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

1991 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): 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, 助教授 (10144453)
• Keywords: 虚血障害 / 再酸素化障害 / カルシウム / 細胞骨格 / ミトコンドリア / サイクロスポリンA / ブレッブ

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-マに沿いつつ、虚血障害を主に再酸素化障害の関点から追求し、以下の成果が得られた。
(1)単離したミトコンドリアの再酸素化時にはH_2O_2が発生し、それに応じてマトリックス酵素の漏出が生ずる。この漏出は、Phospholipase A_2の活性化によるミトコンドリア膜の破壊によるものではなく、Cyclosporin A、ATPなどによって抑制されることから、カルシウム依存性の非特異的内膜透過性亢進によるものと推測された。(2)虚血後の再酸素化による障害の程度は細胞内に蓄積されているカルシウム量に依存することが明らかになった。すなわち潅流肝の酸素化潅流液中に漏出する酵素量は、その時ミトコンドリアから放出されるカルシウム量と密接に相関することが示された。(3)無酸素潅流肝においてはフルクト-スの代謝は著しく亢進し、それによって無酸素下でも細胞内ATP量は維持され酵素の漏出は生じない。以上の事実を総合すると、無酸素潅流においては、ATP減少による細胞骨格系の破錠によりblebが形成されそのblebの崩壊によって細胞質酵素の放出が生じ、再酸素化時にはカルシウム依存性の内膜透過が亢進し、それによってミトコンドリア酵素が漏出することが判明した。

Research Products

• [Publications] 井上 徹: "虚血による細胞障害機構" 外科と代謝・栄養. 25. 433-441 (1991)
• [Publications] Hironao Okabe: "Protection of cellular and mitochondrial functions against anoxic damage by fructose in perfused liver." Biochim.Biophys.Acta. 1098. 41-48 (1991)
• [Publications] Toru Inoue: "Mitochondrial dysfunction in ischemic organs" Methods Toxicol.(1992)
• [Publications] K.Kurosawa: "Organ assimilation of peptide." J.Nutr.Sci.Vitaminol.(1992)
• [Publications] Toru Inoue: "Ca^<2+>ーinduced and phospholipaseーindependent injury during reoxygenation of anoxic mitochondria" J.Biol.Chem.(1992)
• [Publications] Motonobu Nishimura: "Analysis of changes with time in intracellular free calcium concentration during hypoxiaーreoxgenation of intact rat heart containing Indo 1" Circ.Res.(1992)
• [Publications] 田川 邦夫: "虚血によりなぜ細胞は死めのか" 共立出版, 88 (1991)
• [Publications] 田川 邦夫: "新生化学実験講座生体膜と膜輸送" 東京化学同人, (1992)