非脱分極性筋弛緩薬による中枢性呼吸調節機構への抑制作用

Research Project

Project/Area Number	14657396
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Anesthesiology/Resuscitation studies
Research Institution	Keio University
Principal Investigator	武田純三慶應義塾大学, 医学部, 教授 (30101968)
Project Period (FY)	2002 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000) Fiscal Year 2004: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000) Fiscal Year 2003: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000) Fiscal Year 2002: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords	新生ラット摘出脳幹脊髄標本 / 非脱分極性筋弛緩薬 / 中枢性呼吸調節機構 / 呼吸性ニューロン / 筋弛緩薬 / 新生ラット / 呼吸ニューロン / 摘出脳幹脊髄標本 / 延髄腹側部 / ニコチン性アセチルコリン受容体 / 呼吸中枢 / 二酸化炭素換気応答
Research Abstract	本研究は、新生ラット摘出脳幹脊髄標本を用いて、非脱分極性筋弛緩薬の中枢性呼吸調節機構への抑制作用を証明し、その機序を呼吸ニューロンネットワークレベルで解析したものである。深エーテル麻酔下で、新生ラット(0-4日齢)より延髄脊髄標本を摘出し、酸素化人工脳脊髄液で灌流した。ガラス吸引電極を用いて第4頸髄神経根より呼吸回数および呼吸出力を記録を行った。プロトコール1では、非脱分極性筋弛緩薬のクラーレおよびベクロニウム(1、10、100μM)の呼吸数、呼吸出力への作用を検討した所、両非脱分極性筋弛緩薬は、濃度依存性に呼吸数を抑制した。クラーレは濃度依存性に呼吸出力を抑制したが、ベクロニウムの呼吸出力への作用は濃度依存性ではなかった。プロトコール2では、非脱分極性筋弛緩薬のクラーレおよびベクロニウムの呼吸性ニューロン(前吸息性、吸息性、呼息性ニューロン)への作用を検討した。標本を酸素化人工脳脊髄液で灌流後、クラーレおよびベクロニウムを溶解させた酸素化人工脳脊髄液で灌流し、再度洗い出しを行った。両筋弛緩薬により吸息性ニューロンの脱分極回数は、呼吸数と同期して減少した。一方、前吸息性呼吸ニューロンの脱分極回数は変化しなかった。つまり、第4頸神経のバースト回数と前吸息性ニューロンの脱分極回数には乖離が生じた。しかし、この両者の乖離時にも第4頸神経のバーストは必ず前吸息性ニューロンの脱分極相にあった。よって、筋弛緩薬の呼吸抑制作用の機序のひとつとして前吸息性ニューロンから吸息性ニューロンへの興奮性伝達の遮断が考えられる。また、筋弛緩薬により前吸息性ニューロンの膜電位が過分極し、膜抵抗が増加した。一方、吸息性ニューロンの膜電位、膜抵抗が変化しないことより、筋弛緩薬による呼吸抑制作用のもうひとつの機序として、筋弛緩薬による前吸息性呼吸ニューロンへの直接抑制作用が考えられる。本研究より、非脱分極性筋弛緩薬は濃度依存性に中枢性呼吸調節機構を抑制し、呼吸回数を減少させることが明らかになった。また、この筋弛緩薬の作用は、前吸息性呼吸ニューロンへの直接抑制作用と前吸息性ニューロンから吸息性ニューロンへの興奮伝達抑制作用によることが判明した。