Temperature influence on a linear array of coupled Sal'nikov oscillators: the muscle fiber scenario

• Daniel Barragán ^[1] ; Pablo Ochoa Botache ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 89, Nº. 224, 2022, págs. 99-106
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Influencia de la temperatura en un arreglo lineal de osciladores Sal’nikov acoplados: escenario en una fibra muscular
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• Resumen
  • español

    Los músculos son órganostermogénicos en los mamíferos adultos y las aves, pero también pueden actuar como sistemas termosensibles. Por ejemplo, investigaciones recientes han mostrado la excitabilidad del tejido muscular cardiaco cuando se irradia con luz infrarroja. Del funcionamiento inherente del músculo aparecen gradientes térmicos, ya sea por mecanismos termorregulatorios de la Ca2+-ATPasa o, en el músculo esquelético, después de ejercicio intenso. Junto con los gradientes térmicos, la fatiga muscular está caracterizada por condiciones celulares de estrés. Se ha documentado que en estas condiciones en los miocitos de rata aparecen oscilaciones de especies bioquímicas importantes [1]. Nosotros mostramos cómo un gradiente térmico, o un pulso térmico, influencia la dinámica de oscilaciones bioquímicas en un modelo simplificado de una fibra muscular y discutimos posibles consecuencias en el tejido vivo. Para este propósito, cada sarcómero se modela de acuerdo con el modelo Sal’nikov simplificado, como se propuso en un artículo anterior [2].

  • English

    Muscles are thermogenic organs for adult mammals and birds but can also be thermosensitive. In this respect, recent research has shown the excitability of cardiac muscle tissue when irradiated with infrared laser light. Likewise, intrinsic muscle function should give place to local thermal gradients, either because of Ca2+-ATPase thermoregulatory mechanisms or, specifically in the skeletal muscle, after intense exercise. Alongside internal thermal gradients, muscle fatigue characterizes by stressful cellular conditions. Similar to stress-likeconditions has been documented in myocytes from rats, the emergence of oscillations of important biochemical species [1]. We show how a thermal gradient or a thermalpulse influences the dynamics of biochemical oscillations in a simplified biochemical model of muscle fiber and discuss the consequences in a living muscle. For this purpose, each simplified sarcomere behavior is governed according to a modified Sal'nikovmodel, as proposed in a previous paper [2].