2007 Fiscal Year Annual Research Report
循環フィジオームの推進-冠微小循環、心筋アクチン・ミオシン架橋連関を中心に
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17200033
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| Research Institution | Kawasaki University of Medical Welfare |
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Principal Investigator |
梶谷 文彦 Kawasaki University of Medical Welfare, 医療技術部, 教授 (70029114)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平松 修 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (50208849)
立花 博之 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (00241216)
望月 精一 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (60259596)
片岡 則之 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (20250681)
後藤 真己 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (50148699)
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| Keywords | フィジオーム / 冠微小循環 / SPring-8 / アクチン / ミオシン |
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| Research Abstract |
心臓が統合的に機能を発揮するためには、ナノマシンであるアクチン・ミオシンクロスブリッジの形成と解離による心筋細胞の収縮・弛緩と心臓ミトコンドリアへの酸素供給路である冠毛細管のヘモダイナミクスが正常に機能する必要がある。
アクチン・ミオシンのナノ挙動はSPring-8放射光を用いてランゲンドルフ灌流心(ラット)のX線回折像によって解析した。毛細管、細動脈、細静脈を含む心筋微小循環は我々が開発した高倍率/高速CCDビデオ顕微鏡で可視化観測した。併せてSPring-8放射光でのイメージングも行った。
心筋については、アクチン・ミオシン架橋形成、ミオシン格子間隔変化に伴う心管細胞の単縮と左室圧変化が記録できた。
冠血管では、心筋細胞の短縮と毛細管方向への膨隆が、細動脈から毛細管への流入を阻碍するとともに毛細管から細静脈への血液の移動を促した。心拍数の増加は、X線回折像より得られるアクチン・ミオシン架橋形成を低下させるが、毛細管への拡張期流入血流および毛細血管からの収縮期流出血流動態を変化させることが窺われた。心筋への圧負荷は、活性酸素増加を促し、微小循環におけるNO機能および毛細管の機能維持にとって重要なグリコカリックス層も障害するが、内皮依存性過分極因子EDHFはロバストな代償機能を持つことが示された。この際の心筋機能障害にとって心筋と毛細管のクロストークが重要であることが示された。
これらの実験結果をフィジオミックに評価するため心筋と冠血管のクロストークを考慮した冠循環のモデルを作成した。すなわち、動脈系、静脈系の分枝形状をモデル化するとともに、それぞれにキャパシタンスとコンダクタンスを実装した。ついでに、冠循環系と心筋とのクロストークを行うことによって、心外膜側と心内膜側の冠動脈と冠静脈の流れの基本的特性の解析が可能であることを示した。
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[Journal Article] In vivo imaging in mice reveals local cell dynamics and inflammation in obese adipose tissue2008
Author(s)
Nishimura S, Manabe I, Nagasaki M, Seo K, Yamashita H, Hosoya Y, Ohsugi M, Tobe K, Kadowaki T, Nagai R, Sugiura S
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Journal Title
J CIin Invest 118(2)
Pages: 710-21
Peer Reviewed
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[Journal Article] Impaired NO-mediated vasodilation with increased superoxide but robust EDHF function in right ventricular arterial microvessels ofpulmonary hypertensive rats2007
Author(s)
Kajiya M, Hirota M, Inai Y, Kiyooka T, Morimoto T, Iwasaki T, Endo K, Mohri S, Shimizu J, Yada T, Ogasawara Y, Naruse K, Ohe T, Kajiya F
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Journal Title
Am J Physiol Heart Circ Physiol 292(6)
Pages: H2737-44
Peer Reviewed
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