| 研究概要 |
^<31>P NMR法を用いて心筋のfree[Mg^<2+>]_iを測定し,細胞内Mg動態と細胞外液の無機リン酸(Pi)の関係について検討した.多目的低磁場装置の大塚電子製BEM250/80NMR分光計を用い,フーリエ変換(FFT)あるいは線形予測z変換(LPZAR)によって^<31>P NMRスペクトルを算出した.細胞内ATPの多くはMgイオンと結合しているため,β位リンのピークは結合型ATPと遊離型ATPの存在量で加重平均した位置に現れる.結合型および遊離型ATPのα位とβ位リンの共鳴周波数の差と,実測のスペクトルの共鳴周波数の差からfree[Mg^<2+>]_iを算出した.実験はウィスターラットの摘出心(n=9)を用いて,[Mg^<2+>]あるいは[Pi]を変化させたKrebs-Henseleit bufferでLangendorff灌流を行った.^<31>P NMRスペクトルは,灌流液の[Mg^<2+>]を0.52mMから20mMに変更した場合と,灌流液の[pi]を1.2mM,5.0mM,さらに1.2mMと変化させた場合の2通りで測定した.LPZARによるスペクトルは,FFTに比べSN比が高く容易に共鳴周波数の差を確定できた.濯流液の[Mg^<2+>]を0.52mMから20mMと変化させると,ATPβ位リンのピークは低磁場側に偏位し,心筋free[Mg^<2+>]_iが増加したことを示した.算出したfree[Mg^<2+>]_iは,それぞれ0.537mMと0.731mMであった.濯流液の[Pi]を1.2mM,5.0mM,再度1.2mMと変化させると,^<31>P NMRスペクトルは[Pi]の上昇とともにATP-β位リンのピークは高磁場側に偏位し,心筋free[Mg^<2+>]_iが減少したことを示した.[Pi]を1.2mMに戻すとβ位リンのピークはcontrolの位置に戻り,心筋free[Mg^<2+>]_iは元の濃度に戻った.算出したfree[Mg^<2+>]_iは,1.2mM Pi溶液では0.525±0.048mM,5.0mM Pi溶液では0.407±0.025mMと有意に低下し,再び1.2mM Pi溶液に戻すと0.601±0.053mMと上昇しcontrolの状態に戻った.また灌流液の[Pi]が1.2mM,5.0mM,1.2mMと変化すると,細胞内Σ ATPに対するMgATPの濃度比はそれぞれ91.7±0.7%,89.8±O.7%,92.8±0.6%と変化した.LPZARによるスペクトル解析で,多目的低磁場装置の^<31>P NMRからfree[Mg^<2+>]_i測定が可能であった.^<31>P NMR法により細胞外液[Pi]を高くするとfree[Mg^<2+>]_iの減少が直接観測され,心筋細胞膜におけるMgイオン輸送系の存在が示唆された.
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