2021 Fiscal Year Research-status Report
慢性血液透析治療中の心筋細胞拍動能の評価と心停止抑制方策の構築
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18K12131
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
濱田 浩幸 九州大学, 農学研究院, 助教 (80346840)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 慢性血液透析療法 / 心筋細胞拍動能 / 医療技術評価 / 拍動リズム / 収縮力 / 電気生理学的数理解析 / 計算機シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性血液透析患者群の３割強が治療中の突然の心停止を経験しており、治療中の心負荷を軽減する『心機能にやさしい透析治療システム』の開発が全世界で求められている。本研究では、電気生理学に基づく数理解析技術を用いて、現行の透析治療が心筋細胞におよぼす負荷レベルを定量的に評価し、治療中の心筋細胞内カルシウムイオン循環動態を保全する方策を構築することを目指した。
2021年度は、血液透析と腹膜透析の併用療法中の体内電解質濃度の経時変化を表現する数理モデルを構築し、これと中心洞房結節細胞と心室筋細胞の拍動現象を表現する数理モデルを統合した。そして、この統合モデルを用いて、治療中の血漿および間質液のカリウムイオン濃度の推移が中心洞房結節細胞の拍動リズムならびに心室筋細胞の収縮力におよぼす影響を評価した。腹膜透析にて加療中の患者にカリウムイオン濃度2.0mEq/Lの血液透析液を適用すると、約半数の患者が治療中に拍動リズムの不安定性ならびに収縮力の大幅な低下を誘導する恐れが示された。そして、治療中の心筋細胞の各種イオン電流の推移を解析すると、複数のイオン輸送機構（イオンチャネルなど）のイオン電流に無視できない変化が観られた。間質液カリウムイオン濃度が低下すると、これらの輸送機構の輸送能が亢進し、膜電位の低下を招き、心筋細胞内カルシウムイオン循環動態が不安定になることが示唆された。このような患者に、カリウムイオン濃度2.3mEq/Lの血液透析液を適用すると、治療中の拍動リズムの不安定化ならびに収縮力の大幅な低下が回避された。腹膜透析患者の血清カリウムイオン濃度は血液透析患者のそれに比べて低値を呈することが多く、血液透析と腹膜透析の併用療法を処方する際には、カリウム濃度の高い血液透析液の適用が、心機能障害の回避に有効であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究計画に示した内容を上回る研究を遂行し、良好な成果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022度は、本研究の総括を予定している。日本血液浄化技術学会、日本透析医学会などから講演の機会を頂いており、積み重ねた研究実績を発表し、研究成果の臨床実装への展開を検討する。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス感染拡大抑制のため、学術集会の中止、研究会議の延期または中止が発生し、旅費の残額が発生した。そして、研究活動の推進に影響が生じたため、論文発表費用などの執行が遅れることとなった。
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