延髄孤束核の脳・脊髄代謝への役割

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07670072
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 前田 正信 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助教授 (80181593)
• Keywords: 孤束核 / 脳代謝 / 脊髄代謝 / 乳酸 / 酵素電極法 / バイオセンサー / 化学刺激 / ラット

Research Abstract

延髄孤束核の神経細胞は脳及び髄液血管収縮機能を持っているが、それが1次的な神経性調節であるのか局所の代謝を介した2次的な変化なのか不明であった。そこで、新しく開発された酵素電極法によるバイオセンサーを用い、代謝の指標としての乳酸値の変化を孤束核化学刺激中に脊髄内でリアルタイムに観察した。1)in vitroで、lactateの濃度(X)と導出されるcurrentの変化分(Y)より回帰直線を作ると、Y=0.004+0.013Xの直線で、lactateの濃度と導出されるcurrentの変化分はP<0.01で有意に相関する。1μMの単位のlactateの濃度の測定が可能だと判明した。2)人工呼吸を止め無呼吸にすると、導出されるcurrentは14+2sより上昇し、最終的に1.457+0.308nA(112+24μMのlactateの濃度)へと上昇した。in vivoでバイオセンター電極がlactateの濃度に反応していることが明らかとなった。3)孤束核化学刺激による血圧低下が脊髄循環の自動調節の下限(60mmHg)の範囲内に保たれていた時(group1)、孤束核化学刺激中の脊髄内lactate濃度は有意な変化を示さなかった(n=21)。血圧低下が自動調節の下限以下に低下した時(group2)、孤束核化学刺激中の脊髄内lactate濃度は有意に(P<0.01)上昇した(3+3μM,n=18)。4)脱血により人為的に低血圧をもたらし、血圧低下が脊髄循環の自動調節の下限の範囲以内に保つように行なった時(group3)、脊髄内lactate濃度は有意な変化を示さなかった(n=3)。血圧低下が脊髄循環の自動調節の下限以下に低下するように行なった時、脊髄内lactate濃度は有意に(P<0.01)上昇した(14+3μM,n=11)。5)刺激部位の組織学的確認を行なった。以上より、酵素電極法によるバイオセンサーはlactate濃度の急速な変化を十分とらえ、孤束核化学刺激による脊髄血流の低下(自動調節の下限の範囲以内で実験されていた)は代謝の変化によるものではない事が示唆された。

Research Products

• [Publications] Maeka, M.: "Chemical stimulation of the nucleus tractus solitarii decreases spinal cord blood flow in anesthetized rats" Neuroscience Letters. 185. 111-114 (1995)
• [Publications] Takachi, T.: "Sympathetic reinnervation of unilaterally denervated rat lung" Acta Physiologica Scandinavica. 154. 43-50 (1995)
• [Publications] 前田正信: "酵素電極法によるバイオセンサーによる中枢神経内代謝産物の測定" 北九州医工学術者協会誌. 6. 33-36 (1995)
• [Publications] 前田正信: "脊髄の循環調節" 日獨医報. 40. 70-81 (1995)
• [Publications] 林田嘉朗: "自律神経系による循環調節とストレス反応" Japanese Circulation Journal. 58 Suppl. IV. 1131-1133 (1995)
• [Publications] 中井正継: "大脳皮質循環を拡張性に調節する中枢神経領域" 循環器病研究の進歩(通巻31号). 16. 95-113 (1995)
• [Publications] Ikegami, Y.: "Spinal cord lactate concentration during chemical stimulation of the nucleus tractus solitarii in anesthetized rats" Neuroscience Research. (in press). (1996)
• [Publications] Nakai, M.: "Vasodilatation and enhanced oxidative metabolism of the cerebral cortex provoked by the periaqued uctal gray matter in anaesthetized rats" Neuroscience. (in press). (1996)
• [Publications] Inoue, M.: "Blood pressure variability at annual periodic health examination for employees and cardiovascular risk factors" Occupational Medicine. (in press). (1996)
• [Publications] 下野昌幸: "てんかん患者の事象関連電位P300の解析" Neurosciences. 21(Suppl2). 33-36 (1995)
• [Publications] Maeda, M.: "Baroreceptor pathway in the brainstem and brain blood flow regulation. In Central nervous system and blood pressure control 1994." In Niwa, M., Imaizumi, T. (Editors) Takahashi, H. (Executive Editor) Yubunsha Publishing, Tokyo, 223(209-223) (1995)
• [Publications] 前田正信: "延髄心臓血管中枢の脳循環調節についてIn局所脳血流(第4巻)" 菊池晴彦(監修)小林祥泰、松田昌之(編集) 日本シェーリング株式会社,大阪, 343(123-152) (1995)