本文關(guān)鍵詞：信號傳導(dǎo)通道作用下的心律失常和心肌缺血機(jī)制的建模仿真研究

  更多相關(guān)文章： 心臟模型 信號傳導(dǎo)通道 β腎上腺素 心肌缺血 早后去極化 MCG alternans 透壁異質(zhì)性

【摘要】：心血管疾病是人類健康最主要的殺手之一。在我國,因各類心血管相關(guān)疾病不幸致死的統(tǒng)計人數(shù),約占總死亡構(gòu)成比的百分之四十左右。心臟24小時持續(xù)工作,有節(jié)律的收縮和舒張是它提供全身血液循環(huán)的基礎(chǔ)。常見的心臟疾病,如室顫(Ventricular fibrillation)或者缺血(Myocardial ischemia)從臨床表現(xiàn)來看都有器官級別的收縮舒張節(jié)律混亂和功能受損,深層次的機(jī)制還是在單細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)平衡破壞,特別是離子電流改變和鈣循環(huán)紊亂兩方面。因此,心肌單細(xì)胞內(nèi)外的物理-化學(xué)平衡、離子電流特性、興奮收縮耦聯(lián)體系以及信號通道調(diào)控等一直都是研究的熱門領(lǐng)域。心臟作為一個人體器官所提供的功能,是它所有細(xì)胞和組織相互聯(lián)系和協(xié)作的結(jié)果。因此,在不同層次上的研究工作,都要放在體系中開展。目前的狀況,實驗對象的尺度越來越小,數(shù)據(jù)也越來越豐富,但是缺少整合這些寶貴數(shù)據(jù)的手段和條件,無法解釋一些生理現(xiàn)象背后的機(jī)制。計算機(jī)建模仿真充分利用現(xiàn)有實驗數(shù)據(jù),結(jié)合各學(xué)科的基本規(guī)律,通過數(shù)學(xué)方程組描述對象之間的聯(lián)系。模型建立之后,還可以獨(dú)立控制體系中的某些部分,成為生理和病理研究機(jī)制的有力工具。本論文構(gòu)建基于實驗數(shù)據(jù)的心室肌和信號通道傳導(dǎo)計算模型,并利用模型對信號通道作用下的生理與病理現(xiàn)象進(jìn)行仿真研究,尋找其背后機(jī)制和可能治療方案。內(nèi)容包含以下幾部分。1)信號調(diào)控通道模型研究建立整合β腎上腺素和CaMKII調(diào)控通道的人正常心室肌模型,并將仿真結(jié)果和相關(guān)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證。通過此模型研究CaMKII過量表達(dá)和兩者聯(lián)合作用下的早后去極化(Early afterdepolarization,EAD)現(xiàn)象;發(fā)現(xiàn)兩者聯(lián)合作用對EAD發(fā)生有促進(jìn)作用,CaMKII過量表達(dá)對INaL(Late sodium current)電流失活的延遲是促進(jìn)此條件下EAD發(fā)生主要原因。2)β腎上腺素作用下的缺血現(xiàn)象研究在上述信號調(diào)控通道模型中整合缺血時三個主要生理變化(細(xì)胞外高鉀,細(xì)胞內(nèi)酸化和ATP相關(guān)的鉀電流)的定量描述,利用此模型仿真β腎上腺素作用下的缺血現(xiàn)象;與單純性的缺血相比,加入刺激時,因為ICaL(L-type calcium current)的顯著增強(qiáng),細(xì)胞的興奮性和收縮能力都有所改善,同時EAD發(fā)生概率和IKr(Rapid delayed rectifier potassim current)抑制率的關(guān)系呈現(xiàn)分段特性。3)缺血心肌組織的MCG信號仿真計算二維缺血心肌組織興奮傳導(dǎo)時的MCG(Magnetocardiography)和ECG(Electrocardiograph)信號,分析比較兩者作為缺血評價指標(biāo)的敏感性差異。MCG信號計算采用BEM方法,興奮傳導(dǎo)采用單域模型,此仿真是單細(xì)胞模型應(yīng)用意義的示例。4)β腎上腺素作用下交替現(xiàn)象(altemans)和透壁異質(zhì)性研究對β腎上腺素作用下的altemans現(xiàn)象進(jìn)行仿真研究,依次獨(dú)立施加刺激給相關(guān)靶目標(biāo)。當(dāng)β腎上腺素刺激單獨(dú)施加于ICaL時,細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的增加移除了 SR的不應(yīng)性,alternans消失;刺激單獨(dú)施加于IKs(Slow delayed rectifier potassim current),動作電位縮短,SR不應(yīng)性加強(qiáng),altemans加劇。動作電位持續(xù)時間的透壁異質(zhì)程度因β腎上腺素加入而略有降低,有可能對心電信號產(chǎn)生影響。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.9;R541.7

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳捷;慢性粒細(xì)胞白血病的信號傳導(dǎo)及對策[J];國外醫(yī)學(xué).輸血及血液學(xué)分冊;2001年03期

2 朱愛松;李德新;;中醫(yī)藥對絲裂素活化蛋白激酶信號傳導(dǎo)影響的研究進(jìn)展[J];中醫(yī)藥學(xué)刊;2006年09期

3 徐寧志;信號傳導(dǎo)的概況、進(jìn)展及應(yīng)用[J];診斷病理學(xué)雜志;1998年02期

4 徐寧志;信號傳導(dǎo)的概況、進(jìn)展及應(yīng)用(續(xù))[J];診斷病理學(xué)雜志;1998年03期

5 壽成超;分子信號傳導(dǎo)與腫瘤生物治療[J];中國腫瘤生物治療雜志;1997年03期

6 歐陽平,黃洪蓮,徐安龍;白介素10受體及其信號傳導(dǎo)[J];第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;2001年S1期

7 翟萬銀,朱振勤,胡天喜;茶多酚阻斷有絲分裂信號傳導(dǎo)的防癌機(jī)制[J];國外醫(yī)學(xué)(腫瘤學(xué)分冊);2001年03期

8 謝禮賢;陳建英;;膜微粒在信號傳導(dǎo)中的作用的研究進(jìn)展[J];廣東醫(yī)學(xué)院學(xué)報;2012年02期

9 徐寧志;腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為改變的信號傳導(dǎo)[J];華人消化雜志;1998年S2期

10 陳月橋;王麗;武建華;;細(xì)胞凋亡信號傳導(dǎo)途徑研究進(jìn)展[J];中國實用醫(yī)藥;2007年33期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 藍(lán)輝耀;;分子信號傳導(dǎo)——中醫(yī)藥研究的新途徑[A];第十九次全國中醫(yī)腎病學(xué)術(shù)交流會論文匯編[C];2006年

2 王繼榮;龔瑩;許成云;陳利華;姚紅伊;吳希美;;CDC42調(diào)控骨骼發(fā)育的研究[A];第二屆模式生物與人類健康研討會會議論文集[C];2012年

3 譚建文;;銀杏防病抗蟲信號傳導(dǎo)的探索[A];第五屆全國化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

4 謝道昕;;茉莉素信號傳導(dǎo)[A];中國遺傳學(xué)會植物遺傳和基因組學(xué)專業(yè)委員會2009年學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 戴靈;信號傳導(dǎo)通道作用下的心律失常和心肌缺血機(jī)制的建模仿真研究[D];浙江大學(xué);2017年

2 王世瑤;激活素受體相互作用蛋白4的基因克隆及其特性研究[D];吉林大學(xué);2007年

，

本文編號：1292633