Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, Екатеринбург, Россия

Аннотация. 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 Ca²⁺ 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.

Ключевые слова: математическая физиология, электрофизиология, модель кардиомиоцитов, кальциевая перегрузка, неоднородность миокарда, желудочковая экстрасистолия.