Модель ткани желудочков человека

Экспериментальные и клинические возможности изучения сердечных аритмий в миокарде желудочков человека крайне ограничены. Поэтому использование альтернативных методов, таких как компьютерное моделирование, имеет большое значение. В этой статье представлен математический модельный ряд потенциала действия клеток желудочков человека, который, сохраняя высокий уровень электрофизиологической детализации, остается достаточно экономичным вычислительно для применения в крупномасштабных пространственных моделях при изучении реэнтри-аритмий. Модель основана на недавних экспериментальных данных по большинству основных ионных токов: быстрому натриевому, кальциевому L-типа, транзиторному выходящему, быстрому и медленному задержанному выпрямляющему и входящему выпрямляющему токам. В модель включена базовая динамика кальция, что позволяет реалистично моделировать кальциевые транзиенты, инактивацию кальциевого тока и лестницу сокращений. Нам удалось воспроизвести потенциалы действия эпикардиальных, эндокардиальных и M-клеток человека и показать, что различия между ними можно объяснить различиями транзиторного выходящего и медленного задержанного выпрямляющего токов. Наша модель воспроизводит экспериментально наблюдаемые данные по реституции длительности потенциала действия, что является важной характеристикой при реэнтри-аритмиях. Реституция скорости проведения в нашей модели более протяженная, чем в других моделях, и лучше согласуется с имеющимися данными. Наконец, мы смоделировали динамику вращения спиральной волны в двумерном слое ткани желудочков человека и показали, что спиральная волна следует сложной меандрирующей траектории и имеет период 265 мс. Мы заключаем, что предложенная модель воспроизводит различные электрофизиологические свойства и служит основой для изучения реэнтри-аритмий в ткани желудочков человека.