脳虚血からの中枢神経機能回復における組織・細胞環境とグリアの役割

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07407043
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 藤原 直士 新潟大学, 医学部・附属病院, 講師 (70181419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邉 逸平 新潟大学, 医学部・附属病院, 助手 (00251819) ; 田中 永一郎 久留米大学, 医学部, 講師 (80188284) ; 羽柴 正夫 新潟大学, 医学部・附属病院, 講師 (30108047) ; 佐藤 一範 新潟大学, 医学部・附属病院, 講師 (70126415)
• Keywords: 海馬切片標本 / 細胞内Ca^<2+> / チオペンタール / チアミラール / 光透過性 / 低酸素・無グルコース / 膜脱分極 / 膜電位依存性色素

Research Abstract

1)ラット大脳皮質切片標本に高カリウム(K^+)やN-メチル-アスパルテート(NMDA)を作用させて生じた細胞内Ca^<2+>上昇はチオペンタールやチアミラールによって抑制された。高K^+による細胞内Ca^<2+>上昇に対する両麻酔薬で抑制効果の濃度依存性がほぼ等しいことから、電位依存性Ca^<2+>チャネルに対する抑制効果は両麻酔薬間に差はないと考えられた。一方、NMDAによる細胞内Ca^<2+>上昇に対してはチオペンタールに比較してチアミラールの方が強く抑制し、チアミラールはNMDA受容体をチオペンタールよりも強く抑制することが示唆された。2)ラット脳組織切片を用いた虚血モデル(低酸素・無グルコース負荷)において可視光の透過性を観察し、細胞膨化を推定した。大脳皮質切片では低酸素・無グルコース負荷3-4分後にII-III層、V層に一過性の急速な光透過性増加が観察された後、さらに緩徐な光透過性が増加が観察されたが、再酸素・グルコース投与後は光透過性は回復した。大脳皮質切片の変化に遅れて海馬切片では負荷6-7分後にCAI錐体細胞層に急速な光透過性増加が観察され、再酸素・グルコース投与後も同領域の光透過性は回復しなかった。この光透過性変化は細胞膨化を反映すると考えられることから、低酸素・無グルコース負荷により大脳皮質では海馬よりも速く細胞膨化が進行するものと考えられた。3)スナネズミ前脳虚血モデルにおいて4分間の一過性脳虚血を負荷し、1日後に海馬切片標本を作製して組織形態と機能を検索した。CA1錐体細胞においては明瞭な形態学的変化は認められなかったが、膜電位依存性色素による膜脱分極の画像解析では、錐体細胞層を越える興奮伝播は減弱したことから、神経細胞機能には障害が発生していることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Tanaka E 他4名: "Mechanism underlying the rapid depolarization produced by deprivation of oxygen and glucose in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" Journal of Neurophysiology. 78. 891-902 (1997)
• [Publications] Zhan R-Z 他3名: "Intracellular acidification induced by membrane depolarization in rat hippocampal slices : roles of intracellular Ca^<2+> and glycolysis" Brain Research. (印刷中).
• [Publications] 藤原直士 他3名: "膜電位画像による脳虚血後の神経興奮伝搬の解析" Brain Hypoxia. (印刷中).