Влияние механической нагрузки на электрическую и механическую активность кардиомиоцитов в одномерной модели волокна сердечной мышцы
УДК 577.353, 57.053, 576.33
Курсанов А.Г., Викулова Н.А., Коновалов П.В., Медведев К.А., Соловьева О.Э.
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина; Институт иммунологии и физиологии (ИИФ) УрО РАН, г. Екатеринбург, Российская Федерация
Резюме. В рамках одномерной математической модели сердечной мышцы изучено влияние электрического и механического взаимодействия кардиомиоцитов на их функцию во время сокращений волокна под различными постоянными нагрузками (постнагрузками). Показано, что величина постнагрузки значительно влияет не только на характеристики укорочения волокна и его клеток, а также на их электрические свойства.
Ключевые слова: сердечная мышца, изотония, потенциал действия, математическое моделирование
ЛИТЕРАТУРА
1. Solovyova O., Vikulova N., Katsnelson L.B., Markhasin V.S., Noble P.J., Garny A.F., Kohl P., Noble D. Mechanical interaction of heterogeneous cardiac muscle segments in silico: effects on Ca2+ handling and action potential // Int J of Bifurcation & Chaos, 2003. — Vol. 13, №12. — P. 3757— 3782.
2. Solovyova O., Katsnelson L.B., Kohl P., Konovalov P., Lookin O., Moskvin A.S., Vikulova N., Protsenko Yu.L., Markhasin V.S. Activation sequence as a key mechanism of functional self-organization of myocardium. Philosophical Transactions of The Royal Society A., 2006, Vol. 364. — P. 1367–1383.
3. Katsnelson L.B., Vikulova N.A., Kursanov A.G., Solovyova O.E., Markhasin V.S. Electro-mechanical coupling in a one-dimensional model of heart muscle fiber // Russ J Numer Anal Math Modelling. 2014. (in press).
4. Brutsaert D.L Nonuniformity: a physiologic modulator of contraction and relaxation of the normal heart // J Am Coll Cardiol. 1987. V. 9(2). P. 341-8.
5. Lab M.J., Allen D.G., Orchard C.H. The effects of shortening on myoplasmic calcium concentration and on the action potential in mammalian ventricular muscle // Circ Res. 1984. V.
6. Kaufmann R.L., Lab M.J., Hennekes R., Krause H. Feedback interaction of mechanical and electrical events in the isolated mammalian ventricular myocardium (cat papillary muscle) // Pflugers Arch. 1971. V. 324(2), P. 100-23.
7. Markhasin V.S., Balakin A., Katsnelson L.B., Konovalov P., Lookin O., Protsenko Yu., Solovyova O. Slow force response and auto-regulation of contractility in heterogeneous myocardium // Prog Biophys Mol Biol. 110 (2012), P. 305-318.
Авторская справка
Курсанов Александр Геннадьевич, alexander.kursanov@gmail.com.
Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения Российской Академии наук (ИИФ УрО РАН), м.н.с., 620041 г.Екатеринбург, ул.Первомайская,106
Уральский Федеральный Университет (УрФУ), м.н.с, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Викулова Наталья Алексеевна, n.vikulova@iip.uran.ru
ИИФ УрО РАН, к.ф-м.н., с.н.с.
Коновалов Павел Владимирович, p.konovalov@iip.uran.ru
ИИФ УрО РАН, к.ф-м.н., н.с.
Медведев Кирилл Андреевич, УрФУ, студент, cirili@mail.ru
Соловьева Ольга Эдуардовна, o.solovyova@iip.uran.ru
ИИФ УрО РАН, д.ф.-м.н., заведующая лаборатории математической физиологии; УрФУ, профессор