Kada temperatura padne, sisari poput nas imaju prednost nad takozvanim hladnokrvnim stvorenjima; naši mišići mogu da deluju kao peći, stvarajući toplotu potrebnu za održavanje stabilne telesne temperature pretvarajući gorivo u kretanje.
Ali čak i kada su opušteni, naši mišići mogu nastaviti da proizvode toplotu – trik koji se zove termogeneza zasnovana na mišićima.
Dok mirno sedite čitajući ovaj članak, shvatite da je razvoj termogeneze zasnovane na mišićima bio ključni korak u vašoj evoluciji, što je omogućilo vašim precima da se rašire u manje tropska okruženja širom sveta.
Sada, australijski istraživači su identifikovali specifičan način na koji je mišićno tkivo sisara evoluiralo od onih hladnokrvnih ili „ektotermnih“ životinja.
„Hladnokrvne životinje, kao što su žabe i žabe, i toplokrvni sisari, kao što su ljudi, koriste iste osnovne mišićne strukture za stvaranje sile za držanje i kretanje“, rekao je jedan od autora, biomedicinski naučnik sa Univerziteta Kvinslend Bredli Launikonis.
Ali sisari su postigli svoju geografsku slobodu tako što su promenili način na koji se reguliše koncentracija jona kalcijuma u njihovim mišićima u mirovanju, postavljajući ih na drugačiji kurs od naših ektotermnih rođaka. Ova adaptacija omogućava mišićnim ćelijama sisara da tolerišu veće koncentracije kalcijuma u okolnoj tečnosti, što zahteva od mišića da troši energiju kako bi izbacio kalcijum.
Pumpe kalcijumovih jona u skeletnim mišićima rade na održavanju stabilnog nivoa jona kalcijuma. Prethodna istraživanja su pokazala da aktivnost pumpe takođe utiče na to koliko toplote skeletni mišići proizvode kada miruju.
Čak i male količine toplote proizvedene u svakom mišićnom vlaknu se zbrajaju kada imate dovoljno skeletnih mišića koji pokrivaju telo, omogućavajući unutrašnjoj temperaturi da ostane konstantna u hladnijim sredinama. Dodajte malo izolacije, i ta toplotna energija može biti daleko.
Istraživači su pogledali mišićna vlakna sisara i ektotermnih životinja i uporedili kako su radili pod istim uslovima, otkrivši da se svako od njih odupire efektima povećanja koncentracije jona kalcijuma na različite načine.
Oni su analizirali rastvoreni kalcijum u mišićnim vlaknima od žaba krastača, miševa i ljudi sa malignom hipertermijom, stanjem koje je često uzrokovano mutacijom u rijanodinskom receptoru zbog koje je veća verovatnoća da se otvore kalcijumski kanali kada su izloženi stimulansu.
Rianodinski receptori (RiR) su intracelularni kalcijumski kanali u životinjskom tkivu poput mišića i neurona, kroz koje prolaze joni kalcijuma. Kalcijumove jonske pumpe rade u suprotnom smeru, pumpajući kalcijum na drugu stranu, kako bi obnovile ravnotežu unutar ćelija.
Tip koji se zove RiR1 eksprimiran je u skeletnim mišićima kod sisara, dok ektotermne životinje izražavaju dva tipa receptora u svojim skeletnim mišićima, αRiR i βRiR.
Rezultati ove studije pokazali su da kod sisara naglo povećanje kalcijuma u tečnosti koja okružuje mišićna vlakna u mirovanju uzrokuje da se joni akumuliraju u membranom omotanom odeljku unutar ćelija koji se zove sarkoplazmatski retikulum, umesto da se brzo oslobađaju.
Obično, priliv jona kalcijuma u mišićne ćelije pokreće RiR kanale da otpuste više kalcijuma u ćelijsku citoplazmu, pokrećući kaskadu koja dovodi do kontrakcije mišića. Međutim, izgleda da su sisari razvili određenu otpornost na porast nivoa kalcijuma u svojim mišićnim ćelijama.
Ovo je važno jer omogućava postojano curenje jona kalcijuma iz sarkoplazmatskog retikuluma, što primorava pumpu kalcijumovih jona da radi jače, proizvodeći više toplote.
Čini se da je gubitak jednog oblika RiR-a pomogao mišićima sisara da postanu manje osetljivi na okidače jona kalcijuma, što pored metabolizma podržava njihovu endotermiju.
Istraživanje dodaje detalje našem razumevanju ne samo evolucije sisara, već i našeg sopstvenog zdravlja, postavljajući važne temelje u razumevanju kako naši mišići sagorevaju energiju čak i dok se jednostavno opuštamo.
