Muscles as Molecular and Metabolic Machines

این کتاب برای اولین بار در سال 1994 منتشر شد، الگوی ماهیچه‌ها به عنوان ماشین‌های مولکولی و متابولیکی را بررسی می‌کند که در آن تمام ساختارها و عملکردها به طرز عالی با یکدیگر ادغام شده و با یکدیگر مطابقت دارند. تجزیه و تحلیل با یک رویکرد تقلیل گرای استاندارد آغاز می شود - بررسی قطعات یکپارچه ماشین. اجزای کلیدی کار ماشین عضلانی کامل پروتئین ها هستند (محلول، اندامک یا غشاء موضعی)، و شمارش محافظه کارانه نشان می دهد که امروزه بیش از 100 قطعه از این ماشین شناخته شده است، که اساساً همه به عنوان ایزوفرم های خاص سلولی وجود دارند. دسته بندی تصادفی این قطعات ماشین یا ایزوفرم های پروتئینی می تواند تعداد نجومی \"ماشین های عضلانی\" و تعداد زیادی از انواع فیبرهای عضلانی را ایجاد کند. سوال این است که چرا تا به حال چنین اعداد زیادی دیده نمی شوند؟

برای حمله به این مشکل، رویکرد تقلیل گرایانه با رویکرد یکپارچه سازی/تطبیقی ​​تکمیل می شود. شواهدی ارائه شده است که نشان می‌دهد هرچه نوع عضله تخصصی‌تر باشد، فرد از حالت فوق‌العاده بیشتر حرکت می‌کند. در بسیار تخصصی ترین عضلات، معمولاً فقط یک نوع فیبر یافت می شود. استدلال می شود که به جای دسته بندی تصادفی ایزوفرم ها یا قطعات ماشین، تنها ترکیبات خاص و اغلب منحصر به فرد می توانند به روش مناسب کار کنند. چند نمونه تثبیت شده از این اصل بنیادی بررسی می‌شوند، اما تاکید بر این واقعیت است که ما اطلاعات بسیار کمی در مورد اینکه چرا چنین است و چه نوع مطالعات بیشتری مورد نیاز است، قرار می‌گیرد. این موضوع که چرا تعداد بسیار زیادی از انواع الیاف از نظر تئوری ممکن است، هرگز حتی به طور تقریبی قابل درک نیستند، قبلا هرگز مورد توجه قرار نگرفته است. در واقع، به ندرت شناخته می شود. ماهیچه ها به عنوان ماشین های مولکولی و متابولیک اولین کار در نوع خود در این زمینه است.

First published in 1994, this book explores the paradigm of muscles as molecular and metabolic machines in which all structures and functions are exquisitely integrated and matched to each other. The analysis begins with a standard reductionist approach-reviewing the integrated machine parts. The key working components of the complete muscle machine are proteins (soluble, organelle, or membrane localized), and a conservative count indicates that today more than 100 such machine parts are known, essentially all occurring as cell specific isoforms. Random assortment of these machine parts or protein isoforms could generate an astronomical number of "muscle machines" and an equally enormous number of muscle fiber types. The question is, why aren`t such large numbers ever seen?

To attack this problem, the reductionist approach is complemented with an integrationist/adaptational one. Evidence is presented that the more highly specialized the muscle type, the further one moves from the above extreme; in the most highly specialized muscles, typically only one fiber type is found. It is argued that instead of random assortment of isoforms or machine parts, only specific and often unique combinations can work in appropriate fashion. A few established examples of this fundamental principle are reviewed, but emphasis is placed on the fact that we know dreadfully little about why this is so and what kinds of further studies are needed. The issue of why the very large numbers of fiber types theoretically possible are never even approximately realized has never before been addressed. Indeed, it is rarely recognized. Muscles as Molecular and Metabolic Machines is the first work of its kind on the subject.