心力衰竭情况下犬右心室肌细胞的电生理模型与仿真研究

摘要

心力衰竭(heart failtire，简称HF)是人类健康的最大威胁疾病之一，它的主要表现特征是心肌收缩力减小，心输出量降低和心律失常。心衰时心肌细胞的电生理会发生一系列特异性的变化，其中早期后除极(EADs)作为一种典型的导致心律失常的电生理异常现象，对于心力衰竭机制的研究具有重要的意义。 本文基于Winslow小组2006年提出的犬右心室肌细胞的电生理模型，结合β型肾上腺素(β-AR)的激动剂异丙肾上腺素(ISO)作用于右心室肌细胞时的实验数据，对心衰的机制进行了仿真研究，重点对EAD现象进行了仿真。模型通过改变L-型钙通道(LCCs)的状态转换系数，仿真了由于超磷酸化的作用导致离子通道开放异常的现象，从而解释了心衰情况下EAD的发生机制。 模型仿真结果显示：在心衰情况下，EADs以随机的形式在一定的时间周期内出现，并且EADs的发生频率是随着L-型钙通道模式2开放的比例的增加而增加的，这些结论与实验的情况相符。该模型仿真结果提示，EADs的发生受到了L-型钙通道门控特性的影响，当L-型钙通道模式2开放的情况下，由于它开放的随机性和开放时间的延长，EADs发生的频率也会增加，这也就提供了一种分析心衰形成机制的新视点。

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致谢

1绪论

1.1心肌细胞电生理模型的基础

1.1.1模型概况

1.1.2 L-型钙通道介绍

1.1.3 RyR介绍

1.1.4钙释放单位的亚空间

1.1.5钙触发钙释放中的缓冲机制

1.2选题及其意义

1.3文章结构

2 Winslow电生理模型发展历史

2.1 2006年之前Winslow模型

2.1.1 1999年Winslow模型

2.1.2 2002年Winslow模型

2.1.3 2004年Winslow模型

2.2 2006年以后Winslow模型

3心室肌细胞中钙的循环

3.1 ECC过程介绍

3.2 E-C耦合中的快速调整

3.2.1蛋白质的磷酸化和ECC

3.2.2 CaMKII和ECC

3.2.3磷酸酶和ECC

3.3兴奋转录耦合

4心衰情况下的电离子通道改变

4.1钾电流的改变及影响

4.1.1钾电流的改变

4.1.2钾离子通道的改变

4.1.3钾离子通道改变的分子基础

4.1.4钾电流改变引起的功能性结果

4.2钙离子电流的改变及影响

4.2.1钙离子电流的改变

4.2.2钙转运蛋白的改变

4.2.3钙转运改变引起的功能性结果

4.3钠电流的改变及影响

4.3.1钠电流的改变

4.3.2钠电流改变引起的功能性结果

4.4间隙蛋白的改变及影响

4.4.1细胞耦合和连接功能的改变

4.4.2间隙蛋白改变引起的功能性结果

4.5非选择性阳离子通道的改变及影响

4.5.1非选择性阳离子门控通道的改变

4.5.2 If改变和功能性结果

5心力衰竭情况下的仿真结果

5.1钙双值空间的结构和分子基础

5.2钙双值空间模型基础

5.2.1 L型钙通道门控结构

5.2.2β-AR作用下的模型

5.3 EADs的形成机理

5.4仿真结果

5.5分析与讨论

6总结与展望

参考文献

作者简历