Modelado y desarrollo de una herramienta para el estudio de la influencia de la dilatación auricular en la generación de arritmias cardíacas

Abstract

[ES] El Estudio de la Carga Global de Morbilidad organizado por la Organización Mundial de la Salud señala desde 2003 a la hipertensión como el factor de riesgo mundial más importante de morbilidad y mortalidad. En Europa, la hipertensión afecta a alrededor del 30-45 % de la población en general, además de ser un importante factor de riesgo en el accidente cardiovascular. El agrandamiento de la aurícula izquierda (AI) es un signo común y temprano de enfermedad cardíaca hipertensiva. La dilatación de la AI se detecta en mayor medida en los pacientes hipertensos, sin embargo, la edad avanzada, el sexo femenino y la obesidad constituyen factores de riesgo que aumentan su prevalencia. El aumento de tensión en la pared cardíaca junto con la menor contractibilidad auricular conducen a un incremento de distensibilidad auricular que facilita su dilatación. El estiramiento parietal supone un estímulo para la remodelación estructural ya que, mediante este mecanismo adaptativo se consigue compensar el estrés generado en la pared cardíaca. Numerosas vías de señalización intracelular son activadas con el objetivo de promover la hipertrofia celular, la elongación de las fibras de colágeno y la proliferación de fibroblastos, cambios que resultan en un aumento lento de las dimensiones auriculares y a su vez, el desarrollo de fibrosis intersticial que conduce a la heterogeneidad en la conducción auricular. Tal sustrato electroanatómico, permite la formación de múltiples circuitos de reentrada intraauriculares de pequeño tamaño que estabilizan la arritmia y aumentan la probabilidad de que se produzca fibrilación auricular (FA). Para el estudio de la aurícula dilatada, el desarrollo de modelos de crecimiento y remodelado que permitan predecir la respuesta cardíaca frente a distintos escenarios de composición estructural (situación fisiológica, presencia de fibrosis tisular, tejido dilatado¿) y en diferentes condiciones de respuesta electrofisiológica (situación fisiológica, FA paroxística, FA persistente¿), supone el objetivo principal de este trabajo. Con ello, se pretende que este tipo de modelos sean capaces de predecir el funcionamiento cardíaco de manera previa al desarrollo de la dilatación auricular, así como durante su evolución y una vez esta se encuentre establecida, de forma que se pueda predecir el aumento de la probabilidad de generación y mantenimiento de arritmias como consecuencia de la tensión en la pared cardiaca.

[CAT] L'Estudi de la Càrrega Global de Morbiditat organitzat per l'Organització Mundial de la Salut assenyala des de 2003 a la hipertensió com el factor de risc mundial més important de morbiditat i mortalitat. A Europa, la hipertensió afecta a al voltant del 30-45% de la població en general, a més de ser un important factor de risc en l'accident cardiovascular. L'engrandiment de l'aurícula esquerra (AI) és un signe comú i d'hora de malaltia cardíaca hipertensiva. La dilatació de l'AI es detecta en major mesura en els pacients hipertensos, no obstant això, l'edat avançada, el sexe femení i l'obesitat constitueixen factors de risc que augmenten la seua prevalença. L'augment de tensió en la paret cardíaca juntament amb la menor contractibilitat auricular condueixen a un increment de distensibilitat auricular que en facilita la seua dilatació. L'estirament parietal suposa un estímul per a la remodelació estructural ja que, mitjançant aquest mecanisme adaptatiu s'aconsegueix compensar l'estrés generat en la paret cardíaca. Nombroses vies de senyalització intracel·lular són activades amb l'objectiu de promoure la hipertròfia cel·lular, l'elongació de les fibres de col·lagen i la proliferació de fibroblasts, canvis que resulten en un augment lent de les dimensions auriculars i al seu torn, el desenvolupament de fibrosi intersticial que condueix a l'heterogeneïtat en la conducció auricular. Tal substrat electroanatòmic, permet la formació de múltiples circuits de reentrada intraauriculars de xicoteta grandària que estabilitzen l'arrítmia i augmenten la probabilitat que es produïsca fibril·lació auricular (FA). Per a l'estudi de l'aurícula dilatada, el desenvolupament de models de creixement i remodelat que permeten predir la resposta cardíaca enfront de diferents escenaris de composició estructural (situació fisiològica, presència de fibrosi tissular, teixit dilatat…) i en diferents condicions de resposta electrofisiològica (situació fisiològica, FA paroxismal, FA persistent…), suposa l'objectiu principal d'aquest treball. Amb això, es pretén que aquest tipus de models siguen capaços de predir el funcionament cardíac de manera prèvia al desenvolupament de la dilatació auricular, així com durant la seua evolució i una vegada aquesta es trobe establida, de manera que es puga predir l'augment de la probabilitat de generació i manteniment d'arrítmies a conseqüència de la tensió en la paret cardíaca.

[EN] Since 2003, the Global Burden of Disease Study organized by the World Health Organization has identified hypertension as the most important global risk factor for morbidity and mortality. In Europe, hypertension affects about 30-45% of the overall population and is a major risk factor for cardiovascular disease. Left atrial (LA) enlargement is a common and early sign of hypertensive heart disease. LA dilatation is detected to a greater extent in hypertensive patients; however, advanced age, female sex and obesity are risk factors that increase its prevalence. The increase in tension in the cardiac wall combined with the reduced atrial contractility leads to an increment in atrial distensibility that favors its dilatation. Parietal stretching is a stimulus for structural remodeling since, by means of this adaptive mechanism, the stress generated in the cardiac wall is offset. Numerous intracellular signaling pathways are activated in order to promote cellular hypertrophy, elongation of collagen fibers and proliferation of fibroblasts, changes that result in a slow increase in atrial dimensions and in turn, the development of interstitial fibrosis leading to atrial conduction heterogeneity. Such an electroanatomical substrate allows the development of multiple small intra-atrial reentrant circuits that stabilize the arrhythmia and increase the likelihood of atrial fibrillation (AF). For the study of the dilated atrium, the development of growth and remodeling models that allow prediction of the cardiac response to different structural composition scenarios (physiological situation, presence of tissue fibrosis, dilated tissue...) and under different electrophysiological response conditions (physiological situation, paroxysmal AF, persistent AF...), is the main objective of this work. The aim of these models is to be able to predict cardiac function prior to the development of atrial dilatation, as well as during its evolution and once it is established, in order to predict the increased probability of generation and maintenance of arrhythmias as a consequence of cardiac wall stress.