心臟單細胞電生理建模仿真.pdf

1、為了研究心臟的搏動和病理狀態(tài)下生理信號的傳播，學者們建立了心臟生物電學理論。這是基于數理科學、生物醫(yī)學和計算機科學的新興交叉學科。心臟生物電學的數值模擬技術是業(yè)界近年來積極研究的課題方向，隨著分子生物學實驗技術的不斷發(fā)展，基于離子通道學說和Hodgkin-Huxley提出的本構方程，陸續(xù)有學者提出了心肌細胞動作電位的數學模型。而新的通道電流實驗數據層出不窮，模型也在一步步的被完善。本文基于Luo-Rudy模型，結合最近的實驗數據，建立了

2、哺乳動物心室肌細胞電生理仿真模型。
　　 論文將C++語言作為編程語言，使用Visual C++6.0編譯器進行程序編寫，Microsoft Origin6.0進行數據處理和作圖。
　　 文中首先對造成心源性猝死的主要原因---室顫進行了綜述，包括室顫的發(fā)生機制、觸發(fā)因素、觸發(fā)機制和維持機制。其中室顫的發(fā)生機制分為解剖學機制、功能性機制和誘發(fā)機制。室顫的觸發(fā)因素列舉了室性早搏、室性心動過速、興奮傳導阻滯等。室顫的觸發(fā)機制

3、包括浦肯野細胞的觸發(fā)活動和心室流出道的觸發(fā)活動。室顫的維持機制主要有固有異質性、動態(tài)不穩(wěn)定性及APD恢復特性、傳導速度恢復特性、心臟記憶、電緊張電流等動態(tài)因素。
　　 建立模型時，如下通道電流被編入模型中：鈉離子電流、L-型鈣離子電流、時間依賴型鉀電流、非時間依賴型鉀電流、平臺期鉀電流、鈉鈣交換體電流、鈉鉀泵電流、鈣泵電流和肌漿網中的鈣循環(huán)。文中列出了數學描述每個通道電流的主要公式，并進行解釋。
　　 程序編寫完成并調試

4、運行成功后，對哺乳動物心肌細胞的電活動進行數值模擬。重建的動作電位曲線與動物實驗測得的動作電位曲線一致。在此基礎上，對各種主要離子分別研究了單通道的電生理活動，并給出了相應的時間-電流曲線。通過對比洗脫單通道電流前后動作電位的變化，可以清晰展現生理狀態(tài)下單通道電流對動作電位的形成產生的影響。據此討論鉀離子通道、鈣離子通道和離子泵在心室細胞電活動時的開關時間及對動作電位時程的影響；當胞內外離子濃度異常時，APD的交替和恢復現象。鉀離子電流