肌肉失活是一類十分普遍的現(xiàn)象，它小到簡單的鍛煉后的肌肉緊張，或嚴(yán)重到心臟衰竭或肌肉萎縮。最近，研究者們開發(fā)出一項(xiàng)新的技術(shù)能夠觀察到肌小節(jié)（組成骨骼肌以及心肌的基本結(jié)構(gòu)）工作的機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于一系列有關(guān)肌肉失活相關(guān)機(jī)制的研究起到了推動(dòng)性的作用。  

肌小節(jié)是肌肉組織最小的單元結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)的直徑是一根頭發(fā)的幾百分之一。肌肉收縮依賴于肌小節(jié)中的所有分子共同作用。此前研究已經(jīng)表明肌肉的活動(dòng)需要數(shù)百萬肌小節(jié)共同工作，而一些肌小節(jié)的交流的紊亂則會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)功能的失活。然而，到目前為止我們還不清楚單獨(dú)的某個(gè)肌小節(jié)的活動(dòng)機(jī)制。  

（圖片來源： University of Michigan Medical School）  

在這一發(fā)表在《PNAS》雜志上的文章中，作者利用微型針檢測(cè)了肌小節(jié)活動(dòng)產(chǎn)生的力，并且利用高級(jí)顯微成像技術(shù)對(duì)單獨(dú)的肌小節(jié)的活動(dòng)進(jìn)行了實(shí)時(shí)的觀測(cè)。此外，作者還建立了數(shù)學(xué)模型分析其采集獲得的數(shù)據(jù)。  

每個(gè)十厘米的肌纖維中含有2000到25000個(gè)肌小節(jié)，它們纏結(jié)呈螺旋的形態(tài)。為了對(duì)肌小節(jié)進(jìn)行觀察，作者們首先分離了單個(gè)的肌原纖維，進(jìn)而放大觀察其中的單個(gè)肌小節(jié)。之后，作者通過利用不同濃度的鈣離子進(jìn)行刺激，觀察肌小節(jié)的收縮以及檢測(cè)其收縮時(shí)產(chǎn)生的力的大小。  

作者發(fā)現(xiàn)健康的肌原纖維中所有單個(gè)肌小節(jié)都會(huì)與周圍的肌小節(jié)進(jìn)行互作。這一發(fā)現(xiàn)表明肌原纖維中的肌小節(jié)協(xié)同作用的內(nèi)在機(jī)制，其對(duì)于理解肌肉收縮的分子機(jī)制具有重要的意義。  

下一步，作者希望對(duì)心臟衰竭以及其它肌肉紊亂疾病的病變組織進(jìn)行分析，從而找到肌小節(jié)的功能紊亂對(duì)于疾病發(fā)生的影響。

原標(biāo)題：PNAS：高級(jí)顯微技術(shù)首次揭示肌肉的內(nèi)在工作機(jī)制