2018 Fiscal Year Annual Research Report
Pathophysiological mechanism of exercise hyperventilation using a system analysis approach to integrated response in respiratory system
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15H03101
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| Research Institution | Morinomiya University of Medical Sciences |
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Principal Investigator |
宮本 忠吉 森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 教授 (40294136)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川田 徹 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (30243752)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 慢性心不全 / ラット / 呼吸異常 / 運動 / 呼吸調節 / 換気反応 / システム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【背景及び目的】慢性心不全患者においてみられる呼吸異常はQOLを著しく損ねる主な症状であると同時に、生命予後、重症度と関係が深いことが知られている。今年度は、慢性心不全の呼吸異常発生の病態メカニズム解明に向け、小動物の呼吸調節機序や運動時換気反応を定量評価する実験モデル及びシステム生理学的手法を用いて、慢性心不全の運動時に発現する呼吸異常の病態生理機構の解明に取り組んだ。【方法】対象：8週齢のオスSDラットを１％ハロセン麻酔下に開胸し、左冠状動脈を結紮して急性心筋梗塞を作成し、急性心筋梗塞後8週以上生存した心不全群と正常群に対して実験を行った。実験後、梗塞サイズを測定し、梗塞領域が確認されたラットを慢性心不全モデルラット群(n=7)とし、正常ラット群(n=12)と比較検討した。測定方法：両群ともにαクロラロース及びウレタンを腹腔内投与し、麻酔条件下にてプログラム通電刺激を用いた運動負荷を実施した。呼吸調節系の制御部特性（PaCO2→VE関係）の定量解析を行い、安静時と運動時における制御部特性の変化と呼吸動作点シフトの両群間比較を行った。病態の重症度は、実験後に、梗塞領域及び心重量（心肥大）を測定し評価した。【結果】慢性心不全モデルラットは正常ラットに対して、運動時の呼吸動作点シフトの変化量が大きく、すべての運動強度レベルにおいて呼吸動作点の上方シフトが観察されたがCO2負荷に対する換気反応（CO2感受性）は正常群と差が認められなかった。これにより心不全ラットの過剰な運動時換気亢進反応のメカニズムには、呼吸制御部におけるリセッティングの差異が関与していることが判明した。圧入力操作中の中心血液量の増減操作による呼吸制御部特性のリセッティングが生じるメカニズムと同様の生理学的機構すなわち、心不全病態モデルラットの運動時においても心拍出量減少の要因が関与している可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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