Generation-of force and movement by actomyosin cross-bridges is the molecular basis of muscle contraction, but generally accepted ideas about cross-bridge properties have recently been questioned. Of the utmost significance, evidence for nonlinear cross-bridge elasticity has been presented. We here investigate how this and other newly discovered or postulated phenomena would modify cross-bridge operation, with focus on post-power-stroke events. First, as an experimental basis, we present evidence for a hyperbolic [MgATP]-velocity relationship of heavy-meromyosin-propelled actin filaments in the in vitro motility assay using fast rabbit skeletal muscle myosin (28-29 degrees C). As the hyperbolic [MgATP]-velocity relationship was not consistent with interhead cooperativity, we developed a cross-bridge model with independent myosin heads and strain-dependent interstate transition rates. The model, implemented with inclusion of MgATP-independent detachment from the rigor state, as suggested by previous single-molecule mechanics experiments, accounts well for the [MgATP]-velocity relationship if nonlinear cross-bridge elasticity is assumed, but not if linear cross-bridge elasticity is assumed. In addition, a better fit is obtained with load-independent than with load-dependent MgATP-induced detachment rate. We discuss our results in relation to previous data showing a nonhyperbolic [MgATP1-velocity relationship when actin filaments are propelled by myosin subfragment 1 or full-length myosin. We also consider the implications of our results for characterization of the cross-bridge elasticity in the filament lattice of muscle.
Syfte
Studien syftade till att undersöka om långvarig ihållande submaximal aktivering av Transversus Abdominis (TrA) påverkar dess anticipatoriska aktivering vid snabba viljemässigt utförda armrörelser.
Metod
I stående position utförde nio fysiskt aktiva kvinnor fem st snabba bilaterala armlyft från 0º till 90º axelflexion före och efter cirka 10 minuters ihållande submaximal aktivet i TrA samt efter 5 minuters vila. Elektromyografisk aktivitet (EMG) registrerades via två intramuskulära trådelektroder, placerade i höger TrA och två ytelektroder placerade på höger Deltoideus anterior. Buktrycket tros tillsammans med TrA stabilisera ryggraden vilket registrerades genom att en tryckgivare placerades i magsäcken.
Resultat
TrA aktiverades före Deltoideus både före och efter den långvariga aktiveringen. Initieringen av EMG-signalen i höger TrA hade oförändrat förhållande till initieringen av EMG-signalen i Deltoideus före och efter ihållande aktivitet samt efter 5 minuters vila. EMG amplituden i TrA var oförändrad både i baslinjefasen (600 ms före till 250 ms före deltoideus aktivering) och i den anticipatoriska fasen (100 ms före till 50 ms efter Deltoideus aktivering). Även buktrycksvärdet förblev oförändrat såväl vid baslinjen som i den anticipatoriska fasen.
Slutsats
Denna studie visade att centrala nervsystemet påbörjar aktiveringen av de innersta bukmusklerna före initieringen av armrörelserna och att detta förhållande ej påverkas av 10 minuters ihållande submaximal aktivering av TrA. Det finns inga tillgängliga metoder för direkt mätning av TrA:s mekaniska effekt, men eftersom buktrycket förblev oförändrad är det rimligt att tro att TrA:s kontraktilitet inte försämrats av den submaximala aktiveringen.