سه شنبه, ۱۸ اردیبهشت, ۱۴۰۳ / 7 May, 2024
یک مدل نظری از انقباض عضله بر مبنای سیستم های با فعالیت خود به خود
در این مقاله یک مدل نظری جدید برای تشکیل cross-bridge ها در عضله ارائه شده و حرکت لغزان آن ها به وسیله شبیه سازی های کامپیوتری مورد بررسی قرار گرفته است. در سطح میکروسکوپی ، دینامیک های تولید شده در هر cross-bridge چه به صورت پریودیک و چه آشوبگونه ، از طریق لغزش تولید شده و هموار هستند. در رابطه Hills شبیه سازی شده در دینامیک های کوچک وقتی سرعت حرکت بالاست ، نوسانات پریودیک غالب بوده و وقتی سرعت پایین است این نوسانات بیشتر به صورت آشوبگونه در می آیند. ماکسیمم بازدهی فرآیند تبدیل انرژی شیمیایی به مکانیکی در در گذر از نوسانات پریودیک به سمت نوسانات آشوبگونه به دست می آید.
● مقدمه
حرکت انقباضی فیبرهای عضلانی از فرآیند میکروسکوپیتبدیل انرژی شیمیایی به مکانیکی و تشکیل cross-bridge به وجود می آید. تاکنون دو نوع مختلف از تعاملات میکروسکوپی در فرآیند تشکیل cross-bridge ها پیشنهاد شده است. یکی کوپلینگ ناشی از تغییرات تطبیقی در ساختار ماکرومولکولی و دیگری کوپلینگ ضعیف ناشی از مشارکت نیروی جنبشی و تحریک حرارتی در بازچینی آماری در فاز دینامیک برای هر مولکول می باشد.
در این مقاله به وسیله تعمیم ایده Hulexy یک مدل دینامیک جدید ارائه شده که در آن فرآیند تشکیل cross-bridge ها به وسیله معادلات کاملا دترمینیسم شرح داده می شود. مدل مورد نظر بسیار بوده اما دو محدودیت اساسی دارد :
۱) یکی از آن ها محلی بودن ناحیه تعامل بین مولکول های اکتین و میوزین
۲) دیگری اثر زمان مقاوم است که طول پریود تعامل را در فرآیند تشکیل cross-bridge ها کنترل می کند. همان طور که در شکل (۱-a) نشان داده شده فیلامان میوزین به شکل یک میله غیر قابل انعاطاف بوده و سر آن (HMM) فقط وقتی با فیلامان اکتین در تعامل است که در محل های فعال قرار گیرد. این محل ها به صورت متناوب در سراسر فیلامان اکتین توزیع شده اند. وقتی که HMM از ناحیه فعال خارج شد ، مکانیسم تشکیل cross-bridge ها برای این پریود خاص مهار می گردد.
▪ شکل ۱.
b) نوسانات آشوبگونه یک
cross-bridge . (c) رابطه Hills و انطباق آن بر روی منحنی تجربی
Edman . (d) بازدهی مربوط به منحنی شکل c . سمت چپ ماکسیمم بازدهی به نوسانات پریودیک و سمت راست آن ب نوسانات آشوبگونه مربوط است.
فرض کنید معادلات توصیف کننده حرکت در هر HMM ، xi ، و میوزین ، X ، به فیلامان اکتین با رابطه زیر ارتباط دارد :
m xi۰۳۹;۰۳۹; = −k(xi − X − (i − ۱)lA) − ۹۴۷; xi۰۳۹; + Fi(xi, xi۰۳۹;, t) , (i = ۱, ۲, ,N)
M X۰۳۹;۰۳۹; = ∑Ni=۱ k(xi − X − (i − ۱)lA) − ۹۵۰; X۰۳۹; − L ,
که در این رابطه (۹۴۷;, ۹۵۰;) ، ویسکوزیته ، L بار ، k الاستیسیته و (lM, a, lA) فضای هر المان می باشد. فرآیندتولید نیرو که با هیدرولیز مولکول های ATP همراه است به صورت زیر فرض می شود :
Fi(xi, xi۰۳۹;, t) = F۰ − ۹۴۵; (von(i) − ۹۴۶;)۲ , (t ~є refractory time ∩ xi active sites).
در این رابطه von(i) سرعت لحظه ای HMM را موقع شروع تولید نیروی Fi نشان داده و نماینده سرعت موثر در فرآیند تبدیل انرژی شیمیایی به مکانیکی می باشد. وقتی حرکت لغزنده میوزین به وسیله نیرو متوقف شد ، HMM دینامیک های غیرخطی پیچیده ای مثل نقطه ثابت ، سیکل حدی ، دوبرابر شدن پریود و آشوب را از خود نشان می دهد. شکل (۱-b) یک نمونه از نوسانات آشوبگونه را ر فضای فاز نشان می دهد. وقتی ما نیروی خارجی را حذف کنیم حرکت میوزین با یک سرعت مشخص صورت می گیرد که این سرعت به بار L بستگی نداشته و به پارامترهای دیگری مربوط است. رابطه V-L در شکل (۱-c) همان رابطه Hills مدل مورد نظر است که به خوبی بر روی منحنی تجربی Edman فیت شده است. این رابطه تک فاز نیست بلکه به صورت دوفازه است. نقاط برخورد دینامیک های کوچک در سرعت های بالا پریودیک و در سرعت های پایین آشوبگونه می باشد.
نسرین شعوری
مرجع
T.Mitsui , Y.Aizawa , " A Theoretical Model for Muscle Contraction based on Refractory-Activation Systems " , Department of Applied Physics, Faculty of Science and Engineering, Waseda University, Tokyo ,۲۰۰۶.
نمایندگی زیمنس ایران فروش PLC S71200/300/400/1500 | درایو …
دریافت خدمات پرستاری در منزل
pameranian.com
پیچ و مهره پارس سهند
تعمیر جک پارکینگ
خرید بلیط هواپیما
ایران رافائل گروسی رهبر انقلاب حج کردستان عراق نیچروان بارزانی مجلس شورای اسلامی شورای نگهبان انتخابات دولت حسین امیرعبداللهیان دولت سیزدهم
تهران شهرداری تهران حجاب هواشناسی قوه قضاییه آموزش و پرورش قتل پلیس وزارت بهداشت سازمان هواشناسی شهرداری باران
بورس ایران خودرو خودرو قیمت دلار بانک مرکزی قیمت طلا قیمت خودرو بازار خودرو دلار مسکن حقوق بازنشستگان قیمت
زنان فضای مجازی سریال افعی تهران تئاتر مسعود اسکویی محمدعلی علومی تلویزیون نمایشگاه کتاب دفاع مقدس صدا و سیما سینمای ایران سریال
مغز دانشگاه آزاد اسلامی دانش بنیان گوشی هوشمند
اسرائیل رژیم صهیونیستی حماس غزه فلسطین جنگ غزه آمریکا روسیه اوکراین رفح طوفان الاقصی نوار غزه
پرسپولیس فوتبال لیگ برتر نساجی ذوب آهن لیگ برتر فوتبال ایران لیگ برتر ایران بازی جواد نکونام استقلال سپاهان رئال مادرید
هوش مصنوعی اپل سامسونگ آیفون باتری گوگل مایکروسافت تلفن همراه ماهواره اندروید
رژیم غذایی بیمه زیبایی چای ویتامین کاهش وزن دندانپزشکی فشار خون