Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hồ sơ tốc độ lan truyền trong mặt cắt của một bó cơ tim từ mô phỏng PSpice
Tóm tắt
Ảnh hưởng của độ sâu đến tốc độ lan truyền trong một bó sợi cơ tim có lẽ là một yếu tố quan trọng trong sự hình thành của một số loạn nhịp tim. Hồ sơ tốc độ của các xung điện thế hành động mô phỏng được lan truyền xuống một bó các sợi cơ tim song song đã được kiểm tra trong một mặt cắt của bó sử dụng mô hình PSpice. Mô hình (20 × 10) bao gồm 20 chuỗi song song, mỗi chuỗi dài 10 tế bào. Tất cả 20 chuỗi được kích thích đồng thời ở đầu bên trái của bó bằng các xung điện hình chữ nhật (0,25 nA, thời gian 0,25 ms) được áp dụng trong tế bào. Bó mô phỏng có dạng đối xứng ở trên và dưới (bao gồm hai đầu đất), và các chỉ số điện áp được đặt trong tế bào chỉ ở các tế bào 1, 5 và 10 của mỗi chuỗi để giới hạn tổng số dấu vết còn 60. Tất cả các thông số điện đều là giá trị chuẩn; các biến là (1) số lượng kênh kết nối liên tế bào dọc (G-j) (0, 1, 10, 100), (2) điện trở dọc giữa các chuỗi song song (Rol2) (phản ánh độ gần gũi của việc đóng gói các chuỗi), và (3) điện trở kết thúc của bó ở hai đầu của bó (RBT). Các giá trị chuẩn cho Rol2 và RBT là 200 KΩ. Hồ sơ tốc độ có hình chuông khi có 0 hoặc chỉ 1 kênh gj. Với giá trị Rol2 và RBT chuẩn, tốc độ tại bề mặt của bó (θ1 và θ20) gấp hơn hai lần (2,15 ×) tốc độ tại lõi của bó (θ10, θ11). Tỉ lệ tốc độ bề mặt:lõi này phụ thuộc vào giá trị của Rol2 và RBT. Khi Rol2 được giảm xuống 10 lần, θ1 tăng nhẹ và θ2 giảm nhẹ. Khi có 100 kênh gj, hồ sơ tốc độ phẳng, tức là tốc độ tại lõi gần như giống như tốc độ tại bề mặt. Cả hai tốc độ đều cao hơn hơn 10 lần so với trường hợp không có kênh gj. Thay đổi Rol2 và RBT gần như không có tác động. Khi có 10 kênh gj, hồ sơ tốc độ mặt cắt có hình viên đạn, nhưng với tỉ lệ bề mặt/lõi thấp, với các giá trị Rol2 và RBT chuẩn. Khi không có hoặc chỉ có một vài kênh gj (0 hoặc 1), hồ sơ có hình chuông với tốc độ lõi thấp hơn một nửa so với tốc độ bề mặt. Ngược lại, khi có nhiều kênh gj (100), hồ sơ phẳng. Do đó, khi một số kênh gj đóng lại dưới các điều kiện sinh lý bệnh, hồ sơ tốc độ rõ ràng này có thể góp phần tạo ra loạn nhịp tim.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Sperelakis N: Chapter 24: Cable properties and propagation of action potentials. Cell Physiology Sourcebook. 2001, 407-411. Appendix I: Academic Press, 3
Sperelakis N, Macdonald RL: Ratio of transverse to longitudinal resistivities of isolated cardiac muscle fiber bundles. J Electrocardiol. 1974, 7: 301-314.
Wang S, Leon LJ, Roberge FA: Interactions between adjacent fibers in a cardiac muscle bundle. Ann Biomed Eng. 1996, 24: 662-674.
Henriquez CS, Trayanova N, Plonsey R: Potential and current distributions in a cylindrical bundle of cardiac muscle. Biophys J. 1988, 53: 907-918.
Henriquez CS, Plonsey R: Simulation of propagation along a cylindrical bundle of cardiac tissues. I. Mathematical formulation. IEEE Trans Biomed Eng. 1990, 37: 850-860. 10.1109/10.58596.
Henriquez CS, Plonsey R: Simulation of propagation along a cylindrical bundle of cardiac tissues. II. Results of simulation. IEEE Trans Biomed Eng. 1990, 37: 861-875. 10.1109/10.58597.
Sperelakis N, Ramasamy L: Propagation in cardiac muscle and smooth muscle based on electric field transmission at cell junctions: An analysis by PSpice. IEEE-Eng Med Biol. 2002, 21: 130-143. 10.1109/MEMB.2002.1175149.
Sperelakis N, Murali KPV: Combined electric field and gap junctions on propagation of action potentials in cardiac muscle and smooth muscle in PSpice simulation. J Electrocardiol. 2003, 36 (4): 279-293. 10.1016/j.jelectrocard.2003.08.001.
Ramasamy L, Sperelakis N: Transverse propagation in an expanded PSpice model for cardiac muscle with gap-junction ion channels. Biomed Eng Online. Under review
Ramasamy L, Sperelakis N: Repolarization of the action potential enabled by Na+ channel deactivation in PSpice simulation of cardiac muscle propagation. Theor Biol Med Mod. 2005, 4: 17-
Koura T, Hara M, Takeuchi S, Ota K, Okada Y, Miyoshi S, Watanabe A, Shiraiwa K, Mitamura H, Kodama I, Ogawa S: Anisotropic conduction properties in canine atria analyzed by high-resolution optical mapping. Circulation. 2002, 105: 2092-2098. 10.1161/01.CIR.0000015506.36371.0D.
Sperelakis N: An electric field mechanism for transmission of excitation between myocardial cells. Circ Res. 2002, 91: 985-987. 10.1161/01.RES.0000045656.34731.6D.
Sperelakis N, Murali KPV: Effect of external resistance on propagation of action potentials in cardiac muscle and visceral smooth muscle in PSpice simulation. J Math Comp Mod. 2003, 37: 1443-1467. 10.1016/S0895-7177(03)90052-5.
Poelzing S, Rosenbaum DS: Altered connexin43 expression produces arrhythmia substrate in heart failure. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2004, 287: H1762-H1770. 10.1152/ajpheart.00346.2004.
Poelzing S, Akar FG, Baron E, Rosenbaum DS: Heterogeneous connexin43 expression produces electrophysiological heterogeneities across ventricular wall. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2003, 286: H2001-2009. 10.1152/ajpheart.00987.2003.