ArticleRate-Dependent Role of IKur in Human Atrial Repolarization and Atrial Fibrillation Maintenance

The atrial-specific ultrarapido rettificatore ritardato K+ current (IKur) si inattiva lentamente ma completamente a tensioni depolarizzate. Le conseguenze per IKur tasso-dipendenza non sono stati analizzati in dettaglio e attualmente disponibili modelli matematici action-potential (AP) non tengono conto delle dinamiche di inattivazione IKur sperimentalmente osservati. Qui, abbiamo sviluppato una formulazione aggiornata di inattivazione IKur che riproduce accuratamente tempo, tensione e frequenza-dipendente inattivazione. Abbiamo poi modificato il modello di AP del cardiomiocita atriale umano Courtemanche per incorporare proprietà realistiche di inattivazione IKur. Nonostante le dinamiche di inattivazione marcatamente diverse, non vi era alcuna differenza nei parametri AP attraverso una vasta gamma di frequenze di stimolazione tra i modelli originali e aggiornati. Utilizzando il modello aggiornato, abbiamo dimostrato che, in condizioni fisiologiche di stimolazione, IKur non si inattiva in modo significativo anche ad alte frequenze atriali perché il potenziale transmembrana passa poco tempo a tensioni associate con l’inattivazione. Così, la dinamica del canale è determinata principalmente dalla cinetica di attivazione. La grandezza di IKur diminuisce a tassi più elevati a causa dei cambiamenti AP che riducono l’attivazione IKur. Tuttavia, il contributo relativo di IKur alla ripolarizzazione AP aumenta a frequenze più elevate a causa della ridotta attivazione del rapido ritardato rettificatore corrente IKr. Di conseguenza, il blocco IKur produce la terminazione dose-dipendente della fibrillazione atriale simulata (AF) in assenza di rimodellamento elettrico indotto da AF. L’inclusione del rimodellamento ionico legato alla FA stabilizza la FA simulata e riduce notevolmente l’efficacia antiaritmica prevista del blocco IKur. I nostri risultati spiegano una serie di osservazioni sperimentali, compresi gli effetti positivi tasso-dipendente IKur-blocco recentemente segnalato su APs atriale umano, e fornire intuizioni rilevanti per il valore potenziale di IKur come un target antiaritmico per il trattamento di AF.

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