2008 Fiscal Year Annual Research Report
心筋収縮構造の再構築によるスターリングの心臓法則の分子メカニズムの解明
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20500368
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
福田 紀男 Jikei University School of Medicine, 医学部, 講師 (30301534)
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| Keywords | 生理学 / 生物物理 / 細胞・組織 / 生物・生体工学 / 生体分子 |
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| Research Abstract |
心臓の拍出量は、心室拡張終期の容積とともに増大する。この性質は、スターリングの心臓法則と呼ばれている。スターリングの心臓法則は、心筋の発生張力が筋長とともに増大するという「筋長効果」に基づいている。筋長効果は、心筋の収縮構造(サルコメア)に備わっている、非常に重要な内因性の調節機構であるが、その分子メカニズムは未だに解明されていない。一方、心不全患者では、スターリング機構の減弱にともない運動耐容能が低下しており、筋長効果の分子メカニズムを解明することは臨床的見地からも急務である。我々は既に、巨大弾性タンパク質タイチン(コネクチン)の伸展に依存した静止張力が格子間隔を縮小させ、クロスブリッジの形成確率を上昇させることを報告している。今回、細いフィラメントが筋長効果をどのように調節しているのか、除膜筋を用いて、その仕組みを探った。外因性にMgADPを加えると、細いフィラメントの協同性が増大し、クロスブリッジの形成が促進される。逆に、無機リン酸(Pi)を加えると、細いフィラメントの協同性が低下し、クロスブリッジの形成が抑制される。我々ば、ブタの心室筋を用い、MgADPによって筋長効果が減弱すること、逆に、Piによって筋長効果が増強することを見出した。この結果は、ウサギ骨格筋速筋でも同様に認められ、いずれの筋においても、細いフィラメントの協同性と筋長効果の間には正の相関があった。したがって、筋長効果は、静止張力に依存した格子間隔の縮小によって惹起されるが、その程度は細いフィラメントの協同性によって決定されていると考えられる。
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