1998 Fiscal Year Annual Research Report
統合生理学的分析法による心臓内カルシウム無駄サイクル数の推定法
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10877006
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
菅 弘之 岡山大学, 医学部, 教授 (90014117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
毛利 聡 岡山大学, 医学部, 助手 (00294413)
實金 健 岡山大学, 医学部, 助手 (10294406)
荒木 淳一 岡山大学, 医学部, 講師 (80271055)
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| Keywords | 期外収縮 / 一過性収縮性増強 / カルシウムハンドリング / 無駄サイクル / 再循環率 |
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| Research Abstract |
期外収縮後の一過性収縮性増強は指数関数的減衰を呈するとされてきたが、我々の実験では一過性交互脈の形で収束することが遥かに多いことを見い出した。この一過性交互脈型減衰の経過を特徴づけるために、期外収縮後x拍目の収縮性をyとし、定数項1を定常状態としたy=a・exp[-(×-1)/T_e]+b・exp[-(×-1)/T_s]・cos[π(x-1)]+1という式でカーブフィッティングを行い非常に高い相関を得た。そしてこの式の2つの項がそれそれ心筋糸田胞内外と筋小胞体でのカルシウムハンドリングに関係するというモデルを考えた。心筋細胞質内を移動するカルシウムのうち、筋小胞体を経由する比率(再循環率)を前出の式の指数関数成兄の時定数からその時定数T_e。用いてexp(-1/T_e)として表し、妥当な数値を求めることができた。これらの概念とEmax、PVAに代表される心臓メカノエナジェティクスの知見を絹み合わせることにより、丸ごと心臓で一心拍あたりに心筋細胞内を移動するカルシウム量を推定することを可能にした。さらに、筋小胞体のカルシウム放出チャネルに漏れを生じさせるマイクロモルオーダーのリアノジン投与による不全心モデルについて検討し、細胞質内でハンドリングされるCa^<2+>のうち、クロスブリッジに関与しない無駄サイクルを求めることができた。実験ではリアノジンを収縮性Emaxが1/2に低下するまで投与しても、カルシウムハンドリングに消費される酸素量の減少は軽度であったが、これは再循環率が低下し経済性の低い形質膜を介した回路の割合が増加したことと、無駄サイクルが1.4と著明に増加したためと者えた。生理的条件下に拍動している心室から興奮収縮連関に関わる細胞内Ca^<2+>動態の推定法を提案し、その方法論の妥当性、有用性について確認してゆく予定である。
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[Publications] Shimizu J, Araki J, Mizuno J, Lee S, Syuu Y, Hosogi S, Mohri S, Mikane T, Takaki M, Taylor TW, Suga H: "A new integrative method to quantify total Ca^<2+> handling and futile Ca^<2+> cycling in failing hearts." Am J Physiol. 275. H2325-H2333 (1998)
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[Publications] Fujii W, Takaki M, Yoshida A, Ishidate H, Ito H, Suga H: "Effects of Intracoronary caffeine on left ventricular mechanoenergetics in Ca^<2+> overload tailing rat Hearts." Jpn J Physiol. 48・5. 373-381 (1998)
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[Publications] Suzuki S, Araki J, Morita T, Mohri S, Mikane T, Yamaguchi H, Sano S, Ohe T, Hirakawa M, Suga H: "Ventricular contractility in atrial fibrillation is predictable by mechanical restitution and potentiation." Am J Physiol. 275. H1513-H1519 (1998)
