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Dissertations / Theses on the topic 'Calcium in muscle contraction'
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1
Masters, Jonathan Grenville. "Sources of calcium involved in detrusor smooth muscle contraction." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.312030.
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2
Aydin, Jan. "Skeletal muscle calcium homeostasis during fatigue : modulation by kinases and mitochondria /." Stockholm : Karolinska institutet, 2007. http://diss.kib.ki.se/2007/978-91-7357-247-7/.
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3
McCloskey, Diana Teresa. "Adrenergic regulation of cardiac muscle contraction and relaxation." Thesis, King's College London (University of London), 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.324975.
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4
Stefanova, Helena Ivanova. "Calcium and phosphate transport in sarcoplasmic reticulum." Thesis, University of Southampton, 1989. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.303376.
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5
Gomez, Maria. "Calcium channel activity and force regulation in smooth muscle effects of polyamines and growth stimulation /." Lund : Lund University, 1998. http://catalog.hathitrust.org/api/volumes/oclc/68945015.html.
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6
Smyrnias, Ioannis. "Modulation of contractility and calcium signalling in cardiac myocytes." Thesis, University of Cambridge, 2011. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.609227.
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7
Sher, Anna. "Modelling local calcium dynamics and the sodium/calcium exchanger in ventricular myocytes." Thesis, University of Oxford, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.670114.
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8
Lynn, Stephen. "The ryanodine receptor channel complex in human smooth muscle cells." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.285789.
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9
Mulligan, Ian Patrick. "Mechanical studies on skinned muscle fibres using caged ATP and caged calcium." Thesis, University of Oxford, 1989. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.258249.
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10
Norman, Catalina. "Influence of the thin filament calcium activation on muscle force production and rate of contraction in cardiac muscle." Columbus, Ohio : Ohio State University, 2007. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1178751966.
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Jiang, Yandong. "Effects of modulating calcium transients on the contraction- relaxation cycle of skeletal muscle /." The Ohio State University, 1996. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1487935958847887.
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12
Goldsmith, Neil. "Calcium Movement in the Sarcomere and its Connection to Muscle Contraction: A Pilot Study." Bowling Green, Ohio : Bowling Green State University, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=bgsu1225672739.
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Tanner, Bertrand Clarke William. "Spatial coupling between sarcomeric proteins controls Ca2+-sensitive contraction muscle : a complementary research approach integrating theory with experiments /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2007. http://hdl.handle.net/1773/7995.
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14
Bent, Sarah Louise. "The role of calmodulin in decoding the calcium signal in muscle excitation-contraction coupling." Thesis, University of Manchester, 2011. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.549335.
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Koehler, Steffen. "O-Phthalaldehyde Modification of Sarcoplasmic Reticulum Calcium Release." PDXScholar, 1995. https://pdxscholar.library.pdx.edu/open_access_etds/5022.
Full textAbstract:
Muscle contraction is a phenomena which fascinated already the ancient Greeks. People have long sought to understand the mechanism of muscle contraction. Today we know that in order for muscle to contract, an action potential propagates from the nerve cell to the muscle cell. Upon arriving at the muscle cell, via a mechanism called Excitation- Contraction (E-C) coupling, Ca2 + is released from an intracellular membrane system, the sarcoplasmic reticulum (SR), into the intracellular fluid. The increase of intracellular Ca2 + initiates the interaction between the contractile units which results in force development and tension. The least well understood step in the contractile process is mechanism of E-C coupling. During the last 15-20 years various theories have been proposed to describe this process. Our laboratory came up with a theory several years ago, that critical sultbydryl groups on a protein, the ryanodine receptor(RyR)/Ca2 + release channel, are oxidized and subsequently reduced during the process of contraction and relaxation. In this thesis a reagent, o-Phthalaldehyde (OPA), was used to better understand the gating mechanism of the RyR/Ca2 + release channel. This reagent has the ability to form an isoindole derivative with the amino acids cysteine and lysine, if they are separated by not more than 3 A .In this study, it was shown that OP A interacts directly with the Ca2 + release channel by forming a covalent derivative with a critical thiol and a nearby lysine. High affinity [3H]Ryanodine binding to the RyR\Ca2 + release channel is activated by < 130μM OP A, but is inhibited by OPA at concentrations ranging from 200-300 μM OPA. This biphasic behavior indicates that at least two sets of cysteine-lysine pairs regulate Ca2 + channel activity. Moreover, the binding of OP A results in increasing the affinity of the receptor for the binding of ryanodine, in a Ca2 + independent manner, which may indicate that there are two different sets of RyR\Ca2+ release channels present in the SR.
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Kake, Sandrine Aurélie. "Mesure de la concentration totale du calcium ([Ca[indice inférieur T]]MUSCLE) dans le muscle cardiaque et squelettique." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/6316.
Full textAbstract:
La contraction du muscle cardiaque et squelettique est activée par la libération du calcium (Ca²[indice supérieur +]) du réticulum sarcoplasmique (RS), en réponse à la dépolarisation du sarcolemme pendant la propagation du potentiel d'action (PA) le long des tubules transverses (tubules T). Ce processus s'appelle le couplage excitation-contraction (couplage EC). Le couplage EC dans le muscle cardiaque est différent de celui squelettique en ce sens qu'il nécessite du Ca²[indice supérieur +] extracellulaire ce qui n'est pas le cas dans le couplage EC dans le muscle squelettique. Le but de mon projet de Maîtrise a été principalement de développer et de perfectionner une nouvelle méthode de mesure de la concentration totale de Ca²[indice supérieur +] dans le muscle cardiaque et le muscle squelettique ([Ca[indice inférieur T]]MUSCLE) de différentes espèces (rats, souris et grenouilles); dont la plus grande fraction est emmagasinée à l'intérieur du RS. Cette mesure quantitative a pour objectif à long terme, dans le cas du muscle cardiaque de comprendre les résultats apparemment contradictoires concernant le mécanisme principal de couplage EC et dans le cas du muscle squelettique, de confirmer que la concentration totale de Ca²[indice supérieur +] dans la préparation des cellules isolées correspond au niveau physiologique. De surcroît, dans ce dernier cas, la [Ca[indice inférieur T]]MUSCLE dans les fibres musculaires squelettiques de grenouille obtenu avec la technique de EGTA-Rouge de phénol effectué par Pape et al. (1995) est similaire à celle obtenue à partir de cette nouvelle méthode dans le muscle squelettique entier. Les résultats obtenus en relation avec le poids du muscle sur les souris C57BL6 montrent qu'il y a une grande dépendance du contenu total de Ca²[indice supérieur +] sur le poids du muscle. En effet, le poids du muscle varie de 12.7 mg à 5.2 mg ce qui correspond à 1.34 mM et 4.14 mM respectivement. Ces résultats suggèrent la possibilité d'un mécanisme pour la régulation du [Ca[indice inférieur T]]MUSCLE où le plus petit muscle augmente [Ca[indice inférieur T]]MUSCLE afin d'augmenter sa force spécifique (force normalisée pour la grandeur) pour produire une force similaire aux muscles plus grands. La calséquestrine est une protéine qui tamponne le Ca²[indice supérieur +] à l'intérieur du RS est la source principale de Ca²[indice supérieur +] impliquée dans le couplage EC. En effet, Fenelon et al. (2012) ont estimé que 95% du Ca²[indice supérieur +] dans le RS est lié, avec 5% dans le forme libre (i.e. Ca²[indice supérieur +]), et que plus de 80% du Ca²[indice supérieur +] lié paraît être associé avec la calséquestrine. La raison principale pour développer cette nouvelle méthode a été d'évaluer si le contenu total de Ca intracellulaire est largement réduit dans les muscles KO en CSQ afin de mieux résoudre la controverse sur ce sujet. Contrairement à nos attentes [Ca[indice inférieur T]]MUSCLE a été proche de 2mM dans les muscles contrôles, ce qui est proche de la moyenne mesurée pour les muscles KO en CSQ. Notre hypothèse est qu'il y a une "uprégulation" d'une ou plusieurs protéines de liaison de Ca²[indice supérieur +] dans le RS.
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Wallace, Patrick. "Excitation/contraction coupling in mouse anococcygeus smooth muscle : a role for store-operated calcium entry." Thesis, King's College London (University of London), 2005. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.424303.
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Pabbathi, Vijay Kumar. "Excitation-contraction coupling in mammalian heart muscle : control by membrane potential and calcium ion entry?" Thesis, University of Bristol, 2002. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.393923.
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Brousal, Jeffrey P. "Role of phosphorylation of the alpha one subunit in cyclic adenosine monophosphate dependent modulation of skeletal muscle calcium channels /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 1998. http://hdl.handle.net/1773/6305.
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Hänninen, S. L. (Sandra Lynn). "Transcriptional control of muscle cell excitation-contraction coupling:the role of activity and mitochondrial function." Doctoral thesis, Oulun yliopisto, 2019. http://urn.fi/urn:isbn:9789526222790.
Full textAbstract:
Abstract Cardiac and skeletal muscle cell contraction is a result of excitation-contraction coupling (ECC), where an electrical signal leads to a rise in intracellular calcium levels and contraction. This process is carefully regulated to meet physiological demand and heavily dependent on an adequate energy supply. Disturbed ECC can have severe consequences on muscle cell function and underlies many cardiac and skeletal muscle pathologies. Cell stress, changing intracellular Ca2+ concentrations, and calcium signal dynamics can all play a role in the transcriptional regulation of genes involved in myocyte Ca2+-handling. In this thesis project, the transcriptional control of ECC was studied in skeletal and cardiac myocytes. Skeletal myocyte calsequestrin (CASQ1) was downregulated in a mouse model of mitochondrial myopathy and it contributed to the decreased SR Ca2+ load and impaired Ca2+ handling in Tfam-/- skeletal myocytes. In cultured neonatal cardiomyocytes, mitochondrial uncoupler FCCP-induced mitochondrial dysfunction led to downregulation of cardiac calsequestrin (CASQ2) and similarly impaired Ca2+ handling. Whereas there was no increase in reactive oxygen species (ROS) levels in Tfam-/- myocytes, cultured cells exposed to FCCP did display increased ROS, an effect that was counteracted by coexposure with the ROS scavenger (NAC). NAC attenuated FCCP-induced CASQ2 downregulation and restored Ca2+ handling. Therefore, mitochondrial dysfunction led to CASQ1/2 downregulation and impaired Ca2+ handling in these two cell types, but by different mechanisms. This project also looked at the role of Ca2+ dynamics on the transcriptional regulation of Ca2+ handling genes. Increased intracellular Ca2+ levels and β-adrenergic stimulation of cardiomyocytes activate Ca2+-calmodulin kinase II (CaMKII) and can trigger hypertrophic remodeling. It was found that CaMKII downregulated expression of the L-type Ca2+ channel α1c-subunit (Cacna1c) in cultured cardiomyocytes. Analysis of the Cacna1c promoter revealed that the transcriptional repressor DREAM bound to a putative downstream regulatory element. The results shed light on the complex interplay between muscle cell energetics and transcriptional regulation of SR Ca2+ handling proteins. A unique pathway for Cacna1c transcriptional regulation by CaMKII and DREAM was also describedTiivistelmä Sydän- ja luustolihassolujen supistuminen on seurausta ärsytys-supistuskytkennästä (ECC), jossa sähköinen ärsytys kohottaa solunsisäistä kalsiumpitoisuutta ja aiheuttaa supistuksen. Tätä säädellään tarkasti fysiologisen tarpeen mukaan, ja se riippuu riittävästä energian saannista. Häiriintynyt ECC voi aiheuttaa vakavia seurauksia lihassolujen toiminnalle, ja se on mukana monien sydän- ja luustolihasten sairauksien synnyssä. Tässä tutkimuksessa ECC:n transkriptionaalista säätelyä tutkittiin luustolihasten ja sydämen lihassoluissa. Luustolihassolujen kalsekvestriinin (CASQ1) väheneminen pienensi SR:n Ca2+-määrää mitokondrioiden myopatian hiirimallissa ja heikensi Ca2+-tasapainon ylläpitoa Tfam-/--luustolihassoluissa. Viljellyissä vastasyntyneiden kammio-sydänlihassoluissa mitokondrio-irtikytkijän FCCP:n aiheuttama mitokondrioiden toimintahäiriö johti sydämen kalsekvestriinin (CASQ2) vähenemiseen ja heikensi samalla tavalla Ca2+-tasapainon ylläpitoa. Vaikka Tfam-/--myosyyteissä reaktiivisten happilajien (ROS) tasot eivät olleet koholla, FCCP:lle altistetuissa viljellyissä soluissa ROS kuitenkin lisääntyi. Vaikutusta esti ROS-puhdistaja NAC, joka heikensi FCCP:n aiheuttamaa CASQ2:n laskua ja palautti Ca2+-säätelyn normaaliksi. Mitokondrioiden toimintahäiriö siis johti CASQ1/2:n vähenemiseen ja Ca2+-säätelyn heikentymiseen molemmissa solutyypeissä, mutta eri mekanismeilla. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin myös Ca2+-dynamiikan osuutta Ca2+-tasapainoon osallistuvien geenien transkription säätelyssä. Lisääntynyt solunsisäinen Ca2+-taso ja sydänlihassolujen β-adrenerginen stimulointi aktivoivat Ca2+-kalmoduliinikinaasi II:n (CaMKII), ja ne voivat laukaista sydämen hypertrofisen uudelleenmuovautumisen. Havaittiin, että CaMKII vähensi L-tyypin Ca2+-kanavan a1c-alayksikön (Cacna1c) ilmentymistä viljellyissä sydänlihassoluissa. Promoottorianalyysi osoitti tämän johtuvan transkription repressorin DREAM:n sitoutumisesta oletettuun DRE:hen (alavirrassa sijaitseva säätelyelementti). Nämä tulokset tuovat uutta tietoa lihassolujen energiatalouden ja SR:n Ca2+:n vaikuttavien proteiinien transkription säätelyn vuorovaikutuksesta. Lisäksi havaittiin ainutlaatuinen Cacna1c-transkription säätelyn reitti, johon osallistuvat CaMKII ja DREAM
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Kobata, Robert Steven 1954. "AN AUTOMATED METHOD OF MEASURING ISOLATED MUSCLE CONTRACTION (VERAPAMIL, HALOTHANE, CALCIUM-CHLORIDE, MAGNESIUM SULFATE, GUINEA PIG)." Thesis, The University of Arizona, 1986. http://hdl.handle.net/10150/277003.
Full text
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Kutchukian, Candice. "Signalisation calcique et couplage excitation-contraction dans le muscle squelettique : modulation par certains phosphoinositides et altérations associées dans deux myopathies centronucléaires." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1148/document.
Full textAbstract:
Le couplage excitation-contraction (EC) du muscle squelettique correspond à l’efflux de Ca2+ par le réticulum sarcoplasmique (RS) suite à une dépolarisation sarcolemmale. Des mutations dans les gènes MTM1 et DNM2 sont responsables respectivement de la forme sévère et modérée de la myopathie centronucléaire (CNM). Chez la souris Mtm1 KO, l’absence de la (PtdInsP) 3-phosphatase MTM1 est associée à une altération du couplage EC, propablement la cause majeure de la faiblesse musculaire. Le rôle du PdtIns(4,5)P2 dans la régulation du couplage EC a été étudié dans des fibres musculaires exprimant une PtdInsP phosphatase sensible au potentiel. Grâce à une combinaison d’électrophysiologie et d’imagerie confocale, nous avons montré une altération de l’efflux calcique en réponse à de fortes dépolarisations déplétant les stocks de PdtIns(4,5)P2 à la membrane.Dans un deuxième temps, une caractérisation complète des défauts de signalisation calcique et du couplage EC a été réalisée dans les fibres musculaires isolées de souris Mtm1 KO. Nos résultats indiquent que l’efflux calcique est d’amplitude réduite, est retardé et est spatialement hétérogène. L’inhibition pharmacologique de l’activité PtdInsP 3-kinase améliore ces défauts in vitro et la survie des souris in vivo, suggérant que l’accumulation des substrats de MTM1 participe au défaut du couplage EC. Ces résultats montrent le bénéfice thérapeutique d’une approche pharmacologique aux inhibiteurs d’activité PtdInsP 3-kinase.Enfin, nous avons montré que les fibres musculaires d’un modèle murin de la forme modérée de CNM (KI-Dnm2R465W) partagent certaines altérations du couplage EC avec le modèle Mtm1 KO (retard de l’efflux calcique) pouvant contribuer à la faiblesse musculaire. Cependant, d’autres défauts (altérations structurales, réduction de l’efflux calcique) affectent plus sévèrement le modèle Mtm1 KO, et pourraient être déterminants dans la différence de sévérité entre les deux formes de CNMExcitation-contraction (EC) coupling is the process whereby a membrane depolarization leads to an increased cytosolic Ca2+ content, allowing contraction. Mutations in the genes MTM1 and DNM2 are responsible respectively for severe and moderate forms of centronuclear myopathy (CNM). In Mtm1 KO mouse model, MTM deficiency is associated with defective EC coupling, which makes probably the major contribution to muscle meakness.PdtIns(4,5)P2 involvement in regulating EC coupling has been investigated in muscle fibers expressing a voltage sensing PtdInsP phosphatase. Thanks to a combination of electrophysiology and confocal imaging techniques, we showed a reduction of SR Ca2+ release amplitude in response to strong depolarizations activating PdtIns(4,5)P2 depletion at plasma membrane.Secondly, we made a complete characterization of calcium signaling and EC coupling properties in isolated muscle fibers from Mtm1 KO mice. Our results demonstrate that SR Ca2+ release is depressed, delayed and spatially heterogeneous in diseased fibers. Moreover, we showed that pharmacological inhibition of PtdInsP 3-kinase activity improves these defects in vitro and mice survival in vivo, suggesting that accumulation of MTM1 substrates may participate to defective EC coupling. Overall, these results provide proof of concept for the use of PtdIns 3-kinase inhibitors in severe form of CNM.Finally, we showed that muscle fibers from murine model of moderate CNM form (KI-Dnm2R465W) share some of EC coupling defects with Mtm1 KO model (delayed SR Ca2+ release) that may contribute to muscle weakness. However, other defects (structural alterations, depressed SR Ca2+ release) affect more severely Mtm1 KO model, and may be critical in determining the severity of CNM
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Mbikou, Prisca. "Etude expérimentale et théorique du couplage excitation-contraction dans le muscle lisse des voies aériennes de rat." Bordeaux 2, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR21613.
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Honore, Eric. "Mise en évidence et origine de deux composantes de la contraction du muscle papillaire de cobaye." Lille 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LIL10030.
Full textAbstract:
En l'absence du mécanisme d'échange Na-Ca, il peut être enregistré au niveau de certaines préparations cardiaques une contraction biphasique. La première composante de contraction est liée à la libération de Ca par le réticulum sarcoplasmique déclenchée par le courant entrant calcique rapide. La seconde composante de contraction est liée à l'activation directe des protéines contractiles par le calcium transporté par le courant entrant lent. Seuls les canaux calciques lents sont sensibles aux diverses substances telles que l'isoprotérénol, l'acétylcholine et les dihydropyridines. Les effets particuliers des ions Sr lorsqu'ils substituent les ions Ca en totalité tendent bien à montrer que le canal calcique rapide est plus spécifique aux ions Ca que ne l'est le canal calcium Lent. La contraction des cellules cardiaques pourrait de ce fait correspondre à trois composantes : deux composantes phasiques liées aux deux courants entrants de Ca et une composante tonique liée à l'influx de Ca produit par l'activation du mécanisme d'échange Na-Ca
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Flinn, Rory J. "Novel use of glycosylation scanning to map the intracellular trafficking of sarco(endo)plasmic reticulum calcium ATPase 1A." Access to citation, abstract and download form provided by ProQuest Information and Learning Company; downloadable PDF file 0.55 Mb., 80 p, 2005. http://wwwlib.umi.com/dissertations/fullcit/1428192.
Full text
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Siddiqui, Jalal K. "Modeling the response of troponin C to calcium in increasingly complex systems." The Ohio State University, 2016. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1480258715871156.
Full text
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Teyssier, Perrine. "Mécanismes d'adressage et de rétention de la triadine à la triade au sein du muscle squelettique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAV047.
Full textAbstract:
Le muscle squelettique est un tissu complexe constitué de nombreuses cellules musculaires. Lorsqu’un motoneurone en contact avec ces cellules, émet un potentiel d’action, celui-ci se propage le long de la membrane plasmique où il permet l’activation du complexe de relâchement du calcium (CRC), la sortie massive de calcium des citernes terminales du réticulum sarcoplasmique (RS) dans le cytosol, et ainsi la contraction musculaire. Ce mécanisme, appelé couplage excitation-contraction, requière un site de contact spécifique entre la membrane plasmique et le RS, appelé triade. Cette dernière est composée d’une invagination de la membrane plasmique, le tubule-t, flanquée de deux citernes terminales du RS. Au sein des triades, le CRC est centré autour de deux canaux calciques, le récepteur des Dihydropyridines (DHPR) et le récepteur de la Ryanodine (RyR1), très précisément localisés face à face dans leurs membranes respectives : la membrane du tubule-t et la membrane du RS. Ainsi, quand la membrane est dépolarisée, le DHPR subit un changement de conformation permettant l’ouverture du canal RyR1 et la sortie du calcium. Le CRC contient également d’autres protéines précisément localisées à la triade comme la calséquestrine ou la triadine, ayant des rôles clés pour moduler la libération du calcium. L’initiation de la contraction dépend ainsi du contact précis entre la membrane du RS et la membrane du tubule-t et également de la localisation exclusive des protéines du CRC au sein de la triade. Néanmoins, les mécanismes sous-jacents à l’organisation précise des protéines du CRC à la triade, restent inconnus.Durant cette thèse, nous nous sommes focalisés sur la triadine protéine du CRC qui servirait d’ancre aux autres protéines du CRC grâce à ses différentes interactions. Nous avons étudié les mécanismes de trafic et de rétention de la triadine au cours de la différenciation musculaire. Pour ce faire, la dynamique de la triadine a été explorée par des techniques de microscopie et en réintroduisant, grâce à des lentivirus, des chimères fluorescentes de triadine au sein de cellules musculaires différenciées.Dans un premier temps l’étude de l’adressage et de la rétention des protéines du CRC à la triade a révélé que la triadine emprunterait une voie vésiculaire pour sortir du reticulum et atteindre les triades. Cette voie de trafic vésiculaire utiliserait le cytosquelette de microtubules et notamment les moteurs moléculaires et pourrait être une voie spécifique au muscle squelettique. Dans un deuxième temps et dans des étapes plus tardives de la différenciation, la triadine diffuserait dans les membranes du RS suivie de son accumulation aux triades. Les deux mécanismes, diffusion et trafic vésiculaire, pourraient cependant coexister dans une cellule musculaire. Dans tous les cas, une fois la triade atteinte, la triadine y serait retenue grâce à son domaine transmembranaire. Durant ma thèse, j’ai également eu l’opportunité de prendre part à un projet portant sur l’implication de la protéine MAP6 dans la fonction musculaire. Ce projet a permis de montrer que MAP6 est bien présente dans le muscle squelettique et que son absence donne lieu à une faiblesse musculaire due en partie à une diminution des relâchements calciques, ainsi qu’à une altération du réseau de microtubules et de l’organisation du RSSkeletal muscle is a complex tissue made up of many muscle cells. When a motor neuron in contact with muscle cells, emits an action potential, it propagates along the plasma membrane where it allows the activation of the calcium release complex (CRC), the massive calcium release of terminal cisternae of the sarcoplasmic reticulum (SR) in the cytosol, and thus muscle contraction. This mechanism, called excitation-contraction coupling, requires a specific site of contact between the plasma membrane and the RS, called the triad. More precisely, a triad is composed of an invagination of the plasma membrane, the T-tubule, flanked by two terminal cisternae of the SR. At the triads, the CRC is centered on two calcium channels, the Dihydropyridine Receptor (DHPR) and the Ryanodine Receptor (RyR1), very precisely located face to face in their respective membranes: the T-tubule membrane and the membrane of the SR. Thus, when the membrane is depolarized, the DHPR undergoes a conformational change allowing the opening of RyR1 channel and the release of the calcium. CRC also contains other triad-specific proteins such as calsequestrin or triadin, which have key roles in modulating calcium release. Initiation of contraction thus depends on the precise contact between the SR membranes and the T-tubule membranes and also the exclusive localization of the CRC proteins at the triads. Nevertheless, the mechanisms underlying the precise organization of CRC proteins to the triad remain unknown.During this work, we focused on triadin, a CRC protein that would anchor other CRC proteins through the different interactions it has with RyR1, with calsequestrin and also with microtubules. We studied the mechanisms of trafficking and retention of triadin during muscle differentiation. To do this, the dynamics of triadin was explored by microscopy techniques and by reintroducing, using lentivirus, fluorescent triadin chimeras into differentiated muscle cells.Firstly, the study of CRC proteins targeting and retention in the triad revealed that triadin would take a vesicular pathway to exit the reticulum and reach the triads. This vesicular trafficking pathway would use the microtubule cytoskeleton and in particular the molecular motors and could be a pathway specific to skeletal muscle. In a second step and in later stages of differentiation, triadin would diffuse into SR membranes followed by its accumulation at the triads. Both mechanisms, diffusion and vesicular trafficking, could, however, coexist in a muscle cell. In all cases, once the triad is reached, triadin would be retained thanks to its transmembrane domain. Moreover, I also had the opportunity to take part in a project on the involvement of the MAP6 protein in muscle function. This project has shown that MAP6 is present in skeletal muscle and that its absence leads to muscle weakness associated with a decrease in calcium releases, as well as an impairment of the microtubule network and the organization of SR
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Moutin, Marie-Jo. "Etude de la libération de calcium par le reticulum sarcoplasmique du muscle squelettique." Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10086.
Full text
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Ward, Christopher W. "The role of the apparent rate constant of cross-bridge transition from the strong binding state (G app ) in skeletal muscle force production." Diss., Virginia Tech, 1996. http://hdl.handle.net/10919/37983.
Full textAbstract:
Force regulation at the level of the actin-myosin cross-bridge (XB) can be
described by a 2 state model in which the XB's cycle between a strongly bound (SB), force
generating state and a weakly bound (WB), non-force generating state. This cycle can be
characterized by the apparent rate constants for transition into the SB state (fapp) and
returning to the WB state (gapp), Increases in XB force can be accounted for by an increase
in fapp a decrease in gapp., or both. While effort towards understanding XB force regulation
has focused on the notion that force production is primarily regulated by fapp the purpose
of this investigation was to determine if gapp continues to force regulation at the XB and
to determine whether gapp differs in,muscles with differing contractile characteristics.Ph. D.
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Braun, Alexander. "The Interaction between a Thiol Specific Probe (OPA) and the Single Channel Characteristics of the Reconstituted Ca++ Release Protein from Skeletal Muscle Sarcoplasmic Reticulum." PDXScholar, 1995. https://pdxscholar.library.pdx.edu/open_access_etds/4869.
Full textAbstract:
One advantage of higher life-forms over less developed organisms is their ability to respond to signals from their environment with motion. This requires highly specialized contractile cells and a whole locomotion apparatus. In vertebrates, the cells responsible for movement are the skeletal muscle cells. They receive signals from the autonomic nervous system in the form of an action potential, and they contract in an appropriate manner. Calcium is a vital intracellular passenger whose role in muscular function is to initiate contraction. It is released via specific channel proteins from an internal Ca++ store, the sarcoplasmic reticulum, and triggers muscular contraction, the actual interplay of actin and myosin filaments. The step that is still not fully understood is the coupling process between arrival of an action potential and the subsequent contraction, called excitation-contraction coupling. Several theories have been proposed to explain this process. Some years ago, our laboratory introduced the hypothesis that an oxidation-reduction reaction of critical sulfhydryls associated with the Ca+t channel protein are involved in the regulation of channel gating. In an effort to understand more about the Ca++ channel gating mechanism at the molecular level, this thesis focuses on the interaction between o-phthalaldehyde, a reagent which specifically forms an isoindole derivative with the amino acids cysteine and lysine, and the Ca++ release channel complex. In this thesis, the planar lipid bilayer technique was used to study the Ca++ release channel protein from skeletal muscle sarcoplasmic reticulum at the single channel level. Utilizing this experimental technique, the direct interaction between OP A and the channel was investigated. In this study, it was shown that the interaction of o-phthalaldehyde with the channel increases the channel's open probability as well as its mean open time. Furthermore, the covalent nature of o-phthalaldehyde binding to the calcium release channel complex is shown and its inhibiting effects on chloride channels are demonstrated.
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Bastide, Bruno Mounier Yvonne. "Plasticité de l'expression de protéines clés du couplage excitation-contraction du muscle squelettique dans un modèle d'atrophie fonctionnelle." [S.l. : s.n.], 2003. http://www.univ-lille1.fr/bustl-grisemine/pdf/extheses/50376-2003-251-252.pdf.
Full textAbstract:
Habilitation à diriger des recherches : Sciences naturelles : Lille 1 : 2003.Synthèse de travaux en français et articles publiés en anglais reproduits dans le texte. N° d'ordre (Lille 1) : 396. Résumé. Curriculum vitae. Pagination multiple pour les articles reproduits. Bibliogr. p. 150-188 et à la suite des articles. Liste des publications.
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Sanchez, Colline. "Biosenseurs fluorescents appliqués à l’étude de la fonction du réticulum sarcoplasmique dans le couplage excitation-contraction du muscle squelettique." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1164.
Full textAbstract:
La cascade d’évènements permettant la contraction de la fibre musculaire striée squelettique en réponse à l’activité électrique de sa membrane plasmique est regroupée sous le terme de couplage excitation-contraction (EC). Le couplage EC a lieu au niveau des triades, domaines nanoscopiques au niveau desquels les invaginations transversales de la membrane plasmique (tubules-T) sont en contact étroit avec deux citernes terminales adjacentes de réticulum sarcoplasmique (RS). Plus précisément, lors de l’excitation d’une fibre musculaire, un potentiel d’action se propage dans toute la surface de la membrane plasmique et en profondeur de la cellule via les tubules-T. Cette dépolarisation y est détectée par les protéines membranaires sensibles au potentiel Cav1.1 qui en retour, par couplage mécanique, déclenchent l’ouverture des canaux calciques du RS que sont les récepteurs de la ryanodine de type 1 (RYR1s). Ceci est à l’origine de l’augmentation massive de Ca2+ intracellulaire qui déclenche l’activation des myofilaments et donc la contraction. La compréhension des mécanismes de contrôle et de régulation des canaux RYR1s reste encore aujourd’hui limitée. En particulier, la mesure de l’activité physiologique de ces canaux dans la fibre musculaire intacte est toujours réalisée de manière très indirecte. Par ailleurs le rôle éventuel de variations de potentiel de la membrane du RS pendant l’activité musculaire n’a jamais été révélé. Une connaissance approfondie de ces phénomènes est pourtant essentielle à la compréhension de la fonction musculaire squelettique normale et pathologique. Dans ce contexte, l’objectif général de mon projet de thèse a été de mettre au point et utiliser des biosenseurs fluorescents localisés spécifiquement à la membrane des citernes terminales du RS de fibres musculaires différenciées – par leur fusion à une séquence d’adressage appropriée. Grâce à la combinaison des techniques d’électrophysiologie et d’imagerie de la fluorescence des biosenseurs sur fibres musculaires isolées, nous avons pu étudier l’activité du RS au cours de la fonction musculaire. Plus particulièrement, mon travail de thèse aborde deux problèmes biologiques principaux : le potentiel de membrane du RS et la signalisation calcique du RS au cours du couplage EC. Le premier objectif a visé à caractériser les changements de potentiel de la membrane du RS pendant l’activation du couplage EC. Pour cela, nous avons utilisé des biosenseurs de FRET de la famille Mermaid. Nos résultats montrent qu’il n’y a pas de changement substantiel du potentiel transmembranaire du RS pendant l’activation du couplage EC. Ces données confirment – pour la première fois en condition physiologique – que le flux de Ca2+ à travers les canaux RYR1s est équilibré par des contre-flux ioniques compensatoires qui permettent le maintien du potentiel de membrane du RS. Ceci assure la pérennité du flux de Ca2+ et contribue à l’efficacité du couplage EC. Le deuxième objectif a visé à détecter les variations de concentration en Ca2+ à proximité immédiate des canaux RYR1s. Pour cela, nous avons utilisé le biosenseur fluorescent sensible au Ca2+ GCamP6f. Le biosenseur adressé à la membrane du RS fournit un accès unique à l’activité individuelle de populations distinctes de canaux RYR1s au sein de différentes triades d’une même fibre musculaire. Au-delà de la caractérisation détaillée des propriétés des sondes GCaMP6f dans cette préparation, nos résultats montrent la stupéfiante synchronisation de l’activité de libération de Ca2+ des triades d’une même fibre musculaire au cours du couplage EC. Les résultats ouvrent des perspectives particulièrement intéressantes pour les études de situations pathologiques d’altération de l’activité des canaux RYR1sExcitation-contraction (EC) coupling in skeletal muscle corresponds to the sequence of events through which muscle fiber contraction is triggered in response to plasma membrane electrical activity. EC coupling takes place at the triads; these are nanoscopic domains in which the transverse invaginations (t-tubules) of the surface membrane are in closed apposition with two adjacent terminal cisternae of the sarcoplasmic reticulum membrane (SR). More precisely, EC coupling starts with action potentials fired at the endplate, propagating throughout the surface membrane and in depth into the muscle fiber through the t-tubules network. When reaching the triadic region, action potentials activate the voltage-sensing protein Cav1.1. In turns, Cav1.1 directly open up the type 1 ryanodine receptor (RYR1) in the immediately adjacent SR membrane, through intermolecular conformational coupling. This triggers RYR1-mediated SR Ca2+ release which produces an increase in cytosolic Ca2+ triggering contraction. Current understanding of the mechanisms involved in the control and regulation of RYR1 channels function is still limited. One reason is related to the fact that detection of RYR1 channel activity in intact muscle fibers is only achieved with indirect methods. Also, whether SR the membrane voltage experiences changes during muscle activity has so far never been experimentally assessed. Yet, deeper knowledge of these processes is essential for our understanding of muscle function in normal and disease conditions. In this context, the general aim of my PhD project was to design and use fluorescent protein biosensors specifically localized at the SR membrane of differentiated muscle fibers, by fusing them to an appropriate targeting sequence. Thanks to a combination of single cell physiology and biophysics techniques based on electrophysiology and biosensor fluorescence detection, we were able to study the SR activity during muscle fiber function. Specifically, my PhD work focused on two major issues: SR membrane voltage and SR calcium signaling during EC coupling. The first aim of my work was to characterize SR membrane voltage changes during muscle fiber activity. For this, we used voltage sensitive FRET-biosensors of the Mermaid family. Results show that the SR trans-membrane voltage experiences no substantial change during EC coupling. This provides the first experimental evidence, in physiological conditions, for the existence of ion counter-fluxes that balance the charge deficit associated with RYR1-mediated SR Ca2+ release. Indeed, this process is essential for maintaining the SR Ca2+ flux upon RYR1 channels opening and thus critically important for EC coupling efficiency. The second objective of my work aimed at detecting the changes in Ca2+ concentration occurring in the immediate vicinity of the RYR1 Ca2+ release channels during muscle fiber activation. For this, we took advantage of one member of the recent generation of genetically encoded Ca2+ biosensor: GCaMP6f. The SR-targeted biosensor provides a unique access to the individual activity of RYR1 channels populations within distinct triads of a same muscle fiber. Beyond allowing a detailed characterization of the biosensor properties in this preparation, results highlight the remarkable uniformity of SR Ca2+ release activation from one triad to another, during EC coupling. These results open up stimulating perspectives for the investigation of disease conditions associated with defective behavior of RYR1 channels
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Robin, Gaëlle. "Caractérisation de l'efflux calcique du réticulum sarcoplasmique du muscle squelettique normal et dystrophique." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10138.
Full textAbstract:
La contraction du muscle squelettique est initiée par une libération de Ca2+ du réticulum sarcoplasmique (RS) en réponse à une dépolarisation du sarcolemme. Celle-ci induit un changement de conformation du récepteur des dihydropyridines (DHPR) localisé dans les tubules T entraînant l'ouverture du récepteur de la ryanodine de type 1 (RyR1), canal calcique du RS, et la libération du Ca2+ accumulé dans le RS. Au repos, RyR1 serait maintenu fermé par une action répressive du DHPR. Néanmoins, un efflux de Ca2+ continu se développe à travers la membrane du RS, constamment compensé par l'activité des pompes Ca2+-ATPases. Des études suggèrent que cet efflux pourrait être impliqué dans la perturbation de l'homéostasie calcique dans une des pathologies musculaires des plus fréquentes et sévères, la myopathie de Duchenne. Le travail présenté vise à caractériser l'efflux de Ca2+ du RS dans les fibres musculaires squelettiques de souris normales et mdx, modèle murin de la myopathie de Duchenne, en couplant la technique de potentiel imposé et la mesure fluorimétrique du Ca2+ intracellulaire. La mise au point d'une mesure directe des variations de Ca2+ du RS à l'aide du Fluo-5N a permis de révéler dans les fibres mdx une fuite calcique du RS exacerbée. Cette approche a permis de démontrer que l'efflux calcique du RS dans la fibre musculaire squelettique au repos n'est pas un phénomène incontrôlé à travers RyR1 mais un efflux étroitement contrôlé par le DHPR. Enfin, on s'est intéressée à l'efflux de Ca2+ du RS lors d'une stimulation musculaire prolongée. Nos résultats montrent que le déclin du signal calcique cytosolique dans ces conditions résulterait de la déplétion calcique du RSContraction of skeletal muscle is triggered by the release of Ca2+ from the sarcoplasmic reticulum (SR) in response to depolarization of the sarcolemma. Depolarization elicits a conformational change of the dihydropyridine receptor (DHPR) localized in the tubular membrane that controls the opening of the type 1 ryanodine receptor (RyR1), the SR Ca2+ release channel. At rest, RyR1s are kept in a closed state imposed by the repressive action of DHPRs. Yet, a resting Ca2+ efflux occurs across the SR membrane, constantly balanced by the pumping activity of SR Ca2+-ATPases. Several studies suggest that this SR Ca2+ efflux, considered as purely passive, may contribute to the alteration of Ca2+ homeostasis in one of the most common and severe skeletal muscle disease, namely the Duchenne Muscular Dystrophy. The present work aims at characterizing the SR Ca2+ efflux in skeletal muscle fiber from normal and mdx mice, the murine model of Duchenne Muscular Dystrophy, by combining voltage-clamp and intracellular Ca2+ measurements. The development of a methodology allowing direct monitoring of Ca2+ changes in the SR using the Fluo-5N led us to reveal an elevated SR Ca2+ leak in mdx fibers, which may contribute to the alteration of Ca2+ homeostasis. Still using this approach, we demonstrate that the resting SR Ca2+ efflux in normal skeletal muscle fiber is not, an uncontrolled process through RyR1 but is tightly controlled by DHPR. Finally, we investigates the SR Ca2+ efflux during long-lasting stimulation. Our data indicate that the decline of SR Ca2+ release in these conditions results from SR Ca2+depletion and does not involve voltage-dependent inactivation of SR Ca2+ release
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Stuyvers, Bruno. "Modélisation et description du comportement instantané de la rigidité du muscle cardiaque : application à l'hypertrophie ventriculaire gauche expérimentale consécutive à une hypertension rénovasculaire chez le rat (modèle 2K-1C R.H.R)." Bordeaux 2, 1991. http://www.theses.fr/1991BOR28154.
Full textAbstract:
La methodologie developpee au cours de ce travail permet la modelisation du comportement de la rigidite face a la contrainte d'un muscle papillaire (isole de cur de rat) a un moment determine de son activation. Appliquee a differents instants de l'activite du muscle stimule, cette methodologie rend compte de l'evolution de la relation rigidite-contrainte en fonction du degre d'activation. La meme procedure est appliquee au muscle papillaire de cur hypertrophie (hypertrophie induite par hypertension renovasculaire: modele 2k-1c rhr). Les resultats obtenus montrent que dans certaines conditions de fonctionnement, la resistance opposee par le muscle a une augmentation de la contrainte fait intervenir a la fois une resistance elastique et une resistance visqueuse. L'expression de la resistance visqueuse depend de la vitesse de variation de la contrainte et semble en outre controlee par les phenomenes activateurs de la force musculaire au niveau cellulaire. La rigidite apparait donc comme un phenomene viscoelastique dont l'intensite est modulable par les processus actifs de la contraction au travers de proprietes encore peu connues de la viscosite musculaire. La resistance a la contrainte determinee en relaxation subit un accroissement significatif au cours de l'hypertrophie. Cette anomalie semble etre liee directement aux perturbations des mouvements du calcium dans le myocyte pathologique. Ainsi, dans le cur, tout agent pharmacologique ou tout mecanisme pathologique ayant une incidence sur le metabolisme du calcium pourrait avoir des consequences notables sur la rigidite par modification de la resistance visqueuse
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Andrianjafiniony, Tina. "Atrophie musculaire et récupération : homéostasie calcique, stress oxydant, apoptose et protéolyse musculaire." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10171.
Full textAbstract:
L’exposition à une situation d’hypokinésie induit une atrophie fonctionnelle et phénotypique du musclesquelettique. Différents mécanismes sont suggérés contribuer à ce phénomène de plasticité musculaire,incluant en particulier des modifications de l’homéostasie calcique et de la production d’espèces réactivesde l’oxygène qui, en relation avec certains processus inflammatoires, activeraient des voies d’apoptose etde protéolyse musculaire. Le présent travail a porté un intérêt spécifique à ces phénomènes dans le cadrede l’atrophie musculaire induite par une hypokinésie ainsi que dans la récupération après cessation de ceprotocole. À l’aide d’approches cellulaires nous montrons que l’extrusion du calcium cytoplasmique estconsidérablement ralentie dans les fibres musculaires atrophiées. Cet effet, lié au moins en partie à unecontribution altérée des mitochondries, pourrait jouer un rôle dans l’activation de voies protéolytiquescalcium-dépendantes. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l’évolution du niveau de stressoxydant et de l’expression de différentes cytokines ainsi que de marqueurs de la voie apoptotiquecaspase-dépendante et de la protéolyse musculaire au cours du phénomène de récupération après la fin del’hypokinésie. Les résultats montrent que le retour à la normale de la masse musculaire est facilité lors dela phase précoce (1-5 jours) de récupération via la modulation de l’apoptose mitochondriale et de laprotéolyse musculaire. Par contre le stress oxydant et la voie apoptotique impliquant TNF-a persistentjusqu’à 14 jours de récupération, alors que la masse musculaire est déjà reconstituéeExposure to hypokinesia induces a functional and phenotypic atrophy of skeletal muscle. Several types ofmechanisms have been suggested to contribute to this plasticity phenomenon, including changes inintracellular calcium handling and in production of reactive oxygen species which, together withinflammatory processes, would activate muscle apoptosis and proteolysis pathways. The present workspecifically focussed on these mechanisms within the framework of a model of hypokinesia-inducedatrophy and of recovery from this atrophy. Measurements on isolated muscle cells revealed that the rateof myoplasmic calcium extrusion was considerably reduced in atrophied muscle fibres. This effect whichappears to be, at least in part, related to an altered mitochondrial contribution, may play a pivotal role inthe activation of calcium-dependent proteolysis pathways. We then studied the time course of changes inoxidative stress as well as in the expression level of several cytokines and proteins specifically involvedin proteolysis and caspase-dependent apoptotic pathways, along the course of recovery from atrophy. Ourresults demonstrate that, at early stages (1-5 days) of recovery, muscle re-growth is mediated via themodulation of mitochondrial-driven apoptosis and muscle proteolysis. In contrast, oxidative stress and theTNF-a related apoptotic pathway remain activated until late stages (14 days) of recovery, at a time whenmuscle mass has already recovered
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Jacquemond, Vincent. "Rôle du courant calcium dans le couplage excitation-contraction de la fibre musculaire squelettique rapide de grenouille." Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO10166.
Full textAbstract:
Les enregistrements simultanes du courant lent calcique et de la reponse contractile de fibres musculaires squelettiques isolees de grenouille montrent que, en presence d'une concentration calcique externe physiologique, la reponse contractile presente une phase initiale rapide suivie d'une phase plus lente dont les cinetiques semblent correlees a celles du courant calcique. Les antagonistes calciques de la classe des dihydropyridines (dhp) inhibent les deux phases contractiles
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Constantin, Bruno. "Développement in vitro du muscle squelettique de mammifère : fusion myoblastique, homéostasie calcique et cytosquelette." Poitiers, 1995. http://www.theses.fr/1995POIT2337.
Full textAbstract:
La premiere partie constitue une revue des processus de myogenese chez les vertebres. Il en ressort notamment, qu'au cours du developpement in vitro des cellules musculaires squelettiques, la fusion des myoblastes mononuclees en myotubes multinuclees est une periode particulierement active dans le programme de differenciation fonctionnelle et structurale. Suite a la fusion des myoblastes, les differentes fonctions specifiques se mettent en place de facon progressive et coordonnee. Le cytosquelette subit de profondes modifications. La cellule myogenique edifie une cytoarchitecture comprenant entre autres des filaments d'actine et un reseau sous-sarcolemmien de dystrophine, qui protege la cellule musculaire contre les nombreuses contraintes qu'elle subit lors de la contraction. La deuxieme partie presente les resultats experimentaux obtenus sur les cultures de cellules musculaires squelettiques de rat. Si la fusion myoblastique precede l'apparition des fonctions et des structures specifiques du muscle, la multinucleation n'est cependant pas determinante pour la differenciation terminale. Lorsque la fusion est experimentalement bloquee, les myofilaments s'organisent en sarcomeres et les cellules repondent specifiquement a des stimulations electrique ou pharmacologique: des courants calciques dependants du potentiel peuvent etre actives, ainsi que des signaux calciques intracellulaires transitoires et une activite mecanique. Nous suggerons que la formation de syncitia et la differenciation terminale des cellules musculaires sont deux evenements paralleles et non sequentiellement couples. La desorganisation des microfilaments d'actine par traitement pharmacologique, bloque le processus de fusion sans affecter l'apparition des fonctions specifiques. Cependant, les donnees experimentales n'ont pas revele de role preponderant de ces structures dans le maintien de l'homeostasie calcique ni meme dans l'etablissement postfusionnel de la dystrophine sous-membranaire. Nous sugge rons que l'organisation du cytosquelette, determinante pour la morphologie et l'attachement des cellules a un substrat, n'est cependant pas cruciale au fonctionnement normal des cellules qui regulent correctement leur activite calcique interne. Des systemes dependants du calcium extracellulaire et intracellulaire regulent egalement le processus de fusion des myoblastes. Nous proposons, qu'une augmentation de l'activite calcique cytosolique intervient avant et pendant la formation des myotubes afin, soit de servir de signal inducteur, soit d'activer les effecteurs calcium-dependants impliques dans la fusion. Cette augmentation semble necessaire a la fusion. Nous suggerons qu'une partie de cette augmentation du calcium cytosolique puisse etre assuree par l'entree d'ions calcium par les canaux-recepteurs nicotiniques actives par l'acetylcholine. Les courants calciques transmembranaires dependants du potentiel et sensibles aux dihydropyridine ne sont pas impliques a ce stade. Nous proposons que lors des stades precoces de developpement, ces courants calciques potentiel-dependants participent a la charge initiale des reserves internes de calcium du reticulum sarcoplasmique. Ainsi, a des stades ou les reserves liberables par la cafeine et l'amplitude de la contraction sont tres faibles, l'entree repetee d'ions calcium transportes par les courants transmembranaires dependants du potentiel permet a la cellule de developper une contraction dont l'amplitude augmente graduellement. Enfin, l'etude du couplage diffusionnel entre myoblastes confluents, a permis de montrer que les processus de fusion semblent egalement controles par l'etablissement ulterieur de communications intercellulaires par des jonctions gap. La derniere partie propose un modele concernant les sequences de myogenese in vitro, ainsi que quelques perspectives de recherche
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Moreno-Gonzalez, Alicia. "Mechanical properties of myocardium following cardiomyocyte transplantation into infarcted hearts and investigations of the role of troponin C Ca2+ binding kinetics in skeletal muscle contraction /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2007. http://hdl.handle.net/1773/8053.
Full text
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Cacheux, Marine. "Effets fonctionnels de mutations de gènes codant des protéines du complexe de relâchement du calcium impliqués dans les pathologies du muscle strié." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENV075.
Full textAbstract:
La contraction des muscles striés est sous la dépendance du Complexe de Relâchement du Calcium (CRC). Ce complexe protéique est constitué principalement de deux canaux calciques, le récepteur des dihydropyridines, un canal sensible au voltage localisé dans la membrane des tubules-T et le récepteur de la ryanodine (RyR) situé dans la membrane du RS. Le CRC comprend également de nombreuses protéines régulatrices comme la triadine, la calséquestrine, la junctine et FKBP. Des mutations dans les gènes codant les protéines du CRC conduisent à des pathologies rares et souvent sévères. Cette thèse porte sur l'étude des mécanismes physiopathologiques induits par quelques unes de ces mutations pour décrypter les mécanismes pathologiques mis en œuvre mais également pour comprendre le fonctionnement global du CRC dans les muscles squelettique et cardiaque. La première partie de cette étude concerne RYR1, le gène codant l'isoforme squelettique du RyR qui est une cible importante de mutations chez des patients atteints de myopathies congénitales à cores. L'effet fonctionnel de ces mutations, réparties sur toute la séquence de RYR1, est peu connu. Ces mutations pourraient modifier la fonction canal de RyR1 mais également son adressage à la triade ou sa régulation par d'autres protéines du CRC. Parmi ces hypothèses, la modification de la localisation de RyR1 et sa régulation par une protéine régulatrice (la cavéoline-3) ont été révélées par l'étude de deux mutations de RyR1. La deuxième partie de cette étude concerne la tachycardie ventriculaire polymorphe catécholaminergique (TVPC), une pathologie liée à des défauts du CRC cardiaque, pour laquelle des recherches de mutations sont effectuées sur l'isoforme cardiaque du RyR, RYR2, puis dans les autres protéines du complexe. Nous avons identifié au laboratoire les premières mutations dans le gène de la triadine chez un de ces patients. L'impact d'une de ces mutations sur le fonctionnement du complexe a été étudié et nous avons pu caractériser le mécanisme physiopathologique mis en œuvre et conduisant à la TVPC chez ces patientsThe calcium release complex (CRC) plays a central role in both skeletal and cardiac muscle contraction. The composition of the complex is quite similar in both tissues, and differs only by tissue specific isoforms. The core of the complex is composed of the dihydropyridines receptor, a voltage sensor channel of the T-tubule and the ryanodine receptor, the sarcoplasmic reticulum calcium channel. A number of proteins are associated to this calcium channel like calsequestrin, triadin, junction and FKBP. Mutations in the skeletal CRC are responsible for rare and often severe diseases. This thesis work focuses on the study of physiopathological mechanisms induced by some of these mutations to decipher pathological mecanisms but also to understand the overall CRC functioning in skeletal and cardiac muscles. The first part of this study concerns RYR1, the skeletal RyR isoform coding gene. This gene is mostly the target of mutations resulting in core myopathies. The functional effect of these mutations spred on the entire RYR1 sequence is little known. These mutations could directly alter the calcium channel function but also its targeting to the triad or its regulation by other CRC proteins. Among these hypotheses, the modification of RyR1 localisation and regulation by a protein, Caveolin-3, have been highlighted with the study of two RyR1 mutations. The second part of this study concerns the catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia (CPVT), a rare fatal arrhythmia caused in part by mutations in RYR2 and CASQ2, both belonging to the cardiac CRC,. Recently, we have identified the first mutations in the human triadin gene, TRDN, in a CPVT patient. The goal of this project was to study the molecular and physiological consequences of one of these TRDN mutations allowing the analysis of the pathological mechanisms of this disease, but also a better understanding of the normal function of the cardiac CRC
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Blaineau, Sylvie. "Les réservoirs calciques dans les cellules musculaires cardiaques et squelettiques au cours du couplage excitation-contraction : étude ultrastructurale, cytochimique, analytique, électrophysiologique." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10066.
Full text
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Divet, Alexandra. "Rôle des mécanismes intracellulaires de régulation du calcium dans la dystrophie musculaire de Duchenne : approche physiologique, pharmacologique et moléculaire." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2039.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d'étudier les fonctions du réticulum sarcoplasmique (RS) des muscles EDL et soléaire de souris mdx. Les résultats montrent, dans les deux types de muscles, un ralentissement de la charge en Ca2+ sans modification de la capacité maximale de stockage. Une altération des mécanismes de charge pourrait impliquer la Ca2+-ATPase et/ou la présence d'une fuite passive de Ca2+. Les résultats issus d'approches physiopharmacologiques, biochimiques et moléculaires indiquent, dans l'EDL mdx, une diminution de la sensibilité à un inhibiteur de la Ca2+-ATPase du RS, associée à l'expression de son isoforme lente SERCA2a. Dans le soléaire mdx seule une importante fuite de Ca2+ du RS a été observée, impliquant les canaux calciques : récepteurs à la ryanodine et à l'inositol triphosphate. Ces résultats soulignent le rôle majeur du RS dans la perturbation de l'homéostasie calcique des cellules musculaires dystrophiques impliquant différents mécanismes selon le type musculaire.
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Blackman, Sarah Kathryn. "Contribution of Calcium Entry through Non-Voltage Operated Calcium Channels to the Contractile Response of Vascular Smooth Muscle to Agonists." Thesis, King's College London (University of London), 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.487202.
Full textAbstract:
Depletion of Ca2+ stores in the sarcoplasmic reticulum results in the opening of store operated cation channels (SOCCs) on the plasma membrane, allowing Ca2 + influx into the cell and refilling of the stores. The work described in this thesis set out to determine the extent to which Ca2 + entry through the store operated pathway contributes to agonist-induced contraction. in aortic smooth mUSfle. Three major techniques were used to study agonist responses in aortae from C57BL6 mice and Wistar rats. Aortic rings were mounted in organ baths to study the pharmacology of contractile responses to noradrenaline (NA), phenylephrine (PE) thapsigargin (Tg), arg-vasopressin (AVP) and potassium chloride (KCI). These whole tissue experiments were supplemented with electrophysiological and Fura-2 microfluorimetry recordings of cells isolated from the whole tissue by enzymatic digestion. Mouse aortic ring experiments revealed that contraction in response to NA is dependent on verapamil-insensitive ion channels that can be distinguished from those activated by store depletion with Tg by their sensitivity to l-lOmM GdCh or LaCL3 • The ability of low concentrations of 2-APB to enhance contraction induced by NA suggests a role for STTh11 in mediating contraction to NA in the mouse aorta. Single cell experiments designed to further investigate SOCCs in the mouse aorta confirmed the· presence of a Ca2 +-activated chloride channel but did not confirm the presence of the SOCC reported by Trepakova et al (2001) . . Rat aortic ring experiments were carried out to investigate the role of nitric oxide (NO) in the reciprocal regulation model of receptor and store operated calcium entry. No evidence was obtained for the involvement of smooth muscle NO in modulating contractions induced by phenylephrine or AVP in whole tissues.
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Farah, Chuck Shaker. "Funções estruturais e regulatórias das regiões N- e C-terminal da troponina I." Universidade de São Paulo, 1994. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-08082012-152838/.
Full textAbstract:
O complexo troponina-tropomiosina regula a contração muscular esquelética e cardíaca. A ligação do cálcio nos sítios regulatórios localizados no domínio N-terminal da troponina C (TnC) induz uma mudança conformacional que remove a ação inibitória da troponina I (TnI) e inicia a contração muscular. Nós usamos fragmentos recombinantes da TnI e uma série de mutantes da TnC para estudar as interações estruturais e regulatórias das diferentes regiões da TnI com os domínios da TnC, TnT e actina-tropomiosina. Nossos resultados indicam que a TnI é organizada em regiões que apresentam funções estruturais e regulatórias e que se ligam de modo antiparalelo com os correspondentes domínios estruturais e regulatórios da TnC. Estudos funcionais mostram que a região inibitória (aminoácidos 103-116) em combinação com a região C-terminal da TnI (TnI103-182) pode regular a atividade ATPásica da acto-miosina de maneira dependente de Ca2+. A regulação não é observada com a região inibitória em combinação com a região N-terminal (TnI116) Estudos de ligação mostram que a região N-terminal da TnI (TnI1-98) interage com o domínio C-terminal da TnC na presença e na ausência de Ca2+ e também interage com a TnT. A região inibitória/C-terminal da TnI (TnI103-182) interage com o domínio N-terminal da TnC de maneira dependente de Ca2+. Baseados nestes resultados, propomos um modelo para a mudança conformacional induzida pelo Ca2+. Neste modelo, a região N-terminal da TnI está ligada fortemente com o domínio C-terminal da TnC na presença ou na ausência de Ca2+. As regiões inibitórias e C-terminal da TnI ligam-se à actina-tropomiosina na ausência de Ca2+ e nos domínios N-terminal e C-terminal da TnC na presença de Ca2+.The troponin-tropomyosin complex regulates skeletal and cardiac muscle contraction. Calcium binding to the regulatory sites in the N-terminal domain of troponin C (TnC). induces a conformational change which removes the inhibitory action of troponin I (TnI) and initiates muscular contraction. We used recombinant TnI fragments and a series of TnC mutants to study the structural and regulatory interactions between different TnI regions and the domains of TnC, TnT and actin-tropomyosin. Our results indicate that TnI is organized into regions with distinct structural and regulatory functions which bind, in an antiparallel manner, with the corresponding structural and regulatory domains of TnC. Functional studies show that a fragment containing the inhibitory and C-terminal regions of TnI (TnIl03-182) can regulate the actomyosin ATPase in a Ca2+- dependent manner. Regulation was not observed with a fragment containing the N-terminal and inhibitory regions (TnIl-116). Binding studies show that the N-terminal region of TnI (TnI1-98) interacts with the C-terminal domain of TnC in the presence of Ca2+ or Mg2+. The inhibitory/C-terminal region of TnI (TnI103-182) binds to the N-terminal domain of TnC in a Ca2+-dependent manner. Based on these results, we propose a model for the Ca2+ -induced conformational change. In this model the N-terminal region of TnI is bound strongly to the C-terminal domain of TnC in the presence or absence of Ca2+. The inhibitory and C-terminal regions of TnI bind to actin-tropomyosin in the absence of Ca2+ and to tne N- and C-terminal domains of TnC in the presence of Ca2+.
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Leboeuf, Jackie. "Effets du bepridil sur les proprietes electrophysiologiques et contractiles du muscle cardiaque : mise en evidence d'une action intracellulaire." Nantes, 1987. http://www.theses.fr/1987NANT2001.
Full text
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Chataigneau, Thierry. "Caractérisation d'une conductance chlorure activée par le calcium dans les cellules musculaires lisses de l'aorte de rat : régulation par la voie du monoxyde d'azote (NO) et implication dans le contrôle du tonus vasculaire." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2321.
Full textAbstract:
L'endothelium exerce un important controle du tonus vasculaire par l'intermediaire des facteurs relaxants et contracturants qu'il synthetise. L'un de ces facteurs, le monoxyde d'azote (no), est un puissant vasodilatateur dont les effets sont principalement medies par le gmpc. Il est reconnu que les canaux potassiques dependants du calcium sont actives par la voie du no tandis que les canaux calciques sont generalement inhibes. Cependant, nous ne possedons aucune information des effets du no sur les conductances chlorures du muscle lisse vasculaire. Nous avons caracterise le courant chlorure active par le calcium (i#c#l#,#c#a) dans les cellules musculaires lisses fraichement isolees d'aorte de rat avec la technique du patch-clamp en configuration cellule entiere. Cette conductance a ete isolee a l'aide de solutions de chlorure de cesium qui permettent de bloquer le courant potassique active par le calcium et sensible au tea qui a ete mis en evidence dans le courant global. I#c#l#,#c#a est un courant rectifiant dans le sens sortant et ne presentant pas d'inactivation ; il est significativement inhibe par le dids qui est le plus efficace des trois bloqueurs de conductance chlorure testes. Il est active dans une gamme physiologique de concentrations calciques intracellulaires et le seuil d'activation est proche de 100 nm. I#c#l#,#c#a est active par la norepinephrine et l'atp, et pourrait etre responsable de la depolarisation initiant le couplage excitation-contraction. Notre etude montre pour la premiere fois que i#c#l#,#c#a est regule positivement par la voie du no. L'effet potentialisateur du nitroprussiate de sodium, un nitrovasodilatateur donneur de no, n'est observe qu'apres activation prealable du canal chlorure par le calcium. Deux mecanismes de regulation ont ete determines impliquant tous les deux le gmpc. Le premier resulte vraisemblablement d'un effet direct du gmpc tandis que le second proviendrait d'une phosphorylation du canal ou d'une proteine associee par la proteine kinase dependante du gmpc. L'etude de l'influence de i#c#l#,#c#a sur l'activite contractile de l'aorte de rat indique que le courant chlorure entrant contribue au maintien de la contraction noradrenergique. En revanche, i#c#l#,#c#a s'opposerait aux contractions induites par des solutions hyperpotassiques depolarisantes contenant au moins 50 mm kcl et permettant l'inversion du sens du courant. I#c#l#,#c#a contribuerait a l'effet relaxant du no dans ces conditions
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Bichraoui, Hicham. "Identification de nouveaux déterminants moléculaires de l'interaction du récepteur des dihydropyridines avec le récepteur à la ryanodine." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00615499.
Full textAbstract:
L'excitation nerveuse d'une cellule musculaire produit une libération massive dans le cytoplasme du Ca2+ stocké dans le réticulum sarcoplasmique (RS). L'augmentation de la concentration cytoplasmique de Ca2+ déclenche la contraction. Ce processus, appelé couplage excitation contraction (CEC), requiert des interactions physiques entre deux canaux calciques: (1) le récepteur des dihydropyridines (DHPR), un canal calcique activé par le voltage ; le DHPR est composé de plusieurs sous-unités, dont la sous-unité α1S, qui forme le canal et le détecteur de potentiel, et la sous-unité ß1a, entièrement cytoplasmique; (2) le récepteur à la ryanodine (RyR1) responsable de la libération de Ca2+ hors du RS. La sous unité ß1a interagit avec la sous-unité α1S et RyR1. Au cours de ma thèse, j'ai identifié de nouveaux déterminants moléculaires et structuraux de l'interaction DHPR/RyR1. J'ai ainsi démontré l'existence d'interactions intramoléculaires entre les différentes boucles cytoplasmiques de la sous-unité α1S du DHPR, centrées autour d'un domaine appelé domaine A. J'ai également localisé le site d'interaction de la cavéoline-3 sur une boucle cytoplasmique de la sous-unité α1S. L'étude de l'interaction de la sous-unité ß1a avec RyR1 a montré (1) que la région C-terminale de ß1a contrôle cette interaction, (2) que l'affinité apparente de ß1a pour RyR1 est fortement augmentée par l'interaction de ß1a avec α1S et (3) que l'interaction ß1a/RyR1 régule la fermeture du RyR. L'utilisation d'une toxine, la maurocalcine (MCa) qui se comporte comme un analogue du domaine A m'a permis d'identifier un domaine minimal de RyR1 responsable de la fixation de la MCa et du domaine A. Une étude structurale par RMN de ce site a été réalisée. Enfin, j'ai étudié l'effet de la MCa sur des myotubes n'exprimant pas la sous-unité α1S. J'ai montré que la MCa est capable de restaurer, en absence de DHPR, une augmentation de la concentration de Ca2+ cytoplasmique induite par la dépolarisation de la membrane plasmiqueIn skeletal muscle, the action potential triggers muscle contraction through a massive calcium release from the sarcoplasmic reticulum (SR). This process, called excitation-contraction coupling (ECC), requires physical interactions between two calcium channels: (1) the dihydropyridine receptor (DHPR), a voltage-dependent channel composed of four subunits among which the α1S subunit, that forms both the pore and the voltage-sensor, and the ß1a subunit fully cytoplasmic, and (2) the ryanodine receptor (RyR1) which is responsible of calcium release from SR. ß1a subunit interacts with both RyRl and the α1S subunit. The mechanism whereby the DHPR is functionally coupled to RyR1 is still not clearly understood. During my thesis, I identified new molecular and structural determinants of the interaction between RyR and DHPR. I demonstrated the existence of intramolecular interactions between the cytoplasmic loops of the α1S subunit centered on a domain called domain A. I also localized the site of interaction of the caveoline-3 on the 1-11 loop of al S. The study of the interaction of the ßla subunit with RyR1 showed (1) that the C-terminal region of ß1a controls this interaction, (2) that the affinity of this interaction is strongly increased by the interaction of ß1a with α1S, and 3) that the interaction ß1a/RyR1 regulates the closure of RyR1. The use of a toxin, the maurocalcine (MCa) which behaves as an analogue of the domain A allowed me to identify a minimal domain of RyR1 responsible for the binding of the MCa and the domain A. A structural study by NMR of this domain has been realized. Finally, I studied the effect of the MCa on myotubes not expressing the α1S sub-unit. I showed that the MCa is capable of restoring in absence of DHPR, an increase of the cytoplasmic Ca2+ concentration triggered by the depolarization of the plasma membrane
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Lorin, Charlotte. "Altérations architecturales et fonctionnelles des éléments du couplage excitation-contraction des cardiomyocytes murins déficients en dystrophine." Poitiers, 2011. http://nuxeo.edel.univ-poitiers.fr/nuxeo/site/esupversions/750bf3b2-44fb-48f1-81b7-d4583ab98419.
Full textAbstract:
La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une myopathie génétique récessive qui se caractérise par l'absence d'une protéine sous membranaire, la dystrophine. Elle se traduit par la dégénérescence progressive des muscles squelettiques et cardiaques. Particulièrement, le myocarde développe une cardiomyopathie caractérisée par une dilatation des ventricules et une réduction du volume d'éjection systolique qui conduisent à une mort prématurée des patients en moyenne à 25 ans. Actuellement, peu de données existent sur les causes menant à cette pathologie. Toutefois, de nombreux travaux sur la DMD suggèrent que l'absence de dystrophine, comme dans les fibres musculaires squelettiques, contribue à fragiliser l'intégrité membranaire et provoque une dérégulation de canaux ioniques menant à une surcharge calcique intracellulaire dans les cardiomyocytes. Ce travail fut entrepris pour dresser un bilan des dommages structuraux et fonctionnels des cardiomyocytes ventriculaires issus de souris mdx, modèles d'étude de la DMD. Des expériences, réalisées au moyen de la microscopie de conductance ionique à balayage (SICM), montrent une altération du sarcolemme se traduisant par une perte locale de l'organisation en crêtes et en sillons. De plus, une réduction et une modification du réseau de tubules-T accompagnent ces dommages membranaires. D'un point de vue fonctionnel, en combinant le SICM avec la microscopie confocale, les activités calciques au repos et suite à des stimulations dépolarisantes ont été enregistrées et analysées. Les résultats ont révélé une occurrence doublée des phénomènes de libérations calciques spontanées, et un ralentissement du mécanisme d'excitation-contraction. Ainsi, l'ensemble de nos données expérimentales montre que les récepteurs à la ryanodine de type 2, avec des propriétés biochimiques et fonctionnelles modifiées, participent à ces dérégulations dans les cellules malades. Nous ne pouvons affirmer que toutes ces désorganisations topographiques et fonctionnelles sont dues à l'absence de la dystrophine. Cependant, nous suggérons que cette protéine pourrait jouer un rôle de tuteur qui maintiendrait l'intégrité membranaire et tubulaire pour ainsi assurer l'homéostasie calcique des cellules cardiaques. Elle interviendrait donc dans l'architecture cellulaire de façon bien plus importante que celle révélée pour l'instant dans les fibres musculaires squelettiquesDuchenne muscular dystrophy (DMD) is a sex-linked recessive progressive disease characterized by the loss of the sub-membrane protein dystrophin. This fatal disease leads to degeneration of skeletal and cardiac muscles. 90% of DMD patients present a dilated cardiomyopathy (DCM) characterized by ventricular dilation and progressive decline in cardiac contractility that lead to patients mortality around 25 years old. Several researches suggest that dystrophin-deficient cells show membrane instability and, in the heart, calcium dysregulation leading to cardiac arrhythmias. Actually, it remains unclear whether these disruptions in dystrophic hearts are a result of wounded membranes caused by dystrophin deficiency or/and calcium transporters alterations. We described membrane structural damages and disorganisations, from the surface to the depth, of cardiomyocytes from the mdx mouse model of DMD. Experiments have been performed with Scanning Ion Conductance Microscopy (SICM) to characterize the loss of integrity of cardiomyocytes surface in dystrophin deficiency. Furthermore, functional approach revealed modifications of sparks which displayed doubled frequency at rest and an excitation-induced calcium release involved in Excitation-Contraction (EC) coupling slower in mdx cardiomyocytes. Thus, our experimental data show that ryanodine receptors, with drastic changes in functional properties, are involved in these dysregulations in dystrophin-deficient cardiomyocytes. We cannot assert that the loss of dystrophin is entirely responsible for structural and functional disruptions. However, we propose that, in the heart, dystrophin would play a “staking” role involved in maintaining the plasma membrane integrity not only at the cell surface but also in preserving T-Tubules structure in the depth of cardiomyocytes. In this way, calcium homeostasis would be preserved
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Sol-Rolland, José. "Les sulfone indolizines : caractérisation et purification de leur site de liaison associé au canal calcique lent voltage-dépendant du muscle squelettique de babouin." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20097.
Full textAbstract:
Les sulfone indolizines constituent une nouvelle famille d'antagonistes du calcium destines au traitement des pathologies cardiovasculaires. Le sr trente trois mille cinq cent cinquante sept appartient a cette famille. L'utilisation de ce produit tritie nous a permis de caracteriser son site de liaison sur les membranes de muscle squelettique de babouin. Le choix de cet animal a ete motive par le fait, qu'apparemment, aucun travail concernant les recepteurs chez le babouin n'a ete publie, alors que cette espece est largement utilisee dans les etudes de securite des medicaments. Nous avons montre que le sr trente trois mille cinq cent cinquante sept tritie se lie specifiquement avec une tres haute affinite a un site associe au canal calcique lent voltage-dependant. Ce site est distinct de ceux des trois principales familles d'antagonistes du calcium connues et est couple allosteriquement a leurs recepteurs. Il existe dans un rapport stchiometrique un sur un avec chacun d'eux. Nous avons egalement montre que le canal calcique de type l du muscle squelettique de babouin purifie sur wga-sepharose et heparine-sepharose possede quatre sous-unites dont les poids moleculaires sont proches de ceux des monomeres alpha un, alpha deux, beta et gamma du canal calcique lent des especes animales etudiees par d'autres auteurs. Sa purification devrait permettre d'elucider sa structure primaire
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Gonzalez, de la Fuente Patrick. "Physiopathologie cellulaire du muscle lisse vasculaire pulmonaire : rôle de l'influx calcique capacitif et effet de l'hypoxie." Bordeaux 2, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR28373.
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Leach, Eric Thomas. "T.R.A.N.S.I.T. Electrical Stimulation to Improve Muscle Quality In Older Individuals: A Case Series." Ohio University Honors Tutorial College / OhioLINK, 2016. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ouhonors1461327806.
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