呼吸中枢ニューロンのリズム形成機序と神経伝達物質に関する薬理学的研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05680672
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 武田 龍司 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (80020791)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 櫨 彰 富山医科薬科大学, 医学部, 助手 (50228433) ; 百瀬 弥寿徳 富山医科薬科大学, 医学部, 助教授 (50020813)
• Keywords: 呼吸中枢 / 呼吸リズム / 吸息オフスイッチ / GABA-A受容体 / AMPA受容体

Research Abstract

これまでの研究により、呼吸中枢における呼吸リズム形成過程の鍵となる吸息から呼息への切り替え(吸息オフ・スイッチ;IOS)のプロセスに、NMDA-受容体およびGABA-B受容体が関与していることが明らかになってきた。本年度は、呼吸中枢神経回路においてIOSに関連する二つのタイプのニューロン、すなわち吸息性ニューロンと漸減型呼息性ニューロン、の細胞内電位を記録しつつ迷走神経および上喉頭神経求心線維の電気刺激によりIOSを誘発し、両タイプの呼吸性ニューロンに誘発される興奮性および抑制性シナプス後電位(EPSP,IPSP)に関する電気生理学的および薬理学的研究を行った。呼吸中枢の総合出力である横隔神経の呼吸性活動を指標にして検討したところ、IOSの誘発閾値が吸息位相の初期・中期・後期で異なっており、またIOSには可逆的なプロセスと非可逆的なプロセスのあることが明らかとなった。吸息性ニューロンにおいては、可逆性IOSに対応して長潜時のIPSP(集合性IPSP_s)が記録され、非可逆性IOSに対応して長潜時のIPSP波に続いて呼息第1相に相当する深い過分極電位(post-inspiratory hyperpolarization)が記録された。一方、呼息性ニューロンにおいては、可逆性および非可逆性IOSに対応して長潜時EPSP波および呼息第1相性脱分極(post-inspiratory depolarization)が記録された。さらに、呼息性ニューロンに誘発されるIPSP_sにはGABA-A受容体が関与しており、呼息性ニューロンのEPSP_sにはAMPA受容体が関与している可能性の高いことが示唆された。次年度は、IOSに関連する誘発性シナプス後電位の伝達経路および関与する伝達物質についてさらに研究を進める予定である。

Research Products

• [Publications] 武田龍司: "Cellular effects of ethanol in the central respiratory neuronal network" Japan.J.Pharamology. 64Suppl. 76 (1994)
• [Publications] 櫨彰: "GABA-A receptor-mediated inhibition of the respiratory neuronal activities elicited by stimulation of the vagus nerve" Japan.J.Pharamcology. 64Suppl. 202 (1994)
• [Publications] 櫨彰: "Effects of acetylcholine on membrane potentials in bulbar respiratory neurons of the cat" Japan.J.Physiology. 44Suppl. S108 (1994)
• [Publications] 増田明: "Effects of sevoflurane on respiratory activites in the phrenic nerve of decerebrate cats" Acta Anaesth.Scand.(in press). (1995)