Modelado y simulación computacional de la actividad eléctrica de una fibra de Purkinje en isquemia miocárdica aguda

Abstract

[ES] La isquemia miocárdica aguda es una situación patológica que pone en riesgo la vida de la persona que la sufre. En los primeros minutos tras el inicio de la oclusión coronaria aumenta significativamente el riesgo de arritmias mortales tales como la fibrilación ventricular. Las fibras de Purkinje, que forman parte del sistema de conducción especializado del corazón, juegan un papel esencial en el desarrollo de tales arritmias. Una forma de comprender mejor los mecanismos implicados en el rol de las mencionadas células es utilizar la simulación computacional. En la actualidad, el modelo eléctrico más avanzado de una fibra de Purkinje es el modelo de Trovato, pero no está adaptado para la simulación de isquemia aguda. En este TFG, se desarrollará un modelo basado en Trovato que sea capaz de integrar los procesos isquémicos (hipoxia, acidosis e hiperkalemia) mediante la incorporación de nuevas ecuaciones. Para optimizar el modelo y ajustarlo a los registros experimentales de potencial de acción, se llevará a cabo un análisis de sensibilidad en le que los parámetros isquémicos relevantes se variarán para investigar sus efectos en los biomarcadores del potencial de acción.

[EN] Acute myocardial ischemia is a pathological situation that puts the life of the person who suffers at risk. In the first minutes after the onset of coronary occlusion, the risk of fatal arrhythmias such as ventricular fibrillation significantly increases. Purkinje fibers, which are part of the specialized conduction system of the heart, play an essential role in the development of such arrhythmias. One way to better understand the mechanisms involved in the role of the aforementioned cells is to use computational simulation. Currently, the most advanced electrical model of a Purkinje fiber is the Trovato model, but it is not adapted for the simulation of acute ischemia. In this TFG, a model based on Trovato will be developed that is capable of integrating ischemic processes (hypoxia, acidosis and hyperkalemia) by incorporating new equations. To optimize the model and fit it to experimental action potential recordings, a sensitivity analysis will be carried out in which the relevant ischemic parameters will be varied to investigate their effects on action potential biomarkers.