1997 Fiscal Year Annual Research Report
心筋スライス機械的無負荷収縮のメカノエナジェティックス
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09670053
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
高木 都 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (00033358)
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| Keywords | 機械的無負荷 / 心筋スライス / 酸素消費 / 2,3ブタンジオンモノオキシム / 筋小胞体 / カルシウムハンドリング / シクロピアゾン酸 / サプシガルギン |
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| Research Abstract |
無負荷収縮時の心筋酸素消費(V02)を評価する新たな実験方法であるラット心筋スライス法をもちいて、V02検出感度および無負荷収縮時のV02とmotilityを測定した。第一に、oximetryチャンバーの最小V02検出値は、0.92μl/分/チャンバー容積であった。第二に、5mM2,3butanedionemonoximeにより無負荷収縮時のV02は低下しないが、motilityは顕著に抑制された。無負荷収縮時にはクロスブリッジサイクリングに要するV02は検出しうるまでには増大しないと結論した。第三に1Hzおよび2HzでのV02を測定し、刺激頻度依存性を確認した。これらのすべての結果から無負荷収縮時のV02は、主として基礎代謝と興奮-収縮連関に要するV02よりなると結論した。
さらに筋小胞体カルシウムポンプの特異的抑制剤であるcyclopiazonic acid(CPA)又はthapsigargin(TG)を用いて興奮-収縮連関に要するエネルギー消費の成分を検討した。CPA5-10μMおよびTG0.1-1μMは基礎代謝のV02には影響しなかったが、興奮-収縮連関に要するV02は40-70%抑制した。その際にmotilityは顕著に抑制された。このことから、(1)筋小胞体のカルシウム量が低下しているため、筋小胞体からのカルシウム放出が低下していること、(2)筋小胞体カルシウムポンプの抑制に対する代償的なNa^+-Ca^<2+> exchangerによるカルシウム流入がこのスライスでは起こりにくいこと、(3)さらに(1)、(2)に伴うsarcolemmal Na^+-K^+ ATPaseなどによるエネルギー消費は決して増大しないことが考えられた。これらのすべての結果から心筋スライスの機械的無負荷収縮時のV02のうち興奮収縮連関に用いられるエネルギー消費は主として筋小胞体Ca^<2+> ATPaseに起因することが示唆された。
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[Publications] Miyako Takaki: "Sarcoplasmic reticulum Ca2+ pump blockade decreases O2 use of unloaded contracting rat heart slices : thapsigargin and cyclopiazonic acid." J.Molecular Cellular Cardiol.30(in press). (1998)
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[Publications] Takeshi Mikane: "Mechanism of constant contractile efficiency under cooling in otropy of my ocardium : simulation." Am J Physiol (Heart Circ Physiol). 273. H2891-H2898 (1997)
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[Publications] Yoshiki Hata: "Ryanodine decreases internal Ca2+ recirculation fraction of the canine heart as studied by postextrasystolic transient alternans." Jpn.J.Physiol.47(6). 521-530 (1997)
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[Publications] Miyako Takaki: "Mechanoenergetics of rat left ventricles in in situ and the excised blood-perfused hearts and of unloaded rat left vetricular slices." Heart and Vessels Suppl.12. 100-102 (1997)
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[Publications] Hideo Tachibana: "New mechanoenergetic evaluation of left ventricular contractility in in situ rat hearts." Am J Physiol 272(Heart Circ Physiol 41). 272. H2671-H2678 (1997)
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[Publications] Taisuke Sakamoto: "Hybrid logistic characterization of isometric twitch force-time curve of intact blood-perfused canine right ventricular papillary muscle." Jpn.J.Physiol.47(3). 283-289 (1997)
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[Publications] Miyako Takaki: "Mechanism of work production and work absorption." Plenum Publishing Corporation (in press), (1998)
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[Publications] Junichi Araki: "Mechanism of work production and work absorption." Plenum Publishing Corporation (in press), (1998)
