体外循環下の酸化ストレスと血管内皮機能障害の関係解明 : 末梢循環不全予防のために

• 研究課題/領域番号: 16K10632
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 心臓血管外科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 塩川 祐一 九州大学, 医学研究院, 准教授 (70457422)
• 研究分担者: 帶刀 英樹 九州大学, 大学病院, 助教 (40343321) ; 田ノ上 禎久 九州大学, 医学研究院, 准教授 (40372742) ; 藤本 智子 九州大学, 大学病院, 助教 (40567377) ; 牛島 智基 九州大学, 大学病院, 助教 (70529875) ; 塩瀬 明 九州大学, 医学研究院, 教授 (30363336)
• 研究期間 (年度): 2016
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2016年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 体外循環 / 末梢循環不全 / 酸化ストレス / 血管内皮機能 / 弁膜疾患外科学

研究実績の概要

本研究の目的は、体外循環下での心臓手術の際に起こる末梢循環障害や冠動脈スパスムといった血管収縮応答の異常に対して、血管内皮細胞から放出される一酸化窒素(NO)を産生する酵素であるNOSがNOS uncoupling(特定の条件下でNOSが活性酸素産生酵素として働くこと)を引き起こし、内皮依存性血管弛緩・拡張反応の低下に関与しているかどうかを明らかにし、また血管内皮機能に対する酸化ストレスの影響を検討することである。本研究では動物実験にて体外循環下に心停止とし、経時的に血管内皮機能の指標であるFlow mediated dilatation (FMD)、NOの代謝物であるNO_2^-/NO_3^-濃度、酸化ストレスマーカーである血漿TBARS、SOD/GPx活性、CoQ10、Vit. C等を測定することとした。
動物実験として、ブタ体外循環モデルを用いてFMDの測定を行った。FMDとは、一定時間の血流遮断後の血流再開によって血管内皮細胞にずり応力が働き、NOを始めとする血管拡張物質が産生され血管が拡張する作用を用いて血管内皮機能を測定する方法である。本実験では頸動脈を遮断してFMDおよび酸化ストレスマーカーを測定したが、安定した結果が得られなかった。その原因として、第一に体外循環中に血行動態が不安定となることが考えられた。血液検査により、高度の血液希釈を認めたことから体外循環中に輸血製剤を使用することとした。また、血行動態安定化のために循環作動薬も使用することとした。第二に測定する血管の問題が考えられた。頸動脈では側副血行路の問題などでFMDの測定に再現性の問題を認めたため、上腕動脈を使用した実験に変更する必要性が生じた。