Geri Dön

Assessment of active state titin's effects on muscle mechanics using finite element modeling

Aktif koşul titin'in kas mekanikleri üzerindeki etkisinin sonlu elemanlar modellemesi ile incelenmesi

  1. Tez No: 767066
  2. Yazar: ALİCAN ONUR ÇANKAYA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. CAN ALİ YÜCESOY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 92

Özet

Kalsiyum bağlantılı mekaniksel davranışları titinin üç-miyofilaman paradigması dahilinde kuvvet üretimini karakterize etmektedir: (1) PEVK (Prolin, Glutamat, Valin, Lizin) segmentinin sertleşmesi ve (2) N2A-titin etkileşimi ile serbest yay uzunluğunun kısalması. Bu tez, titinin epimüsküler yüklerin dahil edildiği alternatif bir perspektife analizlerine odaklanmaktadır. İzole ve entegre sıçan sonlu elemanlar kas model varyasyonları üç farklı titin modeli ile birlikte kullanılmıştır: pasif koşul titin, aktif koşul titin-I ve aktif koşul titin-II. İzole kas modeli sonuçları aktif koşul titin-I ve titin-II'nin sarkomer uzamasını sınırladığını (lm = 32.7mm: sırasıyla %10'a ve %20'ye kadar) göstermiştir. Bu kısa sarkomer etkisi aktif koşul titinin etki mekanizmasıdır. Entegre kas modelleri sonuçları kısa sarkomer etkisinin dengesiz ve bağımlı bir değişken haline geldiğini göstermektedir: kısa sarkomer etkisi proksimal fasiküller için gelişmiş (sırasıyla %30.2 ve %31.0), kalan fasiküller için ise azalmıştır (sırasıyla %10.3 ve %14.0) ve uzun sarkomer etkisi görülmüştür. Titinin etki mekanizması ve fonsiyonel etkileri epimüsküler miyobağdoku kuvvet iletimi tarafından manipüle edilmiştir. Bu bulgular 3-miyofilaman modeli için yeni bir yaklaşım ifade eder: Kontraktil modeli komponentlerinin analizlerinde kuvvet artışına katkısı ve kas mekaniklerine katkısı farklı perspektifler ile ele alınmalıdır. Titinin kalsiyum bağlantılı mekaniksel davranışları titinin sertliğini arttırdığı için ilkine dahildir. Öte yandan, kısa sarkomer etkisi ise titinin etkisini diğer komponentlere ve kuvvet-uzunluk karakteristiklerine ilettiği için ikincisine dahildir. Bu özellikler titinin üçüncü miyofilaman olarak katkısını kapsamlı olarak tanımlamaktadır.

Özet (Çeviri)

Calcium dependent mechanical behaviors characterize titin's contribution to force production in three-myofilament paradigm: (1) Stiffening of PEVK (Proline, Glutamate, Valine, Lysine) segment, and (2) reduction of free-spring length via N2A-titin binding. This thesis is focused on the introduction of an alternative perspective to the analysis of titin with incorporating epimuscular myofascial loads. Isolated and integrated rat muscle finite element model variations were used with three titin models: passive state titin, active state titin-I and active state titin-II. Results of isolated model showed that active state titin-I and II limits sarcomere shortening (lm = 32.7mm: up to 10% and 20%, respectively). Such shorter sarcomere effect characterizes active state titin's mechanism of effects. Integrated models showed that the shorter sarcomere effect becomes an inconsistent and variable mechanism: Shorter sarcomere effect is further enhanced for proximal fascicle interfaces (by 30.2% and 31.0%, respectively) whereas it is also diminished for remaining fascicles (by 10.3% and 14.0%, respectively), but even a longer sarcomere effect is shown. Overall, titin's mechanism of effect and functionality are manipulated by epimuscular myofascial force transmission. This implies a new approach for the 3-miyofilament model: For the analysis of the components of the contractile machinery, contribution to force production and contribution to muscle mechanics should be assessed with alternative perspectives. Titin's calcium dependent mechanical behaviors belong to former as these increases its stiffness, whereas shorter sarcomere effect belongs to latter as this mechanism further translates its effect to other components as well as to length-force characteristics. These together comprehensively define titin's contribution as a third myofilament.

Benzer Tezler

  1. Assessment of local muscle deformations using multi-modal imaging and finite element modeling

    Lokal kas deformasyonlarının çoklu modalite görüntüleme ve sonlu elemanlar modelleme ile değerlendirmesi

    ULUÇ PAMUK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Mühendislik BilimleriBoğaziçi Üniversitesi

    Biyomedikal Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CAN ALİ YÜCESOY

  2. Fermantasyonla üretilen organik asitlerin ayırma yöntemlerinin karşılaştırmalı değerlendirilmesi

    Comparative assessment of separation methods of organic acids produced with fermentation

    ŞAHİKA SENA BAYAZİT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İSMAİL İNCİ

  3. Thermodynamic assessment of the entropy accumulation and exergy destruction in muscle and neuron cells

    Kas ve sinir hücrelerinde entropi kazanımı ve ekserji yıkımının termodinamiksel değerlendirmesi

    BAHAR HAZAL YALÇINKAYA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    BiyolojiYeditepe Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. MUSTAFA ÖZİLGEN

  4. Aktif istihdam politikalarının etki değerlendirmesi: Aydın ili örneği

    Impact assessment of active employment policies: The case of Aydın province

    PİRAYE ÖYKÜ GÖKÇE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Çalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileriAydın Adnan Menderes Üniversitesi

    Çalışma Ekonomisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HATİCE EROL

  5. Çatı imalatında alınan önlemlerin iş kazalarına etkisi ve risklerin değerlendirilmesi

    The effect of measures taken in roof manufacturing on work accidents and assessment of risks

    SERCAN TUNÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Halk Sağlığıİstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi

    İş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖNÜL KANDEMİR