La aparición de heterogeneidades en las propiedades electrofisiológicas del tejido cardíaco, que acontece en distintas patologías como la isquemia miocárdica, es un factor clave en el proceso del bloqueo unidireccional (UDB), que conduce a la aparición de arritmias reentrantes potencialmente mortales, como la taquicardia ventricular o la fibrilación ventricular. Estas heterogeneidades en la duración del potencial de acción, del período refractario (PR) y la velocidad de conducción (VC) determinan la generación y mantenimiento de los períodos arrítmicos, siendo el PR al que mayor atención se le ha prestado. La mayoría de los estudios sugieren que la dispersión del PR ejerce un papel proarrítmico, aunque existen publicaciones que sostienen lo contrario. Por otro lado, en las últimas décadas, el gran desarrollo de los medios técnicos ha posibilitado la simulación de la actividad eléctrica de tejidos cardiacos con gran realismo permitiendo la extracción de datos y de parámetros imposibles de obtener experimentalmente.
El objetivo general del presente trabajo consiste en el estudio teórico de las causas de los bloqueos que se producen en la propagación del potencial de acción y que dan lugar a las reentradas en el tejido cardíaco sometido a condiciones de isquemia aguda. Para ello, se ha simulado la actividad eléctrica de un tejido 2-D del epicardio mediante una versión modificada del modelo Luo-Rudy 2000 y mediante el empleo de un modelo realista de isquemia regional. Así mismo, se ha desarrollado una formulación del factor de seguridad en la conducción (SF) óptima a nivel computacional que posibilita su empleo en tejidos bidimensionales (SFm).
Los resultados obtenidos muestran que durante los 10 minutos posteriores a la oclusión de la arteria coronaria, la vulnerabilidad de un tejido bidimensional a la reentrada, medida mediante la ventana vulnerable, corresponde a una distribución unimodal asimétrica, siendo el minuto 8 el instante en el que la probabilidad de reentrada es máxima. Las reentradas observadas son del tipo “figura de ocho” y son altamente estables. Por otro lado, el avance de la isquemia conlleva la disminución de la pendiente de la curva de restitución eléctrica y de la seguridad en la propagación a la vez que el aumento de la dispersión del PR. Por lo tanto, existe una falta de correlación entre la dispersión del PR y la vulnerabilidad que se explica por la importancia de otros factores en la generación de arritmias. De hecho, aproximadamente en la mitad de las reentradas el UDB no está provocado directamente por la refractariedad de las células en las que se produce el bloqueo sino por los grandes desequilibrios que se producen en la relación fuente-sumidero.
El estudio de los mecanismos iónicos permite observar que la hiperkalemia es esencial para la generación de estos episodios arrítmicos, a la vez que niveles moderados de acidosis e hipoxia ejercen un efecto sinérgico en la ocurrencia de estos episodios.
La conclusión principal de la presente Tesis Doctoral consiste en que el bloqueo unidireccional que posibilita la actividad reentrante viene determinado por la relación fuente-sumidero de las células del tejido. Esta relación está íntimamente ligada con las corrientes axiales que circulan por la célula y, a su vez, estas corrientes también dependen de la excitabilidad de la membrana, de su PR y de su dispersión entre otros aspectos.