Desarrollo de un modelo computacional de nodo auriculoventricular

Abstract

[ES] El nodo auriculoventricular (AV) es una estructura anatómica esencial en el corazón humano que se encuentra situado en la base del tabique interauricular. Su función principal es la de regular la conducción cardiaca entre las aurículas y los ventrículos, generando un retraso en el impulso eléctrico entre ambas estructuras cardiacas. Además, el nodo AV tiene una función de marcapasos, por lo que es capaz de generar impulsos eléctricos hacia el ventrículo en caso de un fallo del nodo sinusal. A partir de diferentes estudios se han observado diferentes formas de potenciales de acción en el nodo AV, pudiendo diferenciar tres regiones, la nodal-auricular (AN), la nodal (N) y la nodal-His (NH). Además, la conducción entre las aurículas y los ventrículos se da mediante dos vías de conducción, una rápida y otra lenta. Diferentes patologías cardiacas pueden afectar al funcionamiento del nodo AV, comprometiendo asi el ritmo cardiaco y por lo tanto la salud del paciente. De ahí la importancia de este trabajo, pues a partir de un modelo computacional se podrán llevar a cabo estudios de la conducción del nodo AV para el desarrollo de estrategias terapéuticas efectivas. El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo de un modelo computacional que permita simular y estudiar la electrosiología del nodo AV. Este modelo incluye la cinética de los canales iónicos de cada uno de los tres tipos celulares que forman el nodo AV, y la propagación del impulso eléctrico a través de un modelo 1D multicelular considerando las dos vías de conducción propias de esta estructura. Este modelo permitirá llevar a cabo el estudio de la compleja estructura y del comportamiento del nodo AV.

[EN] The atrioventricular (AV) node is an essential anatomical structure in the human heart located at the base of the interatrial septum. Its main function is to regulate cardiac conduction between the atria and ventricles, generating a delay in the electrical impulse between the two cardiac structures. In addition, the AV node has a pacemaker function, so it can generate electrical impulses to the ventricle in case of sinus node failure. From different studies, different forms of action potentials have been observed in the AV node, being able to differentiate three regions, the atrial-nodal (AN), the nodal (N) and the nodal-His (NH). In addition, conduction between the atria and ventricles occurs via two conduction pathways, one fast and one slow. Different cardiac pathologies can affect the functioning of the AV node, thus compromising the cardiac rhythm and therefore the patient’s health. Hence the importance of this work, because from a computational model it will be possible to carry out studies of AV node conduction for the development of effective therapeutic strategies. The main objective of this work is to develop a computational model to simulate and study the electrophysiology of the AV node. This model includes the kinetics of the ion channels of each of the three cell types that form the AV node, and the propagation of the electrical impulse through a multicellular 1D model considering the two conduction pathways characteristic of this structure. This model will allow the study of the complex structure and behavior of the AV node in both normal and pathological situations in which the AV node may play a fundamental role.