急性梗塞心における心筋細胞内カルシウム動態の異常とその不整脈源性に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670737
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 田中 秀央 京都府立医科大学, 医学部, 助手 (60236619)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高松 哲郎 京都府立医科大学, 医学部, 教授 (40154900)
• Keywords: 急性心筋梗塞 / 共焦点レーザ顕微鏡 / 代謝阻害 / 不整脈 / カルシウム波

Research Abstract

急性心筋梗塞の重大な合併症である致死的不整脈は、梗塞境界部心筋の細胞内カルシウム(Ca^<2+>)過負荷の関与がその原因として考えられてきたが、生体位心における細胞内Ca^<2+>の動態がこれまで描出出来なかったため、Ca^<2+>の動態異常がどのように不整脈の発生に寄与するかは明らかではなかった。本研究では、ラットの冠動脈の結紮により急性梗塞心を作成し、リアルタイム共焦点レーザ顕微鏡を用いて、梗塞部境界における心筋細胞内カルシウムの空間的動態を解析し、その不整脈源性の解明を試みた。冠動脈結紮2時間後のラットの心臓を摘出し、ランゲンドルフ灌流下にCa^<2+>蛍光指示薬fluo-3/AMを負荷した後、梗塞境界部を肉眼的に確認し、リアルタイム共焦点レーザ顕微鏡にて同部のfluo-3蛍光強度変化の2次元像を実時間で観察した。梗塞部より離れた正常心筋では心電図のQRS波に一致した均一なCa^<2+>トランジェントを認めたが、電気的拡張期にはCa^<2+>波等の異常なCa^<2+>動態は観察されなかった。これに対し、結紮2時間後の梗塞心では、梗塞域の心筋細胞では蛍光は殆ど観察されず、梗塞心筋に隣接した細胞で一様に高い螢光を示す心筋細胞が観察された。さらにその周囲の梗塞近傍領域では広範にCa^<2+>波が観察された。こうしたCa^<2+>波は観察開始後約10分で消退し、その細胞はCa^<2+>トランジェントも示さなくなった。またCa^<2+>波の消退は、同組織のコハク酸脱水素酵素による細胞内のATP活性の評価から、虚血による代謝阻害に起因する筋小胞体内のCa^<2+>の減少によるものと示唆された。さらに消退した梗塞巣近傍のCa^<2+>波は、イソプロテレノールを作用させると可逆的に出現した。以上、急性梗塞心の境界ではCa^<2+>波が観察されたが、一過性であり、むしろ代謝阻害によると考えられる小胞体からのCa^<2+>の取込みまたは放出の抑制によりCa^<2+>波は消退した。

Research Products

• [Publications] Oyamada M, Tsujii E, Tanaka H, Matsuhita T, Takamatsu T: "Abnormalities in gap junctions and Ca^<2+> dynamics in cardiomyocytes at the border zone of myocardial infarcts"Cell Communication and Adhesion. 8(発表予定). (2002)
• [Publications] 辻井 英治, 田中 秀央, 藤田 克昌, 小山田 正人, 高松 哲郎: "In Situ imagingによるラット急性梗塞心のカルシウム動態"レーザ顕微鏡研究会論文集. 28. 8-12 (2001)