Cinétique des ponts croisés, coopérativité et ponts croisés à contrainte négative dans le muscle lisse des vertébrés. Une étude de photolyse par flash laser

Les effets de la libération photolytique par flash laser de l’ATP en cage sur la rigidité et les transitoires de tension ont été étudiés dans le muscle lisse de la veine protale de cobaye perméabilisé. Pendant la rigidité, induite par le retrait de l’ATP des muscles détendus ou contractés, la rigidité était plus grande que dans le muscle détendu, et la microscopie électronique a montré des ponts croisés attachés aux filaments d’actine à un angle d’environ 45 degrés. En l’absence de Ca2+, la libération d’ATP (0,1-1 mM) dans les muscles en rigidité a provoqué une relaxation, avec une cinétique indiquant un rattachement coopératif de certains ponts croisés. Le phosphate inorganique (Pi ; 20 mM) a accéléré la relaxation. Une phase rapide de développement de la force, accompagnée d’une diminution de la rigidité et non affectée par 20 mM Pi, a été observée lors de la libération de l’ATP dans les muscles qui ont été libérés de 0,5-1,0% juste avant l’impulsion laser. Cette augmentation de la force observée lors du détachement suggère que les ponts croisés peuvent supporter une tension négative. La constante de vitesse du second ordre pour le détachement des ponts croisés de rigidité par l’ATP, en l’absence de Ca2+, a été estimée à 0,1-2,5 X 10(5) M-1s-1, ce qui indique que cette réaction est trop rapide pour limiter le taux d’hydrolyse de l’ATP pendant les contractions physiologiques. En présence de Ca2+, le développement de la force s’est produit à une vitesse (0,4 s-1) similaire à celle du tissu intact, stimulé électriquement. Le taux de développement de la force était un ordre de grandeur plus rapide dans les muscles qui avaient été thiophosphorylés avec de l’ATP gamma S avant la libération photochimique d’ATP, ce qui indique que dans des conditions physiologiques, dans les muscles non thiophosphorylés, la phosphorylation de la chaîne légère, plutôt que les propriétés intrinsèques des ponts croisés d’actomyosine, limite le taux de développement de la force. La libération d’ATP ou de CTP micromolaires à partir d’ATP ou de CTP en cage a entraîné un développement de la force allant jusqu’à 40 % de la tension active maximale en l’absence de Ca2+, ce qui est cohérent avec la fixation coopérative des ponts croisés. Le rattachement coopératif des ponts croisés déphosphorylés peut contribuer au maintien de la force à un faible coût énergétique et à de faibles taux de cycle des ponts croisés dans le muscle lisse.