às tensões, os músculos demonstraram a capacidade de gerar energia através de deformações tridimensionais. Essa propriedade permite que as fibras musculares se contraiam não apenas ao longo do seu comprimento, mas também se expandam perpendicularmente, comportando-se como motores biológicos altamente eficientes.
“O músculo é mais do que a soma de suas partes moleculares”, afirma Shankar. Ele explica que as fibras musculares, compostas por uma complexa rede de proteínas, organelas como mitocôndrias e motores moleculares como a miosina, são envoltas por uma estrutura porosa banhada em água. Esta configuração permite não apenas a contração muscular, mas também a rápida transmissão de forças mecânicas através do tecido. Os pesquisadores investigaram como essa hidráulica ativa dentro das fibras musculares influencia o desempenho em diferentes animais.
Descobriram que em mamíferos como as cascavéis, cujos músculos produzem sons através de contrações rápidas, a influência da água é menos significativa. Nestes casos, as contrações são predominantemente controladas pelo sistema nervoso e pelas propriedades moleculares dos músculos. No entanto, em animais menores como insetos voadores, onde os movimentos são extremamente rápidos (centenas a milhares de batimentos de asa por segundo), os fluxos de fluido desempenham um papel crucial.
Shankar observa que “nestes casos, a hidráulica ativa dentro das fibras musculares pode limitar as taxas mais rápidas de contração”. Isso sugere que a compreensão dessa dinâmica é essencial não apenas para a biologia do movimento animal, mas também para o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias biomiméticas. Publicado na revista Nature Physics, o estudo oferece uma visão holística e integrada do músculo como um material complexo e hierarquicamente organizado.
Essa abordagem não apenas desafia conceitos tradicionais centrados apenas em níveis moleculares, mas também abre novas fronteiras para a engenharia de materiais bioinspirados, incluindo atuadores macios e músculos artificiais de alta velocidade. Portanto, ao explorar o papel da água na mecânica muscular, os pesquisadores não apenas ampliam nosso entendimento da biologia fundamental, mas também lançam as bases para inovações tecnológicas que podem revolucionar desde a medicina regenerativa até a robótica avançada.