I及其脱敏特性对人体心房肌细胞动作电位作用计算机仿真

摘要

心房颤动（atrial fibrillation, AF），简称房颤，是临床最常见的一种心律失常。据统计,房颤的发病率为总成年人口的2％，并随年龄增长而增加，六十五岁以上的人群则高于5％。半个世纪以来，对房颤的发生机制和治疗方法的研究取得了很大进展。但是,许多关键性的生理和病理问题仍需研究阐明。乙酰胆碱兴奋钾电流IK(Ach)是维持人体心房肌细胞静息电位的主要钾电流之一。IK(Ach)的脱敏作用可增加心房肌细胞的易颤性，并可能诱发心房肌细胞产生异常的自发节律(特别在老龄人口中)，即房颤。因此，研究IK(Ach)及其脱敏特性对心房肌细胞的作用对揭示房颤的发生机制有着重要的意义。
　　 计算机建模仿真是研究细胞电生理特性的重要方法之一。通过人体心肌细胞建模仿真可以更有效的研究心脏生理和病理问题，但由于人体心房肌细胞实验数据的匮乏，在当前已建立起的人体心房肌细胞电生理模型中，都没有囊括乙酰胆碱兴奋钾电流IK(Ach)。建立起包含IK(Ach) 人体心肌细胞模型将给研究工作者阐明房颤的发生和传导机制提供有利工具。本文根据实验数据，研究了人体心房肌细胞的IK(Ach) 及其脱敏特性并建立了包含IK(Ach)人体心房肌细胞模型。
　　 有多种计算机语言可以用来描述细胞电生理模型，本文讨论了几种常用语言的特点，并介绍了奥克兰大学生物工程系开发的基于XML语言的细胞标记语言(Cell Markup Language)。本文用这种语言描述了已建立的包含IK(Ach)人体心房肌细胞模型，并成功的在计算机进行了仿真，仿真结果与实验数据足够吻合，能够很好的表达IK(Ach)及其脱敏特性以及其它人体心房肌细胞的各种透膜离子电流，并能准确的反映各种离子通道电流之间的相互关系和它们对动作电位的影响。