Elasticité musculaire longitudinale et transversale (Influence de l'absence de desmine)

CETTE ETUDE S'EST INTERESSEE A L'INFLUENCE DE L'ABSENCE DES FILAMENTS DE DESMINE SUR LES PROPRIETES MECANIQUES PASSIVES LONGITUDINALES ET TRANSVERSALES DU MUSCLE STRIE SQUELETTIQUE. POUR CE FAIRE, NOUS AVONS EFFECTUE UNE ETUDE COMPARATIVE DU COMPORTEMENT PASSIF DE MUSCLES SOLEUS DE SOURIS DEPOURVUES DE DESMINE (/), PAR MUTATION GENETIQUE, ET DE MUSCLES DE SOURIS CONTROLES (+/+). CONCERNANT L'ELASTICITE LONGITUDINALE, UNE APPROCHE PAR L'EXPERIMENTATION BASEE NOTAMMENT SUR DES TESTS DE TRACTION A ETE ELABOREE, MONTRANT UNE AUGMENTATION DE RAIDEUR PASSIVE EN L'ABSENCE DE DESMINE. DIFFERENTS TYPES D'EXPLICATION SONT AVANCES, EN PARTICULIER, UNE ADAPTATION DE STRUCTURES PASSIVES, TELLES QUE LA TITINE. UNE APPROCHE PAR LA MODELISATION NOUS A PERMIS DE PROPOSER QU'UN ROLE MECANIQUE DES FILAMENTS DE DESMINE PEUT ETRE AUSSI UN ELEMENT EXPLICATIF. CETTE MODELISATION REPOSE SUR DES MODELES RHEOLOGIQUES, OU LA DESMINE EST SIMULEE PAR DES ELEMENTS ELASTIQUES. IL RESULTE DE CE TRAVAIL QUE PLUSIEURS MODELES VISCOELASTIQUES LINEAIRES SONT CAPABLES D'EXPLIQUER ET DE REPRODUIRE LA REPONSE MECANIQUE DES DEUX TYPES DE MUSCLES. DE PLUS, NOUS VALIDONS UN MODELE DE TYPE ELASTIQUE VISQUEUX NON-LINEAIRE DONT LES ELEMENTS ELASTIQUES SONT IDENTIFIES A DES STRUCTURES ANATOMIQUES. CE MODELE PERMET D'EXPLIQUER LE COMPORTEMENT ATYPIQUE DES MUSCLES (/) EN TENANT COMPTE DU COMPORTEMENT NON-LINEAIRE DES STRUCTURES MUSCULAIRES. CONCERNANT L'ELASTICITE TRANSVERSALE, NOUS AVONS UTILISE UNE TECHNIQUE BASEE SUR LA PROPAGATION D'ONDES ULTRASONORES. PAR L'UTILISATION DE CETTE METHODE SOUS DES CONDITIONS EXPERIMENTALES SPECIFIQUES, IL EST POSSIBLE DE CORRELER LA VITESSE DE PROPAGATION D'ONDES ULTRASONORES A DES COEFFICIENTS CARACTERISANT LES PROPRIETES ELASTIQUESCOMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

Propriétés rhéologiques du muscle strié squelettique à l'état d'activité (application à la contraction dynamique chez l'homme)

LE MUSCLE STRIE SQUELETTIQUE PRESENTE A L'ETAT D'ACTIVITE DES PROPRIETES VISCOELASTIQUES COMPLEXES. A CE JOUR, PEU DE TRAVAUX SE SONT INTERESSES A CES PROPRIETES VISQUEUSES, POURTANT A LA BASE DE LA CONTRACTION DYNAMIQUE. L'ETUDE PRESENTEE DANS CE MEMOIRE A ESSENTIELLEMENT PORTE SUR CE THEME. DEUX TYPES DE CONTRACTION ONT ETE ENVISAGES EN APPLIQUANT AU MUSCLE ACTIVE DES MOUVEMENTS ISOCINETIQUES OU SINUSOIDAUX. LES PHENOMENES MECANIQUES REGISSANT DE TELLES CONTRACTIONS ONT ETE ANALYSES SUR SOLEUS DE RAT TESTE EN CONDITION ISOLEE. AINSI, UN FACTEUR DE VISCOSITE ANALOGUE AYANT POUR ORIGINE LA CONVERSION D'ENERGIE CHIMIQUE EN ENERGIE MECANIQUE QUI S'OPERE LORS DE LA CONTRACTION MUSCULAIRE A ETE DEFINI. CETTE ETUDE A ENSUITE ETE RECONDUITE SUR MUSCLE HUMAIN IN SITU. LES TESTS MECANIQUES ONT ETE APPLIQUES AUX FLECHISSEURS PLANTAIRES A L'AIDE D'UN ERGOMETRE-CHEVILLE. L'ETUDE DETAILLEE DES DEUX MODALITES DE CONTRACTION NOUS A AMENE A DISTINGUER LA CONTRIBUTION D'UNE VISCOSITE ANALOGUE MUSCULAIRE ET D'UN COEFFICIENT D'AMORTISSEMENT DE STRUCTURES MUSCULO-ARTICULAIRES. LA CARACTERISATION DE LA PROPRIETE DE VISCOSITE ANALOGUE CHEZ L'HOMME NECESSITE LA MISE EN PLACE DE RELATIONS COUPLE-VITESSE ETABLIES A PARTIR DE CONTRACTIONS ISOCINETIQUES MAXIMALES DELICATES A REALISER. LA DERNIERE ETAPE DE NOS TRAVAUX S'EST ATTACHEE A TROUVER UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL PLUS SIMPLE CONDUISANT A L'EXPRESSION DE CETTE PROPRIETE. A CET EFFET, NOUS AVONS DEVELOPPE UNE METHODE DE CALCUL PERMETTANT DE MODELISER UNE RELATION COUPLE-VITESSE REPRESENTATIVE DU SYSTEME CONTRACTILE A PARTIR DE TESTS REALISES SOUS CONTRACTION QUASI-ISOMETRIQUE SOUS-MAXIMALE. CE MODELE MATHEMATIQUE A ENSUITE ETE VALIDE EXPERIMENTALEMENT EN CONFRONTANT LES RELATIONS COUPLE-VITESSECOMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

Une approche de la plasticité du muscle strié squelettique par l'étude de l'adaptation de ses fibres à l'augmentation de la demande fonctionnelle et à l'absence de desmine

Notre but est de considérer la plasticité musculaire à l'échelle de la fibre. Les aspects d'adaptation concernent les propriétés mécaniques et biochimiques, contractiles et élastiques passives. Un modèle d'augmentation de la demande fonctionnelle a été choisi pour étudier les propriétés contractiles et tester la formation de nouvelles fibres. Ce modèle et un modèle d'absence de desmine ont été utilisés pour étudier l'élasticité passive. Les résultats montrent la modification des propriétés contractiles dans le sens rapide->lent : chute de force et de Vmax et augmentation de l'expression de MHC IIA et lIX des fibres rapides et apparition de fibres lentes à caractéristiques particulières. Aucune modification de l'élasticité passive (force, titine) n'a été observée. On a aussi démontré, par l'activation des cellules satellites, l'augmentation du nombre de fibres et l'appariation de MHCdev la formation de nouvelles fibres à propriétés mécaniques et biochimiques évoluant vers celles des fibres lentes.ln this study, our aim was to characterise the plasticity of the single muscle fibre. Adaptation aspects concern contractile and passive properties at both mechanical and biochemicallevels. Contractile properties and new fibre formation were studied after a model increasing functional demand. This model and another one concerning the lack of a protein, desmin, were used to study passive properties. Resuits demonstrated a transformation of contractile properties into slower ones: decrease of tension and Vmax and increase of the expression of MHC IIA and lIX of fast fibres and appearance of a population of slow fibres. No modifications of passive properties were found. We have also demonstrated, by proving satellite cell activation, fibre number increase and MHCdev expression, the formation of new fibres which mechanical and biochemical characteristics evolved into those observed in slow fibres.COMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

CHANGES IN ELASTIC CHARACTERISTICS OF HUMAN MUSCLE INDUCED BY ECCENTRIC EXERCISE

International audienceThe effect of an eccentric strength training programme on the muscular series elastic component (SEC) was studied on the flexors of the human elbow. The characteristics of the SEC were determined using an in situ technique derived from methods commonly used on isolated muscles. The results were expressed in terms of compliance-force and tension-extension relationships. These relationships indicate a sharp increase in compliance when tension decreases. Furthermore, for a given value of tension, the SEC compliance of the trained muscles is found to be lower than that of the untrained muscles. These results are discussed in relation to the active and passive parts of the SEC

Effects of long-term spaceflight on mechanical properties of muscles in humans

Etude des effets d'un long séjour dans l'espace (entre 90 et 180 jours) sur les caractéristiques contractiles et élastiques des muscles fléchisseurs plantaires de 14 cosmonaute

Muscle and joint elastic properties during elbow flexion in Duchenne muscular dystrophy

Maximal voluntary contraction (MVC), series elastic stiffness and total joint stiffness during elbow flexion were investigated in healthy boys and in boys with Duchenne muscular dystrophy (DMD) in order to assess changes in mechanical properties induced by the disease.Two methods were used to perform stiffness measurements: (i) the application of sinusoidal perturbations to the joint during flexion efforts, allowing the calculation of total joint stiffness; (ii) the use of quick-release movements of the elbow, which had previously been maintained in isometric contraction, allowing the calculation of series elastic stiffness. In each case, stiffness was linearly related to torque, leading to the calculation of a normalized stiffness index as the slope of this stiffness-torque relationship.As expected, mean MVC was found to be much higher for healthy boys (20.02 ± 5.20 N m) than for DMD patients (3.09 ± 2.44 N m). Furthermore, the results showed that it was possible to characterize healthy and DMD children by virtue of the mechanical properties measured. Mean series elastic stiffness index was higher for DMD children (142.55 ± 136.58 rad−1) than for healthy subjects (4.39 ± 2.53 rad−1). The same holds for mean total joint stiffness index: 43.68 ± 67.58 rad−1 for DMD children and 2.26 ± 0.70 rad−1 for healthy subjects. In addition, increases in stiffness were more marked in DMD patients exhibiting high levels of muscle weakness.These changes are interpreted in terms of the adaptation of the properties of the muscles and joint involved, i.e. muscle fibres, tendons, peri- and intra-articular structures