2018 Fiscal Year Research-status Report
Peripheral blood flow redistribution induced by pressor amino acid L-cysteine stimulations of the rat medulla
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18K06854
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
竹本 裕美 広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 講師 (60188224)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | システイン / 延髄 / 筋血流 / 脳血流 / イオンチャネル型興奮性アミノ酸レセプター / アドレナリン分泌 / 血流の再配分 / 中枢性循環作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
身体に一定量しかない血液は、必要なとき必要とする器官に絶妙にやりくりされている。たとえば動物が毛づくろいをする時と運動をする時では、「脳血流」と「下肢筋血流」間に反対方向の配分が起きる。水道の蛇口のように、自律神経の中枢が器官ごとの血管径を変えて血流の再配分を行うと考えられている。下部中枢の延髄には安静時の血管への神経活動を調節する専用のニューロンネットワークがあり、反射の際には特定の興奮性レセプター（iEAAR）を介することが近年明らかになっている。しかし、いろいろな器官の血流調節を行なう専用ニューロンの延髄内の分布等の詳細についてはいまだ不明である。私たちは1990年にL-システインの中枢作用をはじめて報告したが、その後延髄における血圧作用がiEAARを介することを明らかにした。本研究では、血流再配分のしくみ解明を目指して、L-システインでラットの延髄を刺激して血流抵抗反応マップを作成し、延髄内の器官ごとの血流調節ニューロンの局在の有無を調べている。
本年度の実施状況は次のとおりである。
1）筋血流： ラットの延髄には副腎髄質を興奮させるニューロンも存在し、延髄刺激でアドレナリンが分泌され筋血流が増加するはずだが、有効な刺激手段がいままでなかった。今回、システイン刺激で筋血流増加部位が低下部位と共に多数得られ、システインが副腎髄質機能研究の強力な研究ツールになる可能性を示唆した。また、筋血流と血圧反応の大きさがほぼ対応しており、システインが起こす血圧変化は筋血流反応に依存しており、反応局在がないことから、筋血流に関しては局在のあるネコ等と異なることも判明した。
2）脳血流：システインの延髄刺激による脳血流は、筋血流と異なり、延髄の昇圧領野のうち尾側しか脳血流抵抗の上昇をおこさない反応局在が得られた。現在さらに検証を重ねている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は、3年間で、まず1）L-システインによる筋血流反応の実験を推し進め、つぎに2）脳血流反応のマッピングを行い、最終的に、3）両血流反応部位の解析を行う、と計画した。また、部位間に再現性の高い明らかな特徴があれば、引き続き、4）RVLMへの投射脳部位を調べるための順行性および逆行性軸索輸送を利用するトレーサー実験の予備実験を行う、としている。
初年度（本年度）は、1）筋血流反応実験をほぼ終えて、かねてより延髄におけるアドレナリン分泌部位の特定が困難とされていた部位をシステイン刺激により同定可能であることを示すこともでき、予定通り進行している。続けて2）脳血流反応のマッピングを開始し、筋血流反応マップと異なり、昇圧変化を示すものの対応する血管収縮を起こさない部位が昇圧領野の頭側にあることを観察した。つまり、筋血管への交感神経が昇圧野全体に分布しているのとは異なり、脳血管への交感神経は昇圧野の尾側に局在している可能性が示された。しかし、延髄露出の際に頭頸部の筋肉等への血管交感神経を傷害しているために局在が観察されている可能性もあるので、延髄露出の方法を見直したり、血管交感神経の経路となる外頸および内頸神経の切断実験等を行ったりと、検証を重ねている。降圧野については脳血流抵抗の低下がほぼ平行して起こることを観察した。つまり昇圧野には局在があり、降圧野には局在がない。降圧野のニューロンは、昇圧野にある脊髄の交感神経に接続するニューロンに終末を送ると考えられており、この局在の有無が何を意味するのか、さらに追求する予定である。
このように、研究計画は新しい発見をしながら、ほぼ順調に進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究計画の2年目では、研究計画2）脳血流反応マッピングを進める。
2-1）脳血流反応局在：筋血流マップでは昇圧領野全体に血圧に平行した筋血流反応が見られたが、脳血流マップでは昇圧野の尾側のみ脳血管収縮反応が観察され、脳血管交感神経の昇圧野内の機能局在が示唆された。しかし、脳血管交感神経は延髄露出の際に部分的に切断される可能性があるので、延髄露出の際になるべく神経損傷を最小限にする手術法を開発して脳血流マッピングを行い、反応局在が確実であるかを調べる。また、頭頸部血管交感神経の末梢経路である上頸神経節、内頸神経、および外頸神経の切断後、脳血流マッピングを行い血流反応の消去の有無、反応局在との関係を追及する予定である。
2-2）降圧野と昇圧野の反応パターンの違い：通常の延髄露出法では、昇圧野には脳血流の反応局在があるものの、降圧野には反応局在がなく血圧とほぼ平行した血流抵抗反応が得られる。降圧野のニューロンは昇圧野に投射していることがすでに報告されているので、この反応パターンの違いは、ニューロン投射のつながりを示唆していると思われる。投射のつながりを調べる研究方法を考案し、できれば2年目に予備実験まで漕ぎつけたいと考えている。
2-3)昇圧野の吻側に時々血圧の変化を伴わない脳血流増加部位が観察されている。脳血流を増やす唾液核は通常、延髄の尾側腹側浅部の昇圧野（RVLM)より吻側深部にあるので、副交感神経前運動ニューロンの存在する反応部位を特定した可能性がある。こちらも深部のマッピングにより脳血流増加反応が再現性よく得られるか、また副交感神経経路を介する反応であるか等々検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
使用予定の物品納品が、前年度中に整わなかったために次年度使用額が生じた。該当物品については、今年度あらためて対応する予定である。
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Research Products
(2 results)
