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

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10470010
• Research Institution: The 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

生筋とスキンド標本を用いて心筋収縮の筋長依存性分子機構を調べた。フェレットの右室乳頭筋の表層細胞内にエクオリンを注入して、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は張力低下によりトロポニンCのCa親和性が低下し、トロポニンCから解離したCaを反映している。Extra-Caの大きさは張力変化分に比例して増加した。細胞外Ca濃度を増加し、あるいはCaチャネルのアゴニストのBay K 8644を作用させて細胞内Ca濃度を増加させると、筋長変化直前の細胞内Ca濃度で正規化したExtra-Caは減少した。また、細胞外Ca濃度を低下させると正規化Extra-Caは増加した。BDMは細胞外Ca濃度低下と同様の作用を示した。これらの結果は、クロスブリッジ依存性に変化するトロポニンCのCa親和性は細胞内Ca濃度の調節を受けていることを示唆している。細胞内Ca濃度増加は、活動クロスブリッジの数を増やすことによって、トロポニンCのCa親和性を高めるので、トロポニンCからCaが解離しにくくなり、張力変化に伴う正規化Extra-Caが減少するものと考えられる。スキンド標本のpCa-張力関係を異なる筋長で測定して、筋長変化によってもたらされるpCa-張力関係の移動度に対するHイオンと燐酸の効果を調べた。Hイオンや燐酸濃度が高くなると、筋長効果は増大した。また、最大収縮力が低下した。これらの結果は、活動クロスブリッジの形成が心筋収縮の調節に重要であることを示唆している。

Research Products

• [Publications] Fukuda N: "Effects of MgADP on legth dependence of tension generation in skinned rat cardiac muscle"Circulation Research. 86. e1-e6 (2000)
• [Publications] Kurihara S: "Effect of troponin I phosphorylation by protein kinase A on length-dependence of tension activation"Biochemical and Biophysical Research Communications. 272. 104-110 (2000)
• [Publications] Kurihara S: "Logistic time constant of isometric relaxation force curve of ferret ventricular papillary Muscle : reliable index of lusitropism"Japanese Journal Physiology. 50. 479-487 (2000)
• [Publications] 栗原敏: "フェレット心室筋トロポニンCのCa^<2+>親和性の張力依存性変化に対する細胞外Ca^<2+>濃度の影響"心筋の構造と代謝-1999-. 22. 215-217 (2000)
• [Publications] 栗原敏: "急速冷却による心筋小胞体Ca^<2+>放出に対するadenine nucleotidesの影響"心筋の構造と代謝-1999-. 22. 219-222 (2000)
• [Publications] Kurihara S: "The Hypertrophied Heart"Kluwer Academic Publishers. 83-90 (2000)