Interpretación de la generación de arritmias por pérdida de Ca2+ del retículo sarcoplasmático empleando un modelo matemático de miocito humano

FELICE, JUAN IGNACIO; VALVERDE, CARLOS ALFREDO; MATTIAZZI, RAMONA ALICIA; LASCANO, ELENA CATALINA; NEGRONI, JORGE ANTONIO

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Conferencia; Latin American Conference on Mathematical Modeling of Biological Systems; 2015

Sociedad Argentina de Biofísica (SAB)

En el miocitocardíaco la contracción se produce por liberación de Ca2+ del retículo sarcoplasmático(RS) a través de los canales de rianodina (RyR2) mediante el mecanismo de liberaciónde Ca2+-inducida porCa2+ (LCIC)1.Existe además pérdida espontánea de Ca2+ del RS durante la diástole,y su aumento por alteración del RyR2 puede generar arritmias2.Experimentalmente, se comprobó que ratones transgénicos que tienen una mutaciónen el RyR2 (S2814D) disparan potenciales de acción espontáneos (PE), cuyaintensidad disminuye al nivel de postpotenciales tardíos (PPT) al aumentar elsecuestro de Ca2+ a través de la bomba de recaptura del RS (SERCA2a)en ratones con mutación en el RyR2 y en la SERCA2a (SDKO). Con la finalidad deestudiar los mecanismos involucrados en ambos tipos de episodios arrítmicos, seutilizó un modelo de miocito humano3 en el cual se mimetizaron ambascondiciones experimentales. El modelo se desarrolló en MATLAB, utilizando elODE15s para resolver el sistema de ecuaciones diferenciales. El modeloreprodujo ambos tipos de eventos arrítmicos. Los resultados de la simulacióndemostraron que en las condiciones de S2814D el aumento de la pérdida de Ca2+diastólico incrementa la concentración de Ca2+ en el espacio diádicocitoplasmático (ED) que rodea el RyR2 el cual es intercambiado por Na+a través del intercambiador Na+-Ca2+ actuando en mododirecto. La entrada de Na+ despolariza la membrana hasta el nivel dedisparo del canal de Na+ generando un PE. En el caso de SDKO, elmayor secuestro de Ca2+ impide que el incremento de Ca2+en el ED induzca una gran despolarización de la membrana, alcanzando solo adisparar PPT. La representación simultánea de los flujos iónicos del miocito medianteel modelo, permitió explicar las diferencias en los eventos arrítmicosobservados en distintas condiciones experimentales.[1] Bers DM. Nature415:198-205, 2002.[2] Priori SG, et al. Circ Res108:871-883, 2011.[3] Lascano EC, et al. J Mol Cell Cardiol 60:172-183, 2013.