2018 Fiscal Year Annual Research Report
Simulation study of investigating mechanisms of ventricular rate in atrioventricular node using 3-dimensional atrioventricular node model
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16K01386
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| Research Institution | Morinomiya University of Medical Sciences |
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Principal Investigator |
稲田 慎 森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 教授 (50349792)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中沢 一雄 森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 教授 (50198058)
池田 隆徳 東邦大学, 医学部, 教授 (80256734)
芦原 貴司 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (80396259)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | コンピュータシミュレーション / 心房細動 / 心拍数制御 / 房室結節 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心臓における心拍制御機構を解明することは，心疾患の予防や治療を目指す上で重要になると考えられる．本研究では，心房と心室を電気的につなぎ，心拍制御に重要な役割を果たしている房室結節に着目し，房室結節のケーブル状または３次元構造モデルの構築，構築したモデルを用いた電気的興奮現象のシミュレーションを実行し，房室結節が心拍制御に果たす役割について検討した．
房室結節は複数の領域に分けることができる．房室結節は，各領域を構成する細胞の電気生理学的特性や細胞間の電気的接続の強さが領域によって異なる不均質構造を有する．本研究では，このような特性を有するモデルを構築した．
構築したモデルを用いたシミュレーションを実行し，１）心房細動発生時の房室結節の応答，２）自律神経活動が房室結節内の電気的興奮に与える影響についてそれぞれ検討した．１）については，房室結節の構造を簡略化したケーブル状の構造モデルを用い，不整脈の一つである心房細動が発生した際に，心房から房室結節への不規則かつ高頻度の電気的興奮の入力に対して房室結節がどのように応答し，心室への出力を形成するかを検討した．その結果，心室の興奮頻度を低下させるという房室結節の働きを再現することができたが，房室結節の応答や抗不整脈薬などの薬物に対する作用は房室結節の中心領域と周辺領域で異なることが明らかとなった．また，２）については，房室結節の３次元構造モデルを用い，自律神経の活動，特に副交感神経活動が房室結節に与える影響について検討した．その結果，副交感神経活動は，房室結節内の電気的興奮の広がりを遅くし，心拍数を低下させる作用を再現することができた．また，副交感神経の作用も，房室結節の領域ごとに異なり，特に房室結節の中心領域が心拍数を低下させる作用に重要な役割を果たしていることが明らかとなった．
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