A novel formulation for the small-conductance calcium-activated potassium current for a computational model of the action potential for the cardiac pacemaker cell

Il nodo senoatriale è considerato il pacemaker fisiologico del cuore. I meccanismi dietro il suo funzionamento sono tutt’ora oggetto di dibattito: i progressi fatti negli ultimi decenni con le tecniche di elettrofisiologia e i modelli computazionali ci permettono di indagare più a fondo la sua dinamica. Tra le correnti nella fase di ripolarizzazione, è particolarmente rilevante la corrente di potassio dei canali SK (ISK), attivata dal transiente di calcio durante il potenziale d’azione. Da recenti evidenze scientifiche è emerso che il contributo della ISK diventa significativo nella stimolazione β-adrenergica che, determinando un aumento dei livelli di calcio intracellulare, attiva maggiormente la corrente e causa un aumento della frequenza cardiaca. L’obiettivo di questa tesi è di proporre una nuova formulazione per la corrente ISK supportata dalle nuove evidenze sperimentali. In una prima fase si è fatto uso di nuovi dati e formulazioni della corrente provenienti dalla letteratura dell’ultimo decennio. La formulazione è stata costruita con un fitting di curve I-V e di attivazione calcio-dipendente ed è stata inserita nei modelli di potenziale d’azione del nodo senoatriale Fabbri-Wilders-Severi e Severi-DiFrancesco, per cellula umana e di coniglio. Per riprodurre nuove evidenze sperimentali sul comportamento di ISK, si è fatto uso di un’analisi di sensitività. Un recente studio su cellule senoatriali di coniglio ha riportato che con l’introduzione dell’Isoproterenolo, farmaco applicato nei test in vitro per mimare la stimolazione β-adrenergica, la ISK causa una diminuzione del cycle length fino al 20%. Per poter riprodurre questo comportamento è quindi necessario introdurre due diversi valori di affinità per il calcio in funzione della condizione di lavoro. La formulazione ricavata in questo lavoro permette di descrivere più accuratamente i meccanismi dl pacemaking cardiaco e contribuirà quindi allo studio della fisiologia e della patologia del nodo del seno.