心室と動脈系の整合における交感神経および迷走神経性の循環調節の役割の検討

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05454281
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 砂川 賢二 国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 部長 (50163043)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉町 勝 国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 室長 (40250261)
• Keywords: 心臓の収縮効率 / 収縮末期エラスタンス / 実効動脈エラスタンス / 圧反射 / 交感神経 / 自律神経 / 伝達関数 / 白色雑音

Research Abstract

心臓は生涯休むこと無く収縮を繰り返し、その間に消費されるエネルギーは莫大な量に達する。健常な個体においては、心臓自身のエネルギー効率はほぼ最大に維持されていることが知られている。現在のところ、どのような機序は明かでない。そこで本研究は自律神経による循環調節に注目し、これらの神経系が心臓の収縮効率にどのような影響を及ぼすか検討する。
初年時は交感神経の心臓の収縮効率に及ぼす作用を検討した。雑種成犬を麻酔し頚動脈洞を単離した。迷走神経は切断した。頚動脈洞にサーボポンプを接続し、圧反射を介しての交感神経の心臓作用を解析した。頚動脈洞をガウス白色雑音で変化させ、大動脈圧、左室圧、大動脈血流を記録した。大動脈血流と心室圧より各心拍毎の収縮末期エラスタンスを算出した。同様に収縮末期圧と一回駆出量の比から各心拍毎の実効動脈エラスタンスを推定した。頚動脈洞圧を入力、収縮末期エラスタンスおよび実効動脈エラスタンスを出力とみなし、入出力間のクロススペクトルおよび各々のパワースペクトルを求める。クロススペクトルおよび入力のパワースペクトルの比より、システムの線形応答を伝達特性を伝達特性で評価した。その結果、線形応答部分のみでも心室のエネルギー効率は亜最大値に保たれることが明らかになった。非線形応答を考慮するとさらに神経制御による心臓の効率は高まるものと思われた。心収縮の効率を維持するためには心室の収縮末期エラスタンス、血管抵抗および心拍数を整合させながら調節する必要があり、交感神経を介した循環調節はこれらの3者を合理的に変化させていることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Imaizumi T.: "Contribution of wall mechanics to the dynamic properties of aortic baroreceptors." Am J Physiol(Heart Circ Physiol). 264. H872-H880 (1993)
• [Publications] Chishaki A: "Differentiation between aberrant ventricular conduction and ventricular ectopy in atrial fibrillation using RR interval scattergram." Circulation. 88. 2307-2314 (1993)
• [Publications] Sunagawa K: "Oprimal coupling of the left ventricle with the arterial system." Basic Res Cardiol. 88. 75-90 (1993)
• [Publications] Yoshida T: "A.Role of carotid sinus baroreflex in attenuating systemic arterial pressure variability studied in anesthetized dogs." Am J Physiol(Heart Circ Physiol). (in press).
• [Publications] Alexander JJr: "Identification of nonlinear subsystem of the carotid sinus baroreflex." Med Biol Eng Comput. (accepted).
• [Publications] Sunagawa K: "Evaluation of dynamic mechanical properties of coronary arterial system using a multi-channel random noise technique In“Recent Advances in Coronary circulation"" edited by Maruyama Y,Springer-Verlag,Tokyo,322 (1993)
• [Publications] Harasawa Y: "Carotid sinus baroreflex control of ventriculo-arterialcoupling.In“Cardiovascular reflex control in health and disease."" by Hainsworth,Saunders, 95-113 (1993)