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心筋ミトコンドリア薬理学

研究課題

研究課題/領域番号 06670127
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 薬理学一般
研究機関愛知医科大学

研究代表者

竹谷 和視  愛知医科大学, 医学部, 教授 (30065528)

研究分担者 藤田 美智子  愛知医科大学, 医学部, 助手 (10257701)
安藤 裕明  愛知医科大学, 医学部, 講師 (40148317)
堀田 芳弘  愛知医科大学, 医学部, 助教授 (40109757)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1995年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1994年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード心臓 / ミトコンドリア / プロトン / カルシューム イオン / ナトリウム イオン / カリウム イオン / 心筋伸展 / 高エネルギー憐酸化合物 / カルシウム イオン / 高エネルギー燐酸化合物 / 虚血 / 自由エネルギー / Ca^<2+> / H^+ / Na^+ / NMR
研究概要

心臓のポンプ機能にとって、その容積の30%を占めるミトコンドリアの関わりは極めて基本的である。ミトコンドリアは真核細胞と共生して、その内膜でATPなどのエネルギー通貨をH^+勾配を作って産生する一方、Ca^<2+>、Na^+イオンを介して、ミトコンドリア自体の機能を保持し、心筋収縮系に対する細胞質の環境を整える。この意味から、虚血心筋/再灌流障害の機能障害のメカニズムを知るには、ミトコンドリアのエネルギー通貨ATP,Pcrの生産と輸送をNMRで測定し、ミトコンドリア内pH,Ca^<2+>などの蛍光測定は、心筋の機能の情報と理解に重要である。また、近年、ミトコンドリアに働く薬物とそのレセプターが解明され、細胞内小器官の薬理学の研究が始まった。
平成6年度には、MNR所見より急性虚血心筋の収縮脳は、細胞質内Ca^<2+>よりも、ミトコンドリアのエネルギー通貨ATP,CP,Pi,ADP産生比率により規定される自由エネルギー変化(-ΔG)が大きく影響することを明らかにした(H.6.10イタリー)。その後、更に、エネルギー転送機構のクレアチン憐酸CPシャトルとイオン動態と収縮能との密接な関係を示した(H.7.3名古屋薬理学会総会)
平成7年度には、エネルギー産生/利用とH^+,電解質動態との連関が重要であるとの認識から、電解質のうち、ミトコンドリアのATP産生の元となるプロトンと他の電解質Na^+,K^+,Ca^<2+>との交換系に注目して研究を行った。これら電解質とH^+との交換系は心筋細胞膜とミトコンドリア内膜にあるので、この部位を区別するべく、単離ミトコンドリアをポリリジンに固着させてその表面を灌流し、顕微鏡下に主要イオンH^+,Ca^<2+>を蛍光測定し、イオン輸送の交換阻害があると思われる物質(ELPA,omeprasol)や、Na^+,K^+などの添加条件について検討した。この結果、ミトコンドリア内膜には、H^+-Na^+交換系のみならず、H^+-K^+交換系が存在することが明らかとなり、ミトコンドリア内pHは、Na^+,K^+,Ca^<2+>との関係に於いて変化した。また、ミトコンドリアは高濃度処理後の生理濃度Ca^<2+>やpHの酸性化で急上昇し、虚血/再灌流障害をミトコンドリアレベルで説明する知見を得た。
また、心筋の前負荷変化にミトコンドリアのエネルギー産生との電解質輸送が大きく変化するとの結果を得て、機械的な伸展が電解質およびエネルギー代謝にカップルするとの結論に達した(H.8.3.,長崎,69回薬理学会総会)。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] Hotta, Y., Ando, H., Takeya, K., Sakakibara, J.: "Direct measurement of increased myocardial cellular ^<23>Na NMR signals in perfused guinea-pig heart induced by dihydroouabain and grayanotoxin-I" Mol. Cell. Biochem.139. 59-70 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hotta, Y., Ando, H., Fujita, M., Nakagawa, J., Takeya, K., Sakakibara J.: "Different effects of isoproterenol and dihydroouabain on cardiac Ca^<2+> transients." Eur. J. Pharmacol.282. 121-130 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koike, A., Abe, T., Hotta, Y., Takeya, K., Kodama, I., Toyama, J.: "Protective effects of dimethl amilorie, a potent Na^+-H^+ exchange inhibitor, against post-ischemic myocardial dysfunction: ^<31>P-NMR measurements of pH_i and cellular energy in isolated perfused rabbit hearts" J. Thorac. Cardiovas. Surg.(in press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hotta, Y., Ando, H., Takeya, K., Sakakibara, J.: "Direct measurement of increased myocardial cellular ^<23>Na NMR signals in perfused guinea-pig heart induced by dihydroouabain and grayanotoxin-1" Mol.Cell.Biochem.139. 59-70 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hotta, Y., Ando, H., Fujita, M., Nakagawa, J., Takeya, K., Sakakibara J.: "Different effects of isoproterenol and dihydroouabain on cardiac Ca^<2+> transients." Eur.J.Pharmacol.282. 121-130 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koike, A., Abe, T., Hotta, Y., Takeya, K., Kodama, I., Toyama, J.: "Protective effects of dimethyl amiloric, a potent Na^+-H^+ exchange inhibitor, against post-ischemic myocardial dysfunction : ^<31>P-NMR measurements of pH,and cellular energy in isolated perfused rabbit hearts" J.Thorac.Cardiovas.Surg.1996. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazumi Takeya: "Contractility reguration mechanisms at subcellular levels in the heart." Japan. J. Pharmacol.67;sup1. 6 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Kazumi Takeya: "Biological contents of Frank-Staring s law: Ionic and energic states of preloaded myocardium." Japan. J. Pharmacol.67;sup1. 133 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihiro Hotta: "Ischemic changes of ionic and energetic milieu in myocardium under drug action." Japan. J. Pharmacol.67;sup1. 132 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Kazumi Takeya: "The effect of some inotoropic drugs on intracellular Ca^<2+>, pH and High energy phosphates in guinea-pig left ventricle during volume load." Japan. J. Pharmacol.68;sup1. 1022 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihiro Hotta: "Pharmacological analysis of ion transport in heart mitochondria." Japan. J. Pharmacol.68;sup1. 1022 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihiro Hotta: "Different effects of isoproterenol and dihydroouabain on cardiac Ca^<2+> transients." Eur. J. Pharmacol.282. 121-130 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Kazumi TAKEYA: "How to prevent cell damage In Ischemic heart considering electrolyte and contractility alterations." Japan.J.Pharmacol.64;SUP I. 40 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kazumi TAKEYA: "THE ROLE OF MITOCHONDRIA FOR THE CONTRACTILITY REGULATION OF CALCIUM IONS IN ISCHEMIC MYOCARDIUM." 6th International Symposium on PHARMACOLOGICAL CONTROL OF CALCIUM AND POTASSIUM HOUMEOSTASIS.ABSTRACT BOOK.39 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihiro HOTTA: "CYTOSOLIC ELECTROLYTES CHANGE IN ISCHEMIA AND REPERFUSION OF THE HEART UNDER DRUG ACTION" 6th International Symposium on PHARMACOLOGICAL CONTROL OF CALCIUM AND POTASSIUM HOUMEOSTASIS.ABSTRACT BOOK.54 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihiro HOTTA: "Direct measurement of increased myocardial cellua 23NMR signals in perfused guinea pig heart induced by dihydroouabain and grayanotoxin-I" Mol ecular and cellular Biochemistry. 139. 59-70 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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