活動クロスブリッジが心筋トロポニンのCa親和性を調節している分子機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10470010
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 栗原 敏 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90057026)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福田 紀男 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助手 (30301534)
• Keywords: 心筋 / トロポニン / Ca^<2+> / 筋長 / クロスブリッジ / Ca親和性

Research Abstract

心筋収縮の筋長依存性のメカニズムを調べるために、生筋とスキンド標本を用いて実験を行った。フェレットの右室から乳頭筋を摘出し、エクオリンを表層細胞内に注入してCa信号と張力を同時記録した。Lmaxから88%Lmaxに筋長を急速に短縮させると、Ca信号にハンプが出現した(Extra-Ca)。Extra-Caは張力変化によりトロポニンCのCa親和性が変化し、トロポニンCから解離したCaを反映していることが示唆されている。このExtra-Caの大きさは張力変化分に比例して増加した。クロスブリッジの形成を促進するEMD存在下ではExtra-Caが減少し、Extra-Caの張力依存性が低下した。EMD存在下にBDMを添加すると、Extra-Caに対するEMDの効果が減弱した。初期長を短縮させると、BMDと同様にExtra-Caに対するEMDの効果が減弱した。これらの結果は、心筋収縮の筋長依存性にはクロスブリッジの形成が直接関与していることを示唆している。クロスブリッジの形成はCaと相乗的にthin filamentを活性化させる。そこで、アクトミオシン・ADP複合体の形成を促進するMgADPをスキンド標本に作用させて、pCa-張力関係に対する筋長依存性がMgADPによりどのような修飾を受けるのかを検討した。スキンド標本のpCa-張力関係は筋の伸張により左方移動した(Ca感受性増加)。この筋の伸張によるpCa-張力関係の移動度はMgADPの添加により抑制された。MgADPは最大張力を増加させこの効果は筋長が長いと少なかった。また、高分子デキストランを作用させると筋を伸張した時と同様の効果が見られた。これらの結果は、格子間隔の変化によるアクチンに結合するミオシンの数が、心筋収縮の張力依存性に重要であることを示唆している。

Research Products

• [Publications] Kurihara,S.: "Hybrid logistic chaeacterization of ise metric twitch force curve of isolated ferret right ventricular papillary muscle"Japanese Journal of Physiology. 49. 145-158 (1999)
• [Publications] Fukuda,N.: "Effects of PM on spontaneous tension oscillation in skinned bovine cardiac muscle"Pfliigers Arch-European Journal of Physiology. 438. 125-132 (1999)
• [Publications] Kurihara,S.: "Alterations in contractile properties and Ca^<2+> handling in streptozotocin-induced diabetic rat myacardium"American Journal of Physiology. 277. M2185-M2194 (1999)
• [Publications] Fukuda,N.: "Effects of MgADP on length dependence of tension generation in skinned rat cardiac muscle"Circulation Research. 86. 1-6 (2000)