NADH蛍光・血流分布の同時測定による糖尿病・高血圧時の冠微小循環異常の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680856
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: 仲本 博 川崎医科大学, 医学部, 助手 (10299183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢田 豊隆 川崎医科大学, 医学部, 講師 (00210279) ; 小笠原 康夫 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (10152365) ; 梶谷 文彦 岡山大学, 医学部, 教授 (70029114) ; 松本 健志 川崎医療短期大学, 臨床工学科, 助教授 (30249560) ; 望月 精一 川崎医療短期大学, 臨床工学科, 助教授 (60259596)
• Keywords: 冠微小循環 / 糖尿病 / 高血圧 / NADH / 分子トレーサー / 不均一性 / 虚血

Research Abstract

我々の研究の方法論的特色は次の2点である。i)NADH蛍光可視化によって心筋細胞ミトコンドリアの低酸素状態を直接画像化する。ii)分子血流トレーサーで心筋の血流分布を高分解能で可視化する。このような方法を用いて糖尿病モデルラットの心臓をランゲンドルフ灌流心として、一時的に虚血様状態を作りだし、紫外線照射によってNADHの蛍光の応答を分解精度40ミクロンで観測した。血流は、測定時に分子トレーサーである3H-DMIを心筋に流し、後に心臓をスライスしイメージングプレートに焼き付けて血流を反映する像を分解能100ミクロンで得た。これらの手法を用いたミトコンドリア酸素代謝と心筋灌流血流分布に関する計測はこれまで例がない。冠微小循環にとって最も重要と思われる心筋灌流血流、酸素代謝を取り上げ、これらの同時計測を行なった。また、高血圧ラットについても検討を加えた。
NADHの蛍光解析の基礎的な解析では、心筋の灌流は微小区域においては不均一性が、存在し、虚血時に血流分布が著しく異なることが分かった。これを分子トレーサーで確認するとその単位となる微小区域の大きさが長径約400ミクロン程で一致することも判明したが、ここまでは昨年報告した通りである。その後、高血圧の基礎的データとして、病態モデルを用いて、そのNO産生能について調べたところ、ADMAが高血圧ラットでは、有意に上昇していた。糖尿病ラットにおけるNADHの蛍光強度の解析から、正常酸素分圧から虚血になる時の時定数は、コントロールと比して短縮していたり、虚血から正常酸素分圧に復帰するまでの時定数が、コントロールラットと比して遷延したりしていた。これは、糖尿病では、一過性の虚血であっても、虚血に陥り易い上に復帰し難く、糖尿病の虚血に対する脆弱性を裏付けるものである。また、糖尿病については、これだけでなく虚血再灌流時の血流は、NO産生量と深い関係にあることも判明した。

Research Products

• [Publications] Takeshi Matsumoto: "New double-tracer digital radiography for analysis of spatial and temporal myocardial flow heterogeneity"American Journal of Physiology. 280. H465-H474 (2001)
• [Publications] Fumihiko Kajiya: "Intrarmyocardial influences on blood flow distributions in the myocardial wall"Annals of Biomedical Engineering. 28. 897-902 (2000)
• [Publications] 矢田豊隆: "高血圧肥大心とVascular Remodeling"日本機械学会2000年度年次大会抄録集. 245-246 (2000)
• [Publications] 矢田豊隆: "冠循環の統合的調節機構-高血圧と糖尿病における血管内障害の発症メカニズム-"医用電子と生体工学. 38・Suppl.2. 14 (2000)
• [Publications] 仲本博: "ラットにおける糖尿病冠循環とNO"Japanese Circulation Journal. 64・Suppl.. 647 (2000)
• [Publications] 仲本博: "NADH蛍光法によるミトコンドリア代謝機能分布動態の解析-心筋壁断面への応用-"第23回日本ME学会中国四国支部大会論文集. 36 (2000)