《心肌延迟整流钾电流两种成分的计算机重建-2016年最新医学论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《心肌延迟整流钾电流两种成分的计算机重建-2016年最新医学论文（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询心肌延迟整流钾电流两种成分的计算机重建作者：商立军 商立群 臧益民 王四旺 【关键词】 计算机辅助设计 关键词: 计算机辅助设计;钾电流;开关因子 摘 要:目的 建立能模拟心肌延迟整流钾电流（ IK ）两种成分的数学模型. 方法 用计算机重建技术实现动力学机制的模拟. 结果 重建了心肌 IK 两种成分的通道电流，开关因子动态过程及 I-V 曲线. 结论 该模型能有效模拟心肌 IK 两种成分的动力学机制. Keywords:computer aided design;K+ current;open-close factor Abstract:A
2、IM To develop a mathematical model for simu-lating two components of cardiac delay rectifier K+ current.METHODS Computer reconstruction was used to simulate the kinetics.RESULTS Two components of cardiac delay rectifier K+ current，kinetic process of open-close factor and current-voltage curve were 精
3、品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询reconstructed.CONCLUSION Developed model is an effective means to simulate the kinetics of two components of cardiac delay rectifier K+ current. 0 引言 延迟整流钾电流（IK ）是心室肌细胞后期复极化的主要外向电流，传统上一直认为是单一的电流成分，近年来发现，在许多种属的心肌细胞中 IK 都有两种成分 IKr （快速激活钾电流）和 IKs （缓慢激活钾电流） 1-3 .IK 通道作用机制稳态过程用全细
4、胞膜片钳技术已有研究，但离子作用机制的动力学过程受实验条件的限制很难实现，且 IK 的亚成分 IKr 因为 IKs 没有特异性阻断剂尚不能精确测定，这些都限制了人们对 IK 的理解.我们利用计算机重建技术，对其进行重建，弥补动物实验的不足，更重要的是，计算机重建是以大量的具体实验数据为基础，用定量分析方法揭示钾电流 IK 的运动规律，为解释说明动物实验结果提供可靠的理论依据. 1 IKr 和 IKs 动力学模型的建立 通过分析大量的实验数据及参数估计、拟合，在 H-H 方程的基础上，建立了 IKr 和 IKs 的动力学模型如下 4 .（1）IKr =GKr Xr R（V-EKr ）EKr =（
5、RT/F）ln（K+ 精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询o /K + i ）GKr =0.02614K+ 0 /5.4Xr =1/1+exp-（V+21.5）/7.5 Xr =1/（0.00138（V+14.2）/1-exp-0.123（V+14.2） +0.00061（V+38.9）/exp0.145（V+38.9） -1 ）R=1/1+exp（V+9）/22.4 其中 GKr 是 IKr 的最大电导，V 是膜电位，EKr 是反转电位， K+ o ， K+ i 分别是胞外、内的 K+ 浓度，Xr 、R 分别是其时间依赖的激活门和时间独立的失活门，统一称为 y，在0，1间取值
6、，符合微分方程 dy/dt=（y -y）/y ， y 为该开关因子的时间常数（ms） ，y 为开关因子的稳态值，均由实验得到.（2）IKs =GKs XS2 （V-EKs ） GKs =0.057+0.19/1+exp（-7.2+PCa ）/0.6 PCa =-log（Ca2+ i ）+3Ca2+ i =2*10-4 mmol L-1EKs =（RT/F）ln （K+ o +PNa，K Na+ o ）/（K+ i +PNa，K Na+ i ） ，PNa，k =0.0183Xs =1/1+exp-（V-1.5）/16.7 Xs =1/（7.19*10-5 （V+30）/1-exp-0.148（V
7、+30） +1.31*10-4 （V+30）/exp0.0687（V+30）-1 ）其中 GKs 是最大电导值， V 是膜电位，EKs 是反转电位，Xs 为时间依赖的激活门，无时间依赖的失活门.符合微分方程为dXs/dt=（Xs -Xs）/ xs ，xs 为 Xs 的时间常数（ms） ，Xs 是 Xs 的稳态值，由实验得到.具体程序由 Delphi 语言编制. 2 结果 精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询2.1 IKr 的计算机模拟 模拟了不同胞外钾离子浓度下的电流波形（Fig1） ，I-V 曲线（Fig2）及门控因子的动力学过程（Fig3）.结果显示，IKr 电流具有 K+
8、 o 依赖性、快速激活和内向整流的特性. 上一页 1 2 下一页图 1 图 4 略 2.2 IKs 的计算机模拟 模拟了不同胞外钾离子浓度下的电流波形（Fig4） 、I-V 曲线（Fig5）及门控因子的动力学过程（Fig6）.结果显示，IKs 电流具有K + o 依赖性、缓慢激活和内向整流的特性. 图 5 图 6 略 3 讨论 心肌细胞离子通道的机制比较复杂，不同离子对 IK 都会有一定的影响.我们着重研究了钾离子对心肌细胞离子通道的影响，忽略了其他离子通道的作用.此计算机重建结果与动物实验结果基本一致1，5，6 ，进一步验证了动物实验的结果，并对 IK 通道的动力学过程进行了完整的描述，体现
9、出 IKr 快速激活与 IKs 缓慢激活精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询的特点，说明模型是可行的.就模型本身而言，当对 IKr 可进行测量时，会使模型得到进一步的完善. 我们的模型采用豚鼠 IK 电流的实验数据，但仍具有一般意义.可以以此模型为基础，进一步讨论人心肌细胞 IK 电流的问题，同时还可以进一步考虑药物的作用，对药物临床作用效果进行理论上的预测，从而对临床治疗起一定的指导作用.这也正是计算机模拟的意义所在. 参考文献: 1Sanguinetti MC，Jurkiewicz NK.Two components of cardiac de-layed rectifie
10、r K+ current:Differential sensitivity to block by classantiarrhythmic agents J.J Gen Physiol，1990;96（1）:195-215. 2Chinn K.Two delayed rectifier in guniea-pig ventricular my-ocytes distinguished by tail current kinetics J.J Pharmacol Exp Ther，1993;264（2）:555-560. 3Li GR，Feng JL，Yue LX，Carrier M，Natte
11、l S.Evidence for two components of delayed rectifier K+ current in human ven-tricular myocytes J.Circ Res，1996;78（4）:689-696. 4Zeng JL，Laurita KR，Rosenbaum DS，Rudy Y.Two 精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询compo-nents of the delayed rectifier K+ current in ventricular myocytes of the guinea-pig type J.Circ Re
12、s，1995;77（1）:140-152. 5Balser JR，Bennett PB，Roden DM.Time-dependent outward current in guinea-pig ventricular myocyles:Gating kinetics of the delayed rectifier J.J Gen Physiol，1990;96（4）:835-863. 6Veldkamp MW，Van Ginneken ACG，Bouman LN.Single de-layed rectifier channels in the membrane of rabbit ventricular myocytes J.Circ Res，1993;72（4）:865-878. 上一页 1 2 下一页
