慢性心力衰竭對心室肌細胞動力學機制的影響.pdf

1、慢性心力衰竭（Chronic Heart Failure,CHF，心衰）的發(fā)生往往伴有竇性心動過速及其它心律失常（Cardiac Arrhythmia,CA）疾病。研究表明心動過速可能與心室肌細胞興奮傳播過程中出現(xiàn)的穩(wěn)定或漫游螺旋波有關；但是，慢性心力衰竭病理條件下心室肌細胞螺旋波發(fā)生與發(fā)展的現(xiàn)象和機制尚不明確；研究慢性心力衰竭條件下心臟螺旋波發(fā)生的機制和規(guī)律對闡明心衰相關的CA以及預防和治療慢性心力衰竭具有積極的意義。本文的目的是通過

2、模型方法研究正常和心衰兩種情況下心室肌細胞動力學特性及其螺旋波發(fā)生發(fā)展的差異。
　　研究首先實現(xiàn)了Tusscher-Panfilov（TP06）模型用于仿真人體單個心室肌細胞，然后將TP06模型與Niederer-Smith（NS08）模型進行耦合，以建立人體單細胞的興奮-收縮耦合（Excitation-Contraction Coupling,ECC）模型。研究通過使用短暫（1ms）機械牽張（誘導產生1%細胞長度變化）的方式研究

3、了人心室肌細胞主動力的發(fā)生對細胞長度的依賴性，并探討了鈣和牽張在心肌收縮時誘發(fā)主動力的相互作用。本研究進一步基于ECC模型和現(xiàn)有實驗數(shù)據建立了人心室心衰肌細胞模型，比較了正常和心衰情況下人心室肌細胞電生理和力學的特性、動作電位時程（Action Potential Duration,APD）恢復曲線，以及早期后除極（Early After Depolarization,EAD）恢復曲線；最終通過在細胞之間加入耦合，成功構建二維單層心肌組

4、織動作電位傳導模型，并采用“切波法”誘發(fā)螺旋波；然后，比較了正常和心衰情況下的螺旋波動力學特征。
　　研究結果表明，鈣激活和牽張激活的共同作用使得心臟正常的收縮，人體心肌收縮力依賴于肌小節(jié)長度和細胞內鈣離子濃度，收縮力與肌小節(jié)長度和鈣離子濃度均是正相關，且在ECC中鈣離子濃度起到調控收縮力的作用；與正常情況相比，心衰下心室肌細胞的電生理特征發(fā)生異常，主要表現(xiàn)在動作電位延長、鈣離子濃度及收縮力峰值減小、衰退減慢，同時增大了動作電位的