心肌細(xì)胞興奮螺旋傳播對(duì)其功能的影響.pdf

1、心律失常是一種常見的心臟疾病，心動(dòng)過(guò)速和室顫等嚴(yán)重的心律失常是導(dǎo)致心臟猝死的主要原因。研究發(fā)現(xiàn)心動(dòng)過(guò)速與心肌信號(hào)中穩(wěn)定或漫游的螺旋波有關(guān)，室顫與螺旋波失穩(wěn)破碎有關(guān)，因此，揭示心臟螺旋波的機(jī)制具有重要的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。但目前心臟螺旋波對(duì)心肌細(xì)胞功能的影響現(xiàn)象與機(jī)制仍不夠明確，本文針對(duì)這一問題展開研究。
　　本文采用Luo-RudyⅠ模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)單個(gè)心室肌細(xì)胞的建模與仿真，利用四階Runge-Kutta方法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，通過(guò)在

2、單個(gè)細(xì)胞單元之間加入偶聯(lián)來(lái)構(gòu)建二維單層心肌組織動(dòng)作電位的傳導(dǎo)模型，進(jìn)而采用“切波法”誘發(fā)螺旋波并測(cè)定了其尖端運(yùn)動(dòng)軌跡。
　　本文首先分別對(duì)螺旋波尖端軌跡外部(A)、尖端軌跡上(B)及其內(nèi)部(C)細(xì)胞的膜電位、鈉電流及其對(duì)應(yīng)的門控變量進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果如下:
　　(1)A位置的細(xì)胞能夠正常產(chǎn)生和傳導(dǎo)動(dòng)作電位，而B、C位置的細(xì)胞膜電位較低，不能正常產(chǎn)生和傳導(dǎo)動(dòng)作電位;螺旋波在傳播過(guò)程中始終繞著尖端軌跡旋轉(zhuǎn);尖端軌跡內(nèi)部形成一個(gè)功

3、能阻斷區(qū)域。
　　(2)A處細(xì)胞的內(nèi)向鈉電流正常激起，鈉通道門控變量正常激活和失活，而B、C位置的鈉電流很小，鈉通道均不能正常打開和關(guān)閉，表明功能阻斷區(qū)域內(nèi)部細(xì)胞持續(xù)處于穩(wěn)態(tài)去極化狀態(tài)。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，功能阻斷區(qū)域內(nèi)部細(xì)胞的能量利用率幾乎為零，邊界上僅為正常情況的50％-60％。
　　長(zhǎng)期穩(wěn)態(tài)去極化和低能量利用率將會(huì)加劇細(xì)胞的損傷，因此，很可能惡化螺旋波尖端軌跡內(nèi)部的傳導(dǎo)功能，造成心律失常的進(jìn)一步加重。本文進(jìn)一步仿真損傷組織，

4、從宏觀上對(duì)部分損傷和完全損傷的缺陷組織中螺旋波的傳播情況進(jìn)行研究。在心肌組織中間分別劃定矩形和圓形區(qū)域，采用降低細(xì)胞間偶聯(lián)的方法來(lái)模擬部分損傷和完全損傷的缺陷組織。研究結(jié)果如下:
　　(1)損傷組織的形狀和尺寸對(duì)螺旋波的傳播均有影響。
　　(2)螺旋波在部分損傷的矩形缺陷組織中傳導(dǎo)速度變慢，螺旋波整體傳播穩(wěn)定，波頭不會(huì)釘扎到損傷部位，因此不會(huì)加劇組織損傷;而部分損傷的圓形缺陷組織對(duì)螺旋波的傳播起阻礙作用，螺旋波波頭釘扎到損傷

5、部位邊界，組織損傷程度會(huì)進(jìn)一步惡化。
　　(3)對(duì)于完全損傷的缺陷組織，無(wú)論是矩形還是圓形，螺旋波都會(huì)釘扎到損傷部位邊界傳播，但矩形損傷組織更容易激發(fā)出新的螺旋波。
　　(4)缺陷組織損傷程度越嚴(yán)重、尺寸越大，螺旋波波頭越釘扎到損傷部位邊界上。從傳導(dǎo)特性上來(lái)看，損傷組織興奮性較低，它一方面阻礙興奮波傳播，另一方面又吸引波頭釘扎在其邊界傳導(dǎo)。
　　以上研究結(jié)果能為解釋心臟螺旋波對(duì)心肌功能的影響并評(píng)估其帶來(lái)的后果提供一定的