Изменения потенциала клеток сердечной мышцы

Электрические дефибрилляторы обычно используются в экстренных случаях остановки сердца, чтобы ускорить ритмичное биение сердца. Появление и применение этих дефибрилляторов основаны на открытии роли внутренних электрических импульсов в поддержании постоянной частоты пульса и сердцебиения.

Известно, что электрический импульс, генерируемый глубоко внутри сердца, проходит через мышечную сеть и стимулирует их сокращение. Скоординированное сокращение и расслабление этих мышц отвечает за поддержание постоянного сердцебиения. Всякий раз, когда эти импульсы не могут излучаться должным образом либо из-за блокировок, либо из-за внезапных физиологических изменений, электрические импульсы преобразуются в спиральные электрические волны. Эти хаотические волны прерывают излучение последующих импульсов, тем самым усиливая эффект.

Согласно Phys.org эти завихрения препятствуют способности сердца биться должным образом, что часто приводит к остановке сердца и смерти. Ученым уже известно, что отклонения в потенциалах действия клеток сердечной мышцы ответственны за фибрилляцию сердца. Однако важность амплитуд этих потенциалов действия в возникновении фибрилляции осознается недавно.

Согласно результатам недавно проведенного исследования на животных, проведенного исследователями из Управления по контролю за продуктами питания и лекарствами США и Технологического института Джорджии, математические модели, основанные на физиологических параметрах, могут помочь в оценке риска и возможного воздействия фибрилляции у восприимчивых пациентов. Результаты исследования были опубликованы пару недель назад в журнале Physical Review Letters.

Согласно Georgia Tech, в указанном исследовании оценивался потенциал действия клеток сердца, зависящий от ионного канала натрия, во время деполяризации и стадии покоя. Профессор Флавио Фентон из Школы физики Технологического института Джорджии и его команда обнаружили, что существует тесная корреляция между изменением потенциалов действия клеток и началом фибрилляции.

Основываясь на этих результатах, предполагается, что аналогичная математическая модель может быть сгенерирована для оценки вероятности сердечного приступа у человека из-за внезапной фибрилляции сердца. Исследование по существу подчеркивает роль физического и математического анализа в прогнозировании, диагностике, профилактике и лечении биомедицинских состояний.