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単一心筋細胞の拍動・収縮力に及ぼす低酸素、pH、外液イオンの影響とガス交換機能

研究課題

研究課題/領域番号 63480114
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 環境生理学
研究機関山形大学

研究代表者

土居 勝彦  山形大学, 医学部, 教授 (20002222)

研究分担者 加川 朋子  山形大学, 医学部, 教務職員 (20160971)
松山 清治  山形大学, 医学部, 助手 (40209664)
澁谷 泉  山形大学, 医学部, 助手 (50162649)
内田 勝雄  山形大学, 医学部, 助手 (00134114)
研究期間 (年度) 1988 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
1990年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1989年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1988年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワード心筋細胞 / アシド-シス / 細胞内pH / 細胞内カルシウム / Na / H交換機構 / Ca交換機構 / 虚血 / 酸素拡散速度係数 / Hypoxia / 心筋細胞膜 / ミトコンドリア膜 / O^2拡散速度係数 / 細胞内pH,Ca^<++>濃度同時測定 / Ca^<++>感受性色素Fura2 / Na@H交換輸送系 / Na@Ca交換輸送系 / 単離心筋細胞 / pH感受性色素(BCECF-AM) / アシドーシス / ミオグロビン / CO_2,O_2拡散速度 / 細胞内Ca^<++> / 顕微測光システム
研究概要

pHとCaの同時測定法が確立されて以下の成果が得られた。
(1)アシド-シス時では細胞内Ca濃度が上昇することがわかった。即ち、細胞内のpHをNH4Cl投与、続いてwash outにより低下させるとCa濃度が昇した。一方、細胞外pHを下げても同様に細胞内Ca濃度が上昇した。pHの低下の程度(細胞内も外も)とCaの上昇との間には有意な正の相関が認められた。
(2)(1)の現象はNa/HとNa/Caの両交換機構が連動して働いた結果によるものと思われる。何故なら、Na/H交換機構を抑制する薬物アミロライドを投与すると、pHを下げてもCaの上昇がみられなくなるからである。
(3)以上の実験は、収縮をしていない安静時での細胞の結果であるが、電気刺激して単収縮をしている細胞でも本質的に同様の結果が得られた。
(4)以上の結果からアシド-シス時では、従来の報告と異なり、むしろ収縮が増強されることを示す。
(5)代謝抑制剤IAA(解糖系を抑制)とNaCN(電子伝達系を抑制)投与すると、予想通り酸素消費量は、低下するが、その時、細胞内pHは低下し、Ca濃度は上昇した。しかし、正常時ではpHがNa/H交換でやがて回復して来るが、代謝抑制時ではpHは低下したままである。即ちNa/Hが働かなくなることが示された。
(6)細胞膜の脂質部分にとりかこまれるPyrene butyric acid (PBA)を用て、膜での酸素拡散速度係数(Do2)を求める方法の開発をした。
(7)CO2の拡散係数についても方法を開発した。
(8)その方法を用いて、虚血にした心臓の単一分離細胞の膜、ならびにミトコンドリ膜でのDo2を測定したところ、細胞膜のDo2は虚血、ならびに再潅流で低下することを見出した。

報告書

(4件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] 土居 勝彦: "単一心筋細胞の収縮力に及ぼす低酸素、pH、Ca^<++>の影響とガス交換機能" 平成元年度 受託研究報告書(山形大学医学部). 1-20 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsuyama,K.,Shibuya,I.Tanaka,K.and Doi,K.: "Influence of extracellular acidosis and temperature on intracellular pH and Ca^<2+> in a single myocyte isolated from rat ventricle。" Int.J.Biometeorol.34. 130-130 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Uchida,K.Kagawa,T.and Doi,K.: "Effect of temperature on the oxygen transporting ability of myoglobin." Int.J.Biometeorol.34. 130-130 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibuya,I.,Matsuyama,K.Tanaka,K。and Doi,K.: "A microfluorometric method for simultaneous measurement of changes in cytosolic free calcium concentration and pH in single cardiac myocytes." Jpn.J.Physiol.(1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Uchida,K.,Matsuyama,K.,Tanaka,K.,and Doi,K.: "Diffusion coefficient of oxygen in plasma and mitochondrial membrance of rat cardiomyocytes." Jpn.J.Physiol.(1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Uchida, K., Matsuyama, K., Matsuyama, K., Niizeki, K., Shibuya, I., and Doi, K.: "Gad kinetics in single isolated myocytes - role of myoglobin." Int. J. Biometerol.33. 203-204, (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsuyama, K., Uchida, K., Niizeki, K., Shibuya, I., and Doi, K. :"Intracellular pH change in a single myocyte isolated from guinea pig ventricle." Int. J. Biometeorol.33. 204, (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsuyama, K., Shibuya, I., Tanaka, K., and Doi, K. :"Influence of extracellular acidosis and temperature on intracellular pH and Ca^<2+> in a single myocyte isolated from rat ventricle." Int. J. Biometeorol.34. 130, (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Uchida, K., Kagawa, T., and Doi, K.: "Effect of temperature on the oxygen transporting ability of myoglobin." Int. J. Biometeorol.34. 130, (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibuya, I., Matsuyama, K., Tanaka, K, and Doi, K. :"A microfluorometric method for simultaneous measurement of changes in cytosolic free calcum concentration and pH in single cardiac myocytes." Jpn. J. Physiol.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Uchida, K., Matsuyama, K., Tanaka, K., and Doi, K. :"Diffusion coefficient of oxygen in plasma and mitochondrial membranes of rat cardiomyocytes." Jpn. J. Phydiol.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 土居 勝彦: "単一心筋細胞の収縮力に及ぼす低酸素、pH、Ca^<++>の影響とガス交換能" 平成元年度受託研究報告書(山形大学医学部). 1-20 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Matsuyama.K.,Shibuya,I.Tanaka,K.and Doi,K.: "Influence of extracellular acidosis and temperature on intracellular pH and Ca^<2+> in a single myocyte isolated from rat ventricle。" Int.J.Biometeorol.34. 130-130 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Uchida,K.,Kagawa,T.and Doi,K.: "Effect of temperature on the oxygen transporting ability of myoglbin." Int.J.Biometeorol.34. 130-130 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Shibuya,I.,Matsuyama,K.Tanaka,K.and Doi,K.: "A microfluorometric method for simultaneous measurement of changes in cytosolic free calcium concentration and pH in single cardiac myocytes." Jpn.J.Physiol.(1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Uchida,K.,Matsuyama,K.,Tanaka,K.,and Doi,K.: "Diffusion coefficient of oxygen in plasma and mitochondrial membranes of rat cardiomyocytes." Jpn.J.Physiol.(1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 土居勝彦,渋谷泉,松山清治,内田勝雄,加川朋子: "アシド-シスと心機能" 病態生理. 9. 869-877 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Uchida,K.,Matsuyama,K.,Niizeki,K.,Shibuya,I.,and Doi,K.: "Gas Kinetics in sigle isolated myocytes-role of myoglobin." Int.J.Biometeorol. 33. 203-204 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Matsuyama,K.,Uchida,K.,Niizeki,K.,Shibuya,I.,and Doi,K.: "Intracellular pH change in a single myocyte insolated from guinea pig ventricle." Int.J.Biometeorol. 33. 204-204 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Doi,K.;Shibuya,I.;Matsuyama,k.: Japan Journal Physiology. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Doi,K.;Shibuya,I.;Matsuyama,k.: Japan Journal Physiology. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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