2006 Fiscal Year Annual Research Report
心筋アクチンミオシン・クロスブリッジのナノ挙動から見た心筋障害の病態生理学的解析
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17390231
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
清水 壽一郎 奈良県立医科大学, 医学部, 助教授 (80294403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 都 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (00033358)
毛利 聡 岡山大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 講師 (00294413)
中村 一文 岡山大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 助手 (10335630)
宮坂 武寛 姫路獨協大学, 健康保健学部, 教授 (60308195)
八木 直人 高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門II, 主席研究員 (80133940)
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| Keywords | SPring-8 / X-ray Diffraction / Heart Rate / Myofilament Lattice / Transmural Heterogeneity / Crossbridge / Contraction / Frank Starling Law |
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| Research Abstract |
臓器としての心臓における各心筋細胞内で分子単位のクロスブリッジ形成過程を評価するべく、ラット摘出心ランゲンドルフ灌流標本を用いて実験を遂行した。本年度までの成果として、左心室自由壁の心外膜側と心室壁中層のクロスブリッジ動態を個別に解析し、収縮期には心外膜側心筋、心室壁中層心筋のクロスブリッジ動態と左心室圧の発生過程が良く一致することを見出した。しかし弛緩期には、心室壁中層のクロスブリッジの解離が、心外膜側心筋に先行することを明らかにしてきた。
本年度も局所心筋クロスブリッジ動態の観察を目的に、ラット摘出心ランゲンドルフ灌流標本を作成した。房室ブロックを作成後、右室自由壁より2Hzおよび5Hzで刺激しつつ、左心室内に留置したラテックスバルーンにより左室容積の制御と左心室圧を記録した。左室容積は左室拡張末期圧が0mmHgとなるように調整した。心臓標本はSPring-8 BL40XUのハッチ内にマウントされ、X線が左心室自由壁の接線方向に入射するよう調整した。ある部位での心室壁X線回折像を2心拍分(1秒間、70画像)記録した後、心臓標本を左室自由壁方向あるいは心室中隔方向に200μmスライドさせ、心室壁を心外膜側から心内膜側までくまなく走査しつつ拍動時のX線回折像を記録した。
刺激頻度の増加に伴い左心室自由壁のクロスブリッジ形成量は有意に減少した。また、クロスブリッジ形成過程の時間経過も有意に短縮した。このとき、心筋線維格子間隔の有意な変化は観察されず、クロスブリッジ形成量の変化は心筋線維とカルシウムイオンの作用時間の短縮によるもので、筋線維格子間隔の変化に伴う心筋線維のカルシウム感受性の変化に伴う現象ではないと考えられる。実際に、スライス心筋標本を用いて心筋細胞カルシウムトランジェントを観察したところ、刺激頻度の増加に伴いカルシウムトランジェントの持続時間の短縮が観察された。
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