Forskare har producerat en detaljerad datormodell av ett hjärta som visar elektrofysiologin av kongestivt hjärtsvikt, enligt en studie publicerad i PLOS Computational Biology .

Under ventrikelflimmer vilar en krökt våg av aktiveringsreceptorer vävnad och orsakar vågbrytning.

Bildkrediter: Ponnaluri et al.

Kongestivt hjärtsvikt (CHF) är en ledande dödsorsak i USA.

Enligt Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har cirka 5,7 miljoner amerikaner hjärtsvikt.

Cirka hälften av de personer som diagnostiseras med detta tillstånd dör inom 5 år efter diagnosen.

Hjärtfel betyder inte att hjärtat har slutat, eller kommer att sluta, helt. Det hänvisar till ett tillstånd där hjärtat inte kan pumpa tillräckligt med blod för att kroppen ska fungera ordentligt.

Som ett resultat av hjärtsvikt kan vätska och blod rygga upp i lungorna, personen kan uppleva trötthet, andfåddhet och ödem eller en vätskauppväxt i benen, foten och foten.

Hjärtsvikt kan hända som ett resultat av kranskärlssjukdom, högt blodtryck och diabetes.

Det är mer sannolikt att påverka människor över 65 år, och särskilt de som är överviktiga. Människor som tidigare haft hjärtinfarkt är mer utsatta. Det tenderar att påverka män mer än kvinnor.

Men de mekanismer som orsakar det, inklusive dess elektrofysiologiska (EP) mekanismer, är inte väl förstådda.

Det hoppas att det nya "virtuella hjärtat" kan gynna utvecklingen av nya droger för att behandla sjukdomen.

Att klara en befintlig modell ger insikt i hjärtans arbete

Forskarna, från University of California-San Diego, CA, modifierade en befintlig modell av ett hälsosamt kaninhjärta för att skapa sin simulering.

Modellen kan simulera små förändringar i hjärtat, från cell- och vävnadsnivåer till hela hjärtat.

Ett elektrokardiogram (EKG) är ett verktyg som vanligtvis används av läkare som använder för att diagnostisera hjärtafvikelser.

Teamet hoppas kunna använda den numeriska modellen som de har skapat för att länka förändringar som uppstår på cell- och vävnadsnivå när ett hjärta misslyckas med ett numeriskt beräknat EKG. Detta hoppas de hjälper till att bestämma vad det är som utlöser ventrikelfibrillering (VF) och att identifiera risken för VF.

På cell- och vävnadsnivåer kan modellen replikera hjärtans reaktioner på förändringar i nivåerna och flödet av kalcium, natrium och kalium. Det kan också ta hänsyn till den hastighet där jonkanalerna - som tar i sig joner - fungerar.

På hela hjärtat kan det också visa vad som händer i ett hälsosamt, fungerande hjärta som ett resultat av variationer i de olika kritiska kemikalierna och elektrofysiologiska komponenterna.

Ny inblick i VF

VF är en vanlig orsak till plötslig död. Under VF bryts de elektriska vågorna som uppstår i hjärtat kaotiskt. När detta händer påverkar det tidpunkten för hjärtans pumpning. Hjärtet kan inte längre sammandragas och pumpa blod till resten av kroppen.

Med hjälp av den nya modellen fann forskare i den aktuella undersökningen att denna fragmentering och förlust av samordning kan orsakas av en avmattning i cellulära processer högst upp i hjärtat. Detta kan leda till hjärtsvikt.

För att lära sig mer om orsakerna till VF hos en person med hjärtsvikt satte laget ett test som skulle simulera en person med hjärtsvikt som utför fysisk träning.

Resultaten tyder på att en patient med hjärtsvikt som upplever en snabb hjärtfrekvens och variabel pacing blir mer mottaglig för VF. Detta, säger de, beror på en nyligen identifierad mekanism som blockerar ledning.

Forskarna har visat att modellen kan användas för att planera en ny läkemedelsstrategi för att förhindra den typ av fibrillation som är förknippad med hjärtsvikt.

Ta reda på hur vitamin D-3 kan hjälpa människor med kroniskt hjärtsvikt.

Islands Miniseries Megareview (Adventure Time S8E20-27) (Video Medicinsk Och Professionell 2023).