Исследование перегрузки кардиомиоцитов кальцием на одномерной модели мышечного волокна. Влияние пространственного распределения патологии

Желудочковая экстрасистолия является достаточно распространенной патологией, которая характеризуется появлением внеочередных сокращений из эктопических источников возбуждения в миокарде желудочков сердца. Основной причиной этой патологии на уровне клеток является перегрузка кардиомиоцитов кальцием и вызываемые перегрузкой задержанные постдеполяризации, переходящие в некоторых случаях к внеочередным возбуждениям миокарда. В нашей работе мы исследуем появление внеочередных возбуждений, вызванных перегрузкой кардиомиоцитов кальцием, используя одномерную монодоменную электрофизиологическую модель миокарда. Перегрузка кардиомиоцитов кальцием имитируется в ионной модели Noble98 за счет ингибирования $Na^+/K^+$ мембранного насоса и $Ca^{2+}$ насоса саркоплазматического ретикулума. Внеочередные сокращения регистрируются автоматически предложенным нами алгоритмом. Главной особенностью нашего исследования является оценка влияния характера распределения степени патологии в пораженном регионе на частоту появления внеочередных возбуждений миокарда. Установлено, что экстрасистолы чаще появляются в зоне максимальной патологии. Однако если функция, задающая степень патологии, имеет разрыв в пространстве, то эктопические возбуждения в основном происходят в окрестности разрыва. Помимо этого, в работе изучены изменения, происходящие в потенциалах действия в патологическом регионе, и показана нелинейная и нелокальная связь между распределением патологии в пространстве и степенью перегрузки саркоплазматического ретикулума.