虚血臓器の遊離カルシウムによる細胞障害過程(細胞骨格の崩壊とミトコンドリアの機能障害)

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63440025
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田川 邦夫 大阪大学, 医学部, 教授 (40028296)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上池 渉 大阪大学, 医学部, 助手 (40152847) ; 黒澤 和平 大阪大学, 医学部, 助手 (70178127) ; 吉田 征夫 大阪大学, 医学部, 助手 (10144453) ; 古谷 榮助 大阪大学, 医学部, 助教授 (00028523)
• Keywords: 虚血障害 / カルシウム / Bleb / 細胞骨格系 / 過酸化障害

Research Abstract

本研究では虚血臓器の細胞障害過程を、細胞内カルシウム動態を中心として、細胞骨格の崩壊とミトコンドリアの機能障害の面から解明することを目的とした。本年度はこのテーマを系統的に追求するとともに、細胞内へカルシウムの動員や蓄積をもたらす実験系を確立することに努め、以下の成果が得られた。
(1)虚血心筋からの酵素逸脱機序は、虚血中に生じたsubsarcolemnal blebが、血流再開後の筋収縮の物理作用によって崩壊するためであることが判明した。blebの形成と細胞膜の脆弱化は、虚血下においてATP低下により生じた細胞骨格系の障害が原因であり、過酸化等による細胞膜の障害とは無関係であることを実証した。(2)ミトコンドリア内のカルシウムはCaATP^<2->複合体で存在することを報告したが、灌流肝にグルカゴンやノルアドレナリン等、カルシウム動員ホルモンを作用させるとミトコンドリア内のカルシウムとATPが上昇することを見出した。またこのホルモンの下でミトコンドリア内でPPi生成反応をもたらす物質(酢酸等)を投与すると、ミトコンドリアに大量のCappiが蓄積することを発見した。以上のように灌流臓器の外からの操作でミトコンドリア内へカルシウムを蓄積させる実験系を確立した。(3)ミトコンドリアの過酸化物除去はNADPーグルタチオン系に依存しており、その反応過程を定量的に解析した結果、過酸化物除去はNADPH供給力によって決定されることを見出した。またミトコンドリアを無酸素下におくとグルタチオンが漏出してくることが判明した。虚血解除直後は内膜ポテンシャル依存性トランスヒドロゲナーゼは作動せず、また基質供給も不十分なためNADPH供与力も低下しており、過酸化障害を受け易い状態であることが推察された。

Research Products

• [Publications] M.Koseki: Biomed.Res.9,. 47-57 (1988)
• [Publications] H.Takami: J.Biochem.104,. 35-39 (1988)
• [Publications] H.Ueda: J.Biochem.104,. 81-86 (1988)
• [Publications] T.Yamada: J.Biochem.104,. 847-850 (1988)
• [Publications] H.Takami: J.Heart Trasplant.7,. 205-212 (1988)
• [Publications] T.Nishida: J.Biochem.(1989)
• [Publications] W.Kamiike: Clin.Chim.Acta. (1989)
• [Publications] T.Inoue: Biochem.J.(1989)
• [Publications] H.Takami: Pflugers Archiv. (1989)
• [Publications] 辻口幸之助: 日本形成外科学会誌. 8,. 12-20 (1988)
• [Publications] 芝田英生: 蛋白質 核酸 酵素. 33,. 1392-1396 (1988)
• [Publications] 西田俊朗: 蛋白質 核酸 酵素. 33,. 2717-2722 (1988)
• [Publications] K.Tagawa: "Mitochondrial dysfunction under anoxia,with speeial reference to depletion of ATP and subsequent release of Ca^<2+>" Falk Symposium., 221-228 (1988)
• [Publications] T.Inoue: "虚血のマーカー" 共立出版, (1989)