2004 Fiscal Year Annual Research Report
SPring-8大型放射光による冠微小循環と心筋クロスブリッジ機能の解析
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13854030
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
梶谷 文彦 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (70029114)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅 弘之 国立循環器病センター研究所, 所長 (90014117)
八木 直人 岡山大学, 高輝度光科学研究センター, 主席研究員 (80133940)
大江 透 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (70263556)
清水 壽一郎 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (80294403)
毛利 聡 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (00294413)
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| Keywords | 冠微小循環 / 血流速度 / 貫壁性 / クロスブリッジ動態 / 筋節構造 / ミオシン格子 / X線回折 / SPring-8 |
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| Research Abstract |
心筋灌流の空間的不均一性を心拍動による冠微小血管ダイナミクスとの関連づけるため、ハイスピードCCD生体内顕微鏡(13万画素、200frame/秒)を開発し、イヌ心内膜側冠細動脈、心外膜側冠細動脈の血流速度を比較する実験を行った。心内膜側細動脈血流パターンは、収縮期順流成分はほとんどなく、収縮早期と末期に2相性の逆流波を認めた。拡張期に入ると急速に流入血流が増加し、拡張中期、末期へと持続した。これに対して心外膜側では、心内膜側同様、拡張期優位な流れであったが、収縮期にも十分量の順流血流を認めた。すなわち、収縮期における心内膜側のメカニカルストレスは大きく、それによって逆流波が生じることが示された。SPring-8で可視化したラット冠貫通枝細動脈のイメージでは、収縮期に径が約20%減少したが、心外膜側ではほとんど径変化がみられなかった。このことも心筋内冠微小循環に対する心収縮のメカニカルストレスが高いことを意味し、同部が易虚血である主たる要因であることが窺われた。
SPring-8でのラット右心室乳頭筋標本を用いた心筋クロスブリッジ動態に関するX線回折実験では、筋短縮速度が大きいほど速やかなクロスブリッジの解離が起こることを明らかにした。また、ラット摘出ランゲンドルフ灌流心標本を用いた貫壁性のアクチン・ミオシン動態のX線回折実験では、収縮期には心外膜側および心内層でクロスブリッジ形成過程は時間的に良く一致したが、弛緩期には、心室壁内層においてクロスブリッジの早い解離が観察された。これは、虚血や低灌流に対しより脆弱な深部心筋のメカニカルストレスが拡張早期に解除されることを意味し、同部心筋血液潅流にとって有利に作用するものと考えられる。一方、ミオシン格子間隔の解析から、ミオシン格子間隔は心外膜側の方が心室壁内層より狭いことがわかった。狭いミオシン格子間隔は長い筋節長を意味するので、in vivo心筋では、心外膜側の方が心室壁内層より筋節長が長いことが示唆された。
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