Mô hình cho mô tim thất người
Tóm tắt
Các khả năng nghiên cứu thực nghiệm và lâm sàng đối với các rối loạn nhịp tim trong mô cơ tim thất người rất hạn chế. Do đó, việc sử dụng các phương pháp thay thế như mô phỏng máy tính trở nên rất quan trọng. Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu một mô hình toán học về điện thế hành động của các tế bào thất người mà, mặc dù bao gồm một mức độ chi tiết điện sinh lý cao, nhưng vẫn có hiệu suất tính toán đủ hiệu quả để áp dụng vào các mô phỏng không gian quy mô lớn nhằm nghiên cứu các rối loạn nhịp tái nhập. Mô hình dựa trên dữ liệu thực nghiệm gần đây về hầu hết các dòng ion chính, bao gồm dòng natri nhanh, dòng canxi L-type, dòng ra tạm thời, dòng tái phân cực nhanh và chậm, cũng như dòng tái phân cực vào. Mô hình bao gồm động lực học canxi cơ bản, cho phép mô hình hóa thực tế các trạng thái tạm thời của canxi, sự bất hoạt của dòng canxi và bậc thang co bóp. Chúng tôi có thể tái tạo các điện thế hành động của cơ tim màng ngoài tim, màng trong tim và tế bào M của người, và cho thấy rằng những khác biệt này có thể được giải thích bởi những khác biệt trong dòng ra tạm thời và dòng tái phân cực chậm. Mô hình của chúng tôi tái tạo dữ liệu quan sát thực nghiệm về việc khôi phục độ dài điện thế hành động, đây là một đặc điểm quan trọng đối với các rối loạn nhịp tái nhập. Độ rộng khôi phục tốc độ dẫn truyền của mô hình chúng tôi lớn hơn so với các mô hình khác và đồng ý tốt hơn với dữ liệu có sẵn. Cuối cùng, chúng tôi mô hình hóa động lực của sự quay vòng sóng xoáy trong một tấm mô hai chiều của mô tim thất người và cho thấy rằng sóng xoáy theo một mẫu đường nét phức tạp và có chu kỳ 265 ms. Chúng tôi kết luận rằng mô hình đề xuất tái tạo được một loạt hành vi điện sinh lý và cung cấp cơ sở cho các nghiên cứu về các rối loạn nhịp tái nhập trong mô tim thất người.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Beuckelmann DJ, Nabauer M, and Erdmann E. Intracellular calcium handling in isolated ventricular myocytes from patients with terminal heart failure. Circulation 94: 992–1002, 1992.
Noble D, Varghese A, Kohl P, and Noble P. Improved guinea-pig ventricular cell model incorporating a diadic space, IKr and IKs, and length- and tension-dependent processes. Can J Cardiol 14: 123–134, 1998.
Zhou Z, Gong Q, Ye B, Fan Z, Makielski JC, Robertson GA, and January CT. Properties of HERG channels stably expressed in HEK 293 cells studied at physiological temperatures. Biophys J 74: 230–241, 1973.