心原生ショックに対するECPELLAと中等度低体温併用療法の心筋保護効果の検討

2024 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K08270
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 川村 匡 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい准教授 (70583011)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今岡 秀輔 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (50839587) ; 村上 貴志 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (60919447)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 経皮的補助循環 / 中等度低体温 / 心不全 / 心保護作用

Outline of Annual Research Achievements

急性心不全に対し機械的補助循環による心筋負荷軽減中における中等度低体温療法の心筋保護効果の検討中。2023年度にモデル確立済であり、常温群(中枢温36-37℃)と中等度低体温群(中枢温30-31℃)を1頭ずつ、計2頭行い比較検討を行った。30kg台のブタを使用。正中切開で開胸。上行大動脈に送血管を挿入、右房と左室より脱血管を挿入してCentral ECMOを確立した。上行大動脈よりValsalva洞、左房と、冠静脈にラインを挿入し、圧モニタリング及び冠動脈と冠静脈の採血を行った。Central ECMOは流量60-80ml/kg、左房圧は平均5mmHgを維持した。Central ECMO補助下、左冠動脈前下行枝第1対角枝分岐後で結紮して急性心筋梗塞を作製した。心筋梗塞作製30分後に低体温導入し、45分で中枢温30-31℃まで冷却、その後2時間中等度低体温を維持し、45分で復温、復温後30分で最終評価を行った。左室壁運動に関して前壁は急性心筋梗塞作製後、常温個体及び中等度低体温個体の両方ともに壁運動の低下を認めた。後壁は常温個体では最初は代償性に過収縮の状態であったが、実験終了時はほぼ無収縮で奇異性運動が認められた。一方で中等度低体温個体では低体温中は後壁の壁運動が抑制され、復温後は実験終了時まで後壁の壁運動の収縮は維持されていた。
冠動脈と冠静脈の採血により低体温中の心筋代謝を検討したところ、低体温中は乳酸が産生されていた。一方で低体温中はケトン体が利用されていた。これは中等度低体温では嫌気性代謝が増加する一方で好気性代謝もストレスなく維持され、ケトン体がエネルギー代謝として利用されていることが示唆される。常温群では心筋ミトコンドリアの好気性代謝が障害を受けているせいかケトン体をはじめとするエネルギー基質をほとんど利用出来ていない状態であった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年度にモデル作成および実験系を確立できており、安定して実験を行えているため。

Strategy for Future Research Activity

急性心筋梗塞による重症心不全における梗塞領域以外の障害は圧及び容量負荷や炎症反応によるストレスで活性酸素種が産生され、エネルギー代謝を障害し、心筋収縮能や拡張能を低下させると考えらえる。2024年度に行った心筋を使用して活性酸素種、心筋におけるカルシウム関連タンパク、心筋ミトコンドリアの障害度を評価する。これらの機序を解明した上で、常温群2頭、中等度低体温群2頭を行い、計3頭ずつで論文執筆する。

Causes of Carryover

実験試薬購入に使用する。