Modelagem de extrassístole associada a transiente de cálcio estocástico

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Magalhães, Daniele Pires
• Orientador(a): Santos, Rodrigo Weber dos
• Banca de defesa: Natali, Antônio José , Xavier, Carolina Ribeiro , Queiroz, Rafael Alves Bonfim de , Rocha, Bernardo Martins
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Arritmia; Estímulo beta adrenérgico; Fibrose; Potencial de ação espontâneo; Arrhythmia; Beta adrenergic stimulos; Fibrosis; Spontaneous action potential
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2021/00102; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13859

A propagação elétrica do coração ´e um fenômeno complexo que resulta na contração do ´órgão. São diversos os fatores que operam em uma propagação normal para garantir a homeostase celular e de todo o miocárdio. Uma propagação anormal pode surgir devido a diversos fatores, um deles ´e a extrassístole, que pode ser o precursor de arritmias fatais. Esse trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de um modelo matemático capaz de descrever alguns mecanismos associados a extrassístoles ventriculares. Um dos focos deste estudo está na compreensão da gênesis de um Potencial de Ação Espontâneo após a ocorrência de um Pulso de Cálcio Espontâneo, que ocorre devido `a Liberação Espontânea de Cálcio pelo Retículo Sarcoplasmático no nível celular. Além disso, estudamos as condições necessárias para que um Potencial Espontâneo celular consiga propagar em um tecido cardíaco e de fato gerar uma extrassístole. Diversas simulações são apresentadas para representar a atividade elétrica com as características estocásticas, tanto a n´nível de uma ´única célula quanto a n´nível do tecido. Os resultados sugerem que, no n´nível celular, Potenciais Espontâneos só foram observados em resposta a um estímulo beta-adrenérgico e em condições de aumento da atividade do trocador de sódio-cálcio. No tecido, a propagação do potencial de ação só ocorreu quando aumentamos a excitabilidade celular, por exemplo via diminuição da expressão de canais iônicos do tipo IK1. Além disso, só observamos a propagação de Potenciais Espontâneos no tecido em condições particulares, onde células ativas estavam cercadas por tecido não condutivo (fibrose ou necrose), formando uma configuração estrutural que denominamos de funil selado. Finalmente, observamos que todas essas condições para a geração de uma extrassístole podem ser satisfeitas em cardiopatias bem descritas e conhecidas, como no do infarto e da cardiomiopatia hipertrófica, em particular nas bordas de regiões fibróticas ou necróticas. Assim, nossos estudos resultam em uma melhor compreensão dos complexos mecanismos que contribuem para a gênesis de arritmias fatais que são comumente observadas nessas cardiopatias.