Thermodynamical framework for modeling chemo-mechanical coupling in muscle contraction – Formulation and preliminary results - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2015

Thermodynamical framework for modeling chemo-mechanical coupling in muscle contraction – Formulation and preliminary results

Résumé

We propose a multiscale model of cardiac contraction in which the molecular motors at the origin of the contractile process are considered as multistable mechanical entities endowed with internal degrees of freedom of both mechanical and chemical nature. This model provides a thermodynamical basis for modeling the complex interplay of chemical and mechanical phenomena at the sub-cellular level. Important motivations for this work include the ability to represent the experimentally observed physiological characteristics of the contractile apparatus such as (i) the passive quick force recovery mechanism, (ii) the relation between the contraction velocity and the applied force and (iii) the so called Lymn-Taylor cycle describing the metabolism.
Nous proposons un modèle multi-échelle de la contraction cardiaque dans lequel les moteurs moléculaires à l'origine du processus contractile sont représentés par des élé-ments mécaniques multistables paramétrés à la fois par des degrés de liberté géométriques et par des états chimiques. Ce modèle permet de poser les fondements thermody-namiques permettant de décrire l'interaction complexe entre les phénomènes mécaniques et chimiques a l'échelle sub-cellulaire. Ce travail a pour objet de représenter les car-actéristiques physiologiques du dispositif contractile observées expérimentalement et en particulier (i) le mécanisme passif de récupération rapide de force, (ii) la relation entre la vitesse de contraction et la charge appliquée et (iii) le cycle dit de Lymn-Taylor décrivant l'activité métabolique. Abstract : We propose a multiscale model of cardiac contraction in which the molecular motors at the origin of the contractile process are considered as multistable mechanical entities endowed with internal degrees of freedom of both mechanical and chemical nature. This model provides a thermodynamical basis for modeling the complex interplay of chemical and mechanical phenomena at the sub-cellular level. Important motivations for this work include the ability to represent the experimentally observed physiological characteristics of the contractile apparatus such as (i) the passive quick force recovery mechanism, (ii) the relation between the contraction velocity and the applied force and (iii) the so called Lymn-Taylor cycle describing the metabolism.
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Dates et versions

hal-01802124 , version 1 (29-05-2018)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01802124 , version 1

Citer

M. Caruel, P Moireau, D Chapelle. Thermodynamical framework for modeling chemo-mechanical coupling in muscle contraction – Formulation and preliminary results. 22e congrès Français de Mécanique, Aug 2015, Lyon, France. ⟨hal-01802124⟩
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