Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana

Introducción: la fibrilación auricular (AF), es la más común de la arritmia cardiaca sostenida y un factor de riesgo para el accidente cerebro vascular y otras morbilidades, si no es tratada. Estudios epidemiológicos muestran que la AF tiende a perpetuarse con el tiempo, generando cambios electrofis...

Full description

Autores:

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2022

Institución:: Universidad de Caldas

Repositorio:: Repositorio Institucional U. Caldas

Idioma:: spa

id	REPOUCALDA_8fd373f47eba9a60128b6fa4b7e2b802
oai_identifier_str	oai:repositorio.ucaldas.edu.co:ucaldas/23710
network_acronym_str	REPOUCALDA
network_name_str	Repositorio Institucional U. Caldas
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv	Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana Structural remodeling and of gap junctions in a 3D model of human atrial
title	Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana
spellingShingle	Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana fibrilación auricular gap junctions modelo 3D potencial de acción reentrada remodelado eléctrico Atrial fibrillation gap junctions 3D model action potential reentry electrical remodeling
title_short	Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana
title_full	Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana
title_fullStr	Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana
title_full_unstemmed	Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana
title_sort	Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana
dc.subject.none.fl_str_mv	fibrilación auricular gap junctions modelo 3D potencial de acción reentrada remodelado eléctrico Atrial fibrillation gap junctions 3D model action potential reentry electrical remodeling
topic	fibrilación auricular gap junctions modelo 3D potencial de acción reentrada remodelado eléctrico Atrial fibrillation gap junctions 3D model action potential reentry electrical remodeling
description	Introducción: la fibrilación auricular (AF), es la más común de la arritmia cardiaca sostenida y un factor de riesgo para el accidente cerebro vascular y otras morbilidades, si no es tratada. Estudios epidemiológicos muestran que la AF tiende a perpetuarse con el tiempo, generando cambios electrofisiológicos y anatómicos denominados: remodelados auriculares. Se ha demostrado que estos cambios provocan variaciones de la velocidad de conducción (CV), en el tejido auricular. Objetivo: estudiar el efecto del remodelado de gap junctions en la propagación del potencial de acción, implementando un modelo 3D de aurícula humana altamente realista. Materiales y Métodos: se incorporaron los cambios generados por el remodelado eléctrico a un modelo de potencial de acción (AP) de miocito auricular, acoplado con un modelo tridimensional anatómicamente realista de aurícula humana dilatada. Mediante simulaciones de la propagación del AP en condiciones de remodelado eléctrico y anatómico, y de remodelado de gap junctions, se midieron las ventanas vulnerables de generación de reentradas en la base de las venas pulmonares izquierdas de la aurícula. Resultados: los resultados obtenidos indican que la ventana vulnerable en el remodelado de gap junctions, se desplazó 38 ms con relación al modelo dilatado, lo que nos muestra el impacto de la dilatación con remodelado de gap junction. Conclusiones:&nbsp;el remodelado eléctrico generó una disminución del 70 % en la duración del potencial de acción y una disminución de las velocidades de conducción entre un 14.6 y un 26 %, que fueron medidas en diferentes regiones de la aurícula dilatada. El foco disparado en la base de las venas pulmonares izquierdas, generó un frente de onda que mantiene una actividad reentrante debido a la anatomía subyacente de las venas pulmonares.
publishDate	2022
dc.date.none.fl_str_mv	2022-03-17T00:36:52Z 2022-03-17T00:36:52Z 2022-03-17 2025-10-08T21:16:24Z 2025-10-08T21:16:24Z
dc.type.none.fl_str_mv	Artículo de revista http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1 Text info:eu-repo/semantics/article Journal article http://purl.org/redcol/resource_type/ART info:eu-repo/semantics/publishedVersion http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
status_str	publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv	1657-9550 https://repositorio.ucaldas.edu.co/handle/ucaldas/23710 2462-960X https://revistasojs.ucaldas.edu.co/index.php/biosalud/article/view/4739
identifier_str_mv	1657-9550 2462-960X
url	https://repositorio.ucaldas.edu.co/handle/ucaldas/23710 https://revistasojs.ucaldas.edu.co/index.php/biosalud/article/view/4739
dc.language.none.fl_str_mv	spa
language	spa
dc.relation.none.fl_str_mv	56 2 48 10 Biosalud Coyne KS, Paramore C, Grandy S, Mercader M, Reynolds M, Zimetbaum P. Assessing the direct costs of treating nonvalvular atrial fibrillation in the United States. Value Health 2006; 9(5):348-56. Lloyd-Jones D, Adams RJ, Brown TM, Carnethon M, Dai S, De Simone G, et al. Heart disease and stroke statistics--2010 update: a report from the American Heart Association. Circulation 2010; 121(7):e46-e215. Zimerman L, Fenelon G, Martinelli Filho M, Grupi C, Atié J, Lorga Filho A. Diretrizes brasileiras de fibrilação atrial. Arq Bras Cardiol 2009; 92(6 Suppl. 1):1-39. Fuenmayor A, Fuenmayor A. Tratamiento no farmacológico de la fibrilación auricular. Avances Cardiológicos 2009;29:286-95. Cox JL, Canavan TE, Schuessler RB, Cain ME, Lindsay BD, Stone C, et al. The surgical treatment of atrial fibrillation. II. Intraoperative electrophysiologic mapping and description of the electrophysiologic basis of atrial flutter and atrial fibrillation. J Thorac Cardiovasc Surg 1991; 101(3):406-26. Kirchhof C, Chorro F, Scheffer GJ, Brugada J, Konings K, Zetelaki Z, et al. Regional entrainment of atrial fibrillation studied by high-resolution mapping in open-chest dogs. Circulation 1993; 88(2):736-49. Konings KT, Kirchhof CJ, Smeets JR, Wellens HJ, Penn OC, Allessie MA. High-density mapping of electrically induced atrial fibrillation in humans. Circulation 1994; 89(4):1665-80. Elvan A, Wylie K, Zipes DP. Pacing-induced chronic atrial fibrillation impairs sinus node function in dogs. Electrophysiological remodeling. Circulation 1996; 94(11):2953-60. Tieleman RG, De Langen C, Van Gelder IC, de Kam PJ, Grandjean J, Bel KJ, et al. Verapamil reduces tachycardia-induced electrical remodeling of the atria. Circulation 1997; 95(7):1945-53. Virag N, Jacquemet V, Henriquez CS, Zozor S, Blanc O, Vesin JM, et al. Study of atrial arrhythmias in a computer model based on magnetic resonance images of human atria. Chaos 2002; 12(3):754-763. Jacquemet V, Virag N, Ihara Z, Dang L, Blanc O, Zozor S, et al. Study of unipolar electrogram morphology in a computer model of atrial fibrillation. J Cardiovasc Electrophysiol 2003; 14(Suppl. 10):S172-9. Ruiz-Villa C, Tobón C, Heidenreich E, Hornero F. Propagación de potencial de acción en un modelo 3D realista de Aurícula Humana. In: Congreso Anual de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica; 2006. Pamplona. Ruiz-Villa C, Tobón C, Rodriguez FJ, Heidenreich E. Efecto de la dilatación auricular sobre la vulnerabilidad a reentradas. In: Congreso Anual de la Sociedad española de Ingeniería Biomédica; 2008. Valladolid. Wang K, Ho SY, Gibson DG, Anderson RH. Architecture of atrial musculature in humans. Br Heart J 1995; 73(6):559-65. Cohen GI, White M, Sochowski RA, Klein AL, Bridge PD, Stewart WJ, et al. Reference values for normal adult transesophageal echocardiographic measurements. J Am Soc Echocardiogr 1995; 8(3):221-30. Feld GK, Mollerus M, Birgersdotter-Green U, Fujimura O, Bahnson TD, Boyce K, et al. Conduction velocity in the tricuspid valve-inferior vena cava isthmus is slower in patients with type I atrial flutter compared to those without a history of atrial flutter. J Cardiovasc Electrophysiol 1997; 8(12):1338-48. Hansson A, Holm M, Blomstrom P, Johansson R, Luhrs C, Brandt J, et al. Right atrial free wall conduction velocity and degree of anisotropy in patients with stable sinus rhythm studied during open heart surgery. Eur Heart J 1998; 19(2):293-300. Ho SY, Sanchez-Quintana D, Anderson RH. Can anatomy define electric pathways? In: International Workshop on Computer Simulation and Experimental Assessment of Electrical Cardiac Function; 1998. Lausanne, Switzerland. Allessie M, Ausma J, Schotten U. Electrical, contractile and structural remodeling during atrial fibrillation. Cardiovasc Res 2002; 54(2):230-46. Nygren A, Fiset C, Firek L, Clark JW, Lindblad DS, Clark RB, et al. Mathematical model of an adult human atrial cell: the role of K+ currents in repolarization. Circ Res 1998; 82(1):63-81. Bosch RF, Zeng X, Grammer JB, Popovic K, Mewis C, Kuhlkamp V. Ionic mechanisms of electrical remodeling in human atrial fibrillation. Cardiovasc Res 1999; 44(1):121-31. Workman AJ, Kane KA, Rankin AC. The contribution of ionic currents to changes in refractoriness of human atrial myocytes associated with chronic atrial fibrillation. Cardiovasc Res 2001; 52(2):226-35. Takeuchi S, Akita T, Takagishi Y, Watanabe E, Sasano C, Honjo H, et al. Disorganization of gap junction distribution in dilated atria of patients with chronic atrial fibrillation. Circ J 2006; 70(5):575-82. Jongsma HJ, Wilders R. Gap junctions in cardiovascular disease. Circ Res 2000; 86(12):1193-7. Kostin S, Rieger M, Dammer S, Hein S, Richter M, Klovekorn WP, et al. Gap junction remodeling and altered connexin 43 expression in the failing human heart. Mol Cell Biochem 2003; 242(1-2):135-44. Spach MS, Heidlage JF, Dolber PC, Barr RC. Electrophysiological effects of remodeling cardiac gap junctions and cell size: experimental and model studies of normal cardiac growth. Circ Res 2000; 86(3):302-11. Boyett MR, Honjo H, Kodama I. The sinoatrial node, a heterogeneous pacemaker structure. Cardiovasc Res 2000; 47(4):658-87. Wilders R. Computer modelling of the sinoatrial node. Med Biol Eng Comput 2007; 45(2):189-207. Seemann G, Bustamante PC, Ponto S, Wilhelms M, Scholz EP, Do, et al. Atrial fibrillation-based electrical remodeling in a computer model of the human atrium. In: Computing in Cardiology, 2010; 2010 26-29 Sept. 2010; 2010. p. 417-420. Kharche S, Zhang H. Simulating the effects of atrial fibrillation induced electrical remodeling: A comprehensive simulation study. In: Engineering in Medicine and Biology Society, 2008. EMBS 2008. 30th Annual International Conference of the IEEE; 2008. p. 593-5. Núm. 2 , Año 2011 : Julio - Diciembre https://revistasojs.ucaldas.edu.co/index.php/biosalud/article/download/4739/4325
dc.rights.none.fl_str_mv	Revista Biosalud - 2011 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
rights_invalid_str_mv	Revista Biosalud - 2011 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv	openAccess
dc.format.none.fl_str_mv	application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv	Universidad de Caldas
publisher.none.fl_str_mv	Universidad de Caldas
dc.source.none.fl_str_mv	https://revistasojs.ucaldas.edu.co/index.php/biosalud/article/view/4739
institution	Universidad de Caldas
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_	1855532560061300736
spelling	Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humanaStructural remodeling and of gap junctions in a 3D model of human atrialfibrilación auriculargap junctionsmodelo 3Dpotencial de acciónreentradaremodelado eléctricoAtrial fibrillationgap junctions3D modelaction potentialreentryelectrical remodelingIntroducción: la fibrilación auricular (AF), es la más común de la arritmia cardiaca sostenida y un factor de riesgo para el accidente cerebro vascular y otras morbilidades, si no es tratada. Estudios epidemiológicos muestran que la AF tiende a perpetuarse con el tiempo, generando cambios electrofisiológicos y anatómicos denominados: remodelados auriculares. Se ha demostrado que estos cambios provocan variaciones de la velocidad de conducción (CV), en el tejido auricular. Objetivo: estudiar el efecto del remodelado de gap junctions en la propagación del potencial de acción, implementando un modelo 3D de aurícula humana altamente realista. Materiales y Métodos: se incorporaron los cambios generados por el remodelado eléctrico a un modelo de potencial de acción (AP) de miocito auricular, acoplado con un modelo tridimensional anatómicamente realista de aurícula humana dilatada. Mediante simulaciones de la propagación del AP en condiciones de remodelado eléctrico y anatómico, y de remodelado de gap junctions, se midieron las ventanas vulnerables de generación de reentradas en la base de las venas pulmonares izquierdas de la aurícula. Resultados: los resultados obtenidos indican que la ventana vulnerable en el remodelado de gap junctions, se desplazó 38 ms con relación al modelo dilatado, lo que nos muestra el impacto de la dilatación con remodelado de gap junction. Conclusiones:&nbsp;el remodelado eléctrico generó una disminución del 70 % en la duración del potencial de acción y una disminución de las velocidades de conducción entre un 14.6 y un 26 %, que fueron medidas en diferentes regiones de la aurícula dilatada. El foco disparado en la base de las venas pulmonares izquierdas, generó un frente de onda que mantiene una actividad reentrante debido a la anatomía subyacente de las venas pulmonares.Introduction: Atrial fibrillation (AF) is the most common sustained cardiac arrhythmia and a significant risk factor for cerebrovascular accident and other morbidities if left untreated. Epidemiological studies show that AF tends to persist over time, creating electrophysiological and anatomical changes called atrial remodeling. It has been shown that these changes result in variations in conduction velocity (CV) in the atrial tissue. Objective: to study the effect of remodeling of gap junctions in the propagation of the action potential by implementing a highly realistic 3D human atrial model. Materials and methods: the changes caused by electrical remodeling were incorporated in an atrial myocyte action potential (AP) model coupled with an anatomically realistic three-dimensional model of dilated human atria. Through simulations of the AP spread in variations of anatomical and electrical remodeling and of gap junctions remodeling, vulnerable windows of reentry generation were measured at the base of the atrium left pulmonary veins. Results: the results obtained indicate that vulnerable window in the gap junctions remodeling moved 38 ms in relation with the expanded model which shows the impact of the dilatation gap junction remodeling. Conclusions:&nbsp;the electrical remodeling produced 70% decrease in action potential duration and decreased conduction velocities between 14.6 and 26 %, which were measured in different regions of the dilated atrium. The focus shot at the base of the left pulmonary veins created a wave which maintains a reentering activity due to the underlying anatomy of the pulmonary veins.Universidad de Caldas2022-03-17T00:36:52Z2025-10-08T21:16:24Z2022-03-17T00:36:52Z2025-10-08T21:16:24Z2022-03-17Artículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articleJournal articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85application/pdf1657-9550https://repositorio.ucaldas.edu.co/handle/ucaldas/237102462-960Xhttps://revistasojs.ucaldas.edu.co/index.php/biosalud/article/view/4739https://revistasojs.ucaldas.edu.co/index.php/biosalud/article/view/4739spa5624810BiosaludCoyne KS, Paramore C, Grandy S, Mercader M, Reynolds M, Zimetbaum P. Assessing the direct costs of treating nonvalvular atrial fibrillation in the United States. Value Health 2006; 9(5):348-56.Lloyd-Jones D, Adams RJ, Brown TM, Carnethon M, Dai S, De Simone G, et al. Heart disease and stroke statistics--2010 update: a report from the American Heart Association. Circulation 2010; 121(7):e46-e215.Zimerman L, Fenelon G, Martinelli Filho M, Grupi C, Atié J, Lorga Filho A. Diretrizes brasileiras de fibrilação atrial. Arq Bras Cardiol 2009; 92(6 Suppl. 1):1-39.Fuenmayor A, Fuenmayor A. Tratamiento no farmacológico de la fibrilación auricular. Avances Cardiológicos 2009;29:286-95.Cox JL, Canavan TE, Schuessler RB, Cain ME, Lindsay BD, Stone C, et al. The surgical treatment of atrial fibrillation. II. Intraoperative electrophysiologic mapping and description of the electrophysiologic basis of atrial flutter and atrial fibrillation. J Thorac Cardiovasc Surg 1991; 101(3):406-26.Kirchhof C, Chorro F, Scheffer GJ, Brugada J, Konings K, Zetelaki Z, et al. Regional entrainment of atrial fibrillation studied by high-resolution mapping in open-chest dogs. Circulation 1993; 88(2):736-49.Konings KT, Kirchhof CJ, Smeets JR, Wellens HJ, Penn OC, Allessie MA. High-density mapping of electrically induced atrial fibrillation in humans. Circulation 1994; 89(4):1665-80.Elvan A, Wylie K, Zipes DP. Pacing-induced chronic atrial fibrillation impairs sinus node function in dogs. Electrophysiological remodeling. Circulation 1996; 94(11):2953-60.Tieleman RG, De Langen C, Van Gelder IC, de Kam PJ, Grandjean J, Bel KJ, et al. Verapamil reduces tachycardia-induced electrical remodeling of the atria. Circulation 1997; 95(7):1945-53.Virag N, Jacquemet V, Henriquez CS, Zozor S, Blanc O, Vesin JM, et al. Study of atrial arrhythmias in a computer model based on magnetic resonance images of human atria. Chaos 2002; 12(3):754-763.Jacquemet V, Virag N, Ihara Z, Dang L, Blanc O, Zozor S, et al. Study of unipolar electrogram morphology in a computer model of atrial fibrillation. J Cardiovasc Electrophysiol 2003; 14(Suppl. 10):S172-9.Ruiz-Villa C, Tobón C, Heidenreich E, Hornero F. Propagación de potencial de acción en un modelo 3D realista de Aurícula Humana. In: Congreso Anual de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica; 2006. Pamplona.Ruiz-Villa C, Tobón C, Rodriguez FJ, Heidenreich E. Efecto de la dilatación auricular sobre la vulnerabilidad a reentradas. In: Congreso Anual de la Sociedad española de Ingeniería Biomédica; 2008. Valladolid.Wang K, Ho SY, Gibson DG, Anderson RH. Architecture of atrial musculature in humans. Br Heart J 1995; 73(6):559-65.Cohen GI, White M, Sochowski RA, Klein AL, Bridge PD, Stewart WJ, et al. Reference values for normal adult transesophageal echocardiographic measurements. J Am Soc Echocardiogr 1995; 8(3):221-30.Feld GK, Mollerus M, Birgersdotter-Green U, Fujimura O, Bahnson TD, Boyce K, et al. Conduction velocity in the tricuspid valve-inferior vena cava isthmus is slower in patients with type I atrial flutter compared to those without a history of atrial flutter. J Cardiovasc Electrophysiol 1997; 8(12):1338-48.Hansson A, Holm M, Blomstrom P, Johansson R, Luhrs C, Brandt J, et al. Right atrial free wall conduction velocity and degree of anisotropy in patients with stable sinus rhythm studied during open heart surgery. Eur Heart J 1998; 19(2):293-300.Ho SY, Sanchez-Quintana D, Anderson RH. Can anatomy define electric pathways? In: International Workshop on Computer Simulation and Experimental Assessment of Electrical Cardiac Function; 1998. Lausanne, Switzerland.Allessie M, Ausma J, Schotten U. Electrical, contractile and structural remodeling during atrial fibrillation. Cardiovasc Res 2002; 54(2):230-46.Nygren A, Fiset C, Firek L, Clark JW, Lindblad DS, Clark RB, et al. Mathematical model of an adult human atrial cell: the role of K+ currents in repolarization. Circ Res 1998; 82(1):63-81.Bosch RF, Zeng X, Grammer JB, Popovic K, Mewis C, Kuhlkamp V. Ionic mechanisms of electrical remodeling in human atrial fibrillation. Cardiovasc Res 1999; 44(1):121-31.Workman AJ, Kane KA, Rankin AC. The contribution of ionic currents to changes in refractoriness of human atrial myocytes associated with chronic atrial fibrillation. Cardiovasc Res 2001; 52(2):226-35.Takeuchi S, Akita T, Takagishi Y, Watanabe E, Sasano C, Honjo H, et al. Disorganization of gap junction distribution in dilated atria of patients with chronic atrial fibrillation. Circ J 2006; 70(5):575-82.Jongsma HJ, Wilders R. Gap junctions in cardiovascular disease. Circ Res 2000; 86(12):1193-7.Kostin S, Rieger M, Dammer S, Hein S, Richter M, Klovekorn WP, et al. Gap junction remodeling and altered connexin 43 expression in the failing human heart. Mol Cell Biochem 2003; 242(1-2):135-44.Spach MS, Heidlage JF, Dolber PC, Barr RC. Electrophysiological effects of remodeling cardiac gap junctions and cell size: experimental and model studies of normal cardiac growth. Circ Res 2000; 86(3):302-11.Boyett MR, Honjo H, Kodama I. The sinoatrial node, a heterogeneous pacemaker structure. Cardiovasc Res 2000; 47(4):658-87.Wilders R. Computer modelling of the sinoatrial node. Med Biol Eng Comput 2007; 45(2):189-207.Seemann G, Bustamante PC, Ponto S, Wilhelms M, Scholz EP, Do, et al. Atrial fibrillation-based electrical remodeling in a computer model of the human atrium. In: Computing in Cardiology, 2010; 2010 26-29 Sept. 2010; 2010. p. 417-420.Kharche S, Zhang H. Simulating the effects of atrial fibrillation induced electrical remodeling: A comprehensive simulation study. In: Engineering in Medicine and Biology Society, 2008. EMBS 2008. 30th Annual International Conference of the IEEE; 2008. p. 593-5.Núm. 2 , Año 2011 : Julio - Diciembrehttps://revistasojs.ucaldas.edu.co/index.php/biosalud/article/download/4739/4325Revista Biosalud - 2011https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Ruiz Villa, Carlos A.Castaño Vélez, Andrés P.Heidenreich, Elvio A.oai:repositorio.ucaldas.edu.co:ucaldas/237102025-10-08T21:16:24Z

Remodelado estructural y de gap junctions en un modelo 3D de aurícula humana

Publicaciones similares