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Pré-Publication, Document De Travail Année : 2019

Gallery 2. Garden of curves 2. Application of the model to the calculation of T1, the tension reached at the end of phase 1 of a length step

Galerie 2 Jardin de courbes 2. Application du modèle au calcul de T1, la tension atteinte à la fin de la phase 1 d'un échelon de longueur

Sylvain Louvet
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 948180

Résumé

A skeletal muscle fiber is isometrically tetanized until the tension reaches a maximum plateau (T0). Then the fiber undergoes a length step (stepL). The shortening itself is phase 1 of stepL and its duration (p1) is usually short, i.e. less than 0.2 ms. The tension drops linearly during p1 to a minimum value (T1). The relation of T1 as a function of , the average shortening of a half-sarcomere (hs), is developed in the Paper 4 (Louvet 2019). Other parameters such as stiffness (e) or strain (Y) are modeled; their investigation makes it possible to construct an "analytical nanoscope", a tool with which the evolution of the instantaneous density of the angle θ is explored to describe the collective behavior of the myosin heads. The equations explain and predict the influence of exogenous factors such as the duration of phase 1, the initial sarcomere length, the inter-filament distance or lattice, the inorganic phosphate concentration ([Pi]), the calcium level (pCa), the presence of an inhibitor, the isometric force development to tetanic plateau, the relaxation after tetanization or the shortening at steady speed. Our theoretical developments are confronted with about thirty examples extracted from the physiological literature and the model responds correctly (r²>98%).
Une fibre musculaire squelettique est tétanisée isométriquement jusqu'à ce que la tension atteigne un plateau maximal (T0). Puis la fibre subit un échelon de longueur (stepL). Le raccourcissement en lui-même constitue la phase 1 du stepL et sa durée (τ p1) est généralement brève, i.e. inférieure à 0.2 ms. La tension chute linéairement durant τ p1 jusqu'à une valeur minimale (T1). La relation de T1 en fonction de X ∆ ∆ ∆ ∆ , le raccourcissement moyen d'un demi-sarcomère (hs), est développée dans le Papier 4 (Louvet 2019). D'autres paramètres comme la raideur (e) ou le déplacement contraint (Y) sont modélisés ; leur investigation permet de construire un « nanoscope analytique », outil avec lequel la densité instantanée de l'angle θ est explorée pour décrire le comportement collectif des têtes de myosine. Les équations expliquent et prédisent l'influence de facteurs exogènes comme la durée de la phase 1, la longueur initiale du sarcomère, la distance inter-filamentaire, la concentration de phosphate inorganique ([Pi]), le taux de calcium (pCa), la présence d'un inhibiteur, la montée de la tension jusqu'au plateau tétanique, la relaxation après tétanisation ou le raccourcissement à vitesse constante. Nos développements théoriques sont confrontés à une trentaine d'exemples extraits de la littérature physiologique et le modèle répond correctement (r²>98%) sauf exception due généralement à la variabilité des mesures.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

hal-02114942 , version 1 (30-04-2019)
hal-02114942 , version 2 (21-08-2019)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02114942 , version 1

Citer

Sylvain Louvet. Galerie 2 Jardin de courbes 2. Application du modèle au calcul de T1, la tension atteinte à la fin de la phase 1 d'un échelon de longueur. 2019. ⟨hal-02114942v1⟩
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