张虹,赵丹,李蕊娟

(西安交通大学电气工程学院, 710049, 西安)

心肌细胞钾通道调控早期后除极的动力学机制

张虹,赵丹,李蕊娟

(西安交通大学电气工程学院, 710049, 西安)

针对心肌细胞动作电位复极期振荡的早期后除极(EAD)现象,研究了细胞模型Hopf分岔和EADs的关系以及钾离子通道的作用。在LR91模型中剔除快钠离子电流并引入控制钙和钾离子通道时常数的控制因子形成子系统模型,分离出模型中不同时间尺度的变量,将跨膜电势、钙离子通道激活及失活门控变量视为快变量构成三变量快子系统,慢变量钾离子通道门控参数视为其分岔参数分析膜电位与快子系统稳定性的关系。计算机仿真结果表明,随着钾离子通道门控变量时常数的增大,膜电位越来越接近快子系统的吸引域和Hopf分岔点。当时常数增大到6倍时动作电位时程延长至1 060 ms并开始出现膜电位的振荡,时常数增大到15倍时电位振荡个数增加至15,说明快子系统的Hopf分岔导致了钾通道门控作用下EAD的诱发。

钾离子通道;早期后除极;Hopf分岔;动作电位;计算机仿真

室颤是心源性猝死的主要原因之一。心室肌电折返以及早期后除极(EAD)引起的触发激动是诱发室颤的两种主要因素,其中EAD是指在心肌细胞复极化阶段,由于病理或药物毒副作用,膜电位停滞于平台期并发生多次振荡的现象。若EAD引起的振荡幅度达到邻近细胞的阈电位,可引起细胞产生动作电位并通过触发激动导致室性心律失常。……