Iskeemisen sydänsairauden aiheuttajat, vaikutukset ja simulaatiot

Abstract

Tässä tutkielmassa on kerätty tietoa iskemisestä sydänsairaudesta. Tutkielmassa käsitellään hapenpuutteen ja ravinteiden puutteen vaikutusta sydämeen sekä kyseisen tilan aiheuttajia. Tässä käsitellään iskemian vuoksi sydänsoluissa tapahtuvia muutoksia ja kudostason muutoksia. Iskemia aiheuttaa myös muutosta sydämen sähköiseen toimintaan ja mekaaniseen toimintaan. Lopuksi tutkielmassa on kerätty muutamia mallintamis- ja simuloimismenetelmiä ja tuloksia. Aiheuttajiin kuten sepelvaltimotautiin ja sydäninfarktiin perehdytään hieman. Ne aiheuttavat sydämessä happivajetta. Tämä aiheuttaa iskemisen sydänsairauden, jonka oireena voi olla rintakipua. Toisaalta kaikki eivät kaikki aluksi huomaa oireita. Sydänsoluille tapahtuu muutosta iskemiassa. Soluja ohjautuu apoptoosiin, koska tuumorinekroositekijä alfaa tuotetaan sydänsoluissa iskemian seurauksena. Soluja kuolee iskemiassa myös nekroottisesti. Nekroosia voi aiheuttaa ionien konsentraatioiden muutos. Iskemiassa kalsiumia kertyy soluun ja tämän vuoksi voi aiheutua nekroosia. Sydänsolujen kuoleminen ja korjaantuminen arpikudoksella vaikuttavat sydämeen elimenä. Sydämen seinämät voivat ohentua tai kammiot voivat laajentua. Veren kulun estyminen ja sen palautuminen voivat myös aiheuttaa sydämen jumittumisen supistumisvaiheeseen. Sydämen sähköiselle toiminnalle tulee muutoksia. Ne voidaan huomata elektrokardiogrammilla. Elektrokardiogrammissa voidaan huomata ST-segmentin ja T-aallon muutoksia. ST-segmentin nousua käsitellään tarkemmin. T-aallossa olevaa muutosta pystytään havainnollistamaan T-aallon pinta-alakäyrällä. Sen avulla pystytään paremmin arvioimaan, onko kyseessä iskemiaa vai ei. Mekaaniselle toiminnalle tulee muutoksia iskemiassa. Sydämen minuuttivolyymi pienenee kuten myös iskutilavuus. Tutkielmassa käsitellään sitä, miten ne ovat muuttuneet hiirillä. Hiirillä iskemian aiheuttamaa muutosta käsitellään myös rasituksessa. Iskemiassa on huomattavissa iskutilavuuden ja sydämen minuuttivolyymin laskua myös rasituksessa, kun verrataan tilaan ennen iskemiaa. Työssä on perehdytty lyhyesti useampaan tapaan simuloida ja mallintaa iskemiaa. Solutasolla pystytään mallintamaan iskemian aiheuttamaa muutosta aktiopotentiaalin kestoon. Iskemiasta on tehty elektrokardiogrammi simulointia ja magnetokardiogrammi simulointia. Sähköisen toiminnan mallinnuksessa on käsitelty myös kardiodynamiikkakäyrää, jonka avulla pystytään elektrokardiogrammista näkemään pieniä muutoksia.