Desarrollo de un software para el estudio, mediante simulación computacional, de las causas de la hiperkalemia durante la isquemia miocárdica aguda

Abstract

[ES] En este trabajo se ha desarrollado un software que permite al usuario realizar diversas simulaciones isquémicas en entorno Matlab®. De esta forma, se pueden estudiar las causas de la hiperkalemia en un modelo computacional de cardiomiocito ventricular humano aislado. Para ello, se ha utilizado el modelo de potencial de acción desarrollado por T. O’Hara en 2011 para miocito ventricular humano. A este modelo se han añadido modificaciones para poder tener en cuenta las condiciones de isquemia aguda. También se ha incluido en este software un módulo para poder realizar un cálculo de la variación de la concentración de potasio extracelular a través de una familia concreta de canales de potasio.

En el presente trabajo fin de grado se desarrollará un paquete informático para el estudio de las causas de la hiperkalemia, o acumulación de potasio en el medio extracelular, en la fase aguda de la isquemia miocárdica en corazones humanos. El fenómeno, cuyas causas son en parte desconocidas, puede conducir al desencadenamiento de arritmias mortales tales como la fibrilación ventricular. Para ello, el/la alumno/a desarrollará un programa de simulación en entorno MATLAB capaz de simular las corrientes iónicas y el potencial de acción humano utilizando el modelo de O¿Hara que supere al programa desarrollado en un TFG anterior y que hacía uso del modelo más antiguo de Ten Tusscher. El software se materializará en una interfaz de usuario y un motor de cálculo numérico. Además, el programa será capaz de calcular los eflujos e influjos de potasio a través de la membrana celular de una célula isquémica para estudiar los mecanismos iónicos causantes de la hiperkelemia de origen isquémico mediante un análisis multifactorial.

[EN] Through this project, a software toll has been developed to perform computer simulations in Matlab®. With this, the causes of hiperkalemia in a computer model can be studied. For this purpose, the action potential model to human ventricle myocyte developed by T. O’Hara in 2011 has been used. This model has been modified to introduce the conditions of acute myocardial ischemia. It has been included as well a section to calculate the variation of extracellular potassium concentration caused by specific potassium channels.

[CAT/VA] All llarg del treball s’ha desenvolupat un software que permet la realització de simulacions ocmputiacionals en Matlab®. D’esta manera es pot estudiar les causes d’este fenomen en cor humá. Per això, s’ha utilitzat el model de potencial d’acció desenvolupat per T. O’Hara en 2011. A este model s’ha agut de ralitzar una sèrie de modificacions per a introduir les condicions de la isquèmia aguda. També s’ha inclòs en este software un mòdul per a poder realizar un càlcul de la variació de la concentració de potassi extracel·lular a través d’una familia concreta de canals de potassi.