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Enabling a sarcomere to run and breath

Résumé : Nous considérons un modèle de la littérature extrêmement simple de coureur de type robot boussole composé de 3 points (2 pour les jambes, 1 pour les hanches) liés par des conditions cinématiques (3 articulations, sol compris). C’est un modèle capable dans sa forme passive de descendre une pente par simple gravité selon un cycle de marche connu, y compris en stabilité. Nous le considérons ici sur un sol plan dans une forme active, c’est-à-dire avec des bio-actionneurs aux articulations. Chacun des 3 bio-actionneurs considérés développe un torseur d’efforts obtenu à partir de deux muscles de type Hill (two serie and parallel elastic éléments, one contraction element) agissant de part et d’autre de l’articulation. L’élément contractile est un sarcomère zéro dimensionnel de type A.F. Huxley à deux états dont les coefficients de taux d’attachement et de détachement sont liés aux concentrations de Ca2+ et d’APT par des relations empiriques (Bestel 2000). En faisant l’hypothèse que la concentration ATP consommée au voisinage de la fibre de myosine est identique à celle produite au voisinage des mitochondries, un modèle cinétique de mitochondrie permet de relier l’ATP aux concentrations d’oxygène et de NADH. Ce modèle cinétique inclus les variables internes de concentration en cytochrome c et cytochrome oxydase. La concentration de Ca2+ est la variable de contrôle de l’ensemble mytochondrie + sarcomere. Nous déterminons alors un profil temporel de Ca2+ qui, inclus dans une dynamique Newtonienne, produit un cycle de marche associée à une consommation d’O2 et et de NADH. Ce modèle cinétique naïf relie donc des variables nanométriques à des variables métriques en traitant les grandeurs spatiales comme des points et établit un lien entre matère consommée (O2, NADH) et mouvement produit. Ce modèle est propre à soulever les difficultés numériques liées aux multiples contraintes prises en compte. L’objectif futur et ultime est de résoudre un problème de minimisation de temps de course contraint par une consommation de matière type O2 ou produits phosphatés P comme il a été fait par les auteurs [] de façon heuristique, mais en apportant de plus un fondement biologique à ces contraintes.
Type de document :
Poster
Liste complète des métadonnées

https://hal.univ-angers.fr/hal-02528716
Contributeur : Okina Université d'Angers <>
Soumis le : mercredi 1 avril 2020 - 23:39:59
Dernière modification le : jeudi 2 avril 2020 - 10:30:00

Identifiants

  • HAL Id : hal-02528716, version 1
  • OKINA : ua17093

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Citation

Jean-Claude Jolly. Enabling a sarcomere to run and breath. 62nd Annual Meeting Biophysical Society, 2018, San Francisco, United States. Biophysical Society, 2018. ⟨hal-02528716⟩

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