単一心筋細胞のNa-Ca交換電流の性質について

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01570078
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 木村 純子 山形大学, 医学部, 助手 (10186322)
• キーワード: 心筋 / Na-Ca交換 / 膜輸送 / 膜電流 / パッチクランプ法 / Na-Ca交換電流 / ストイキオメトリ- / Caイオン

研究概要

今年度は、3つの事をした。1つめは、岡崎の生理学研究所から山形大学医学部薬理学教室に赴任して、パッチクランプ装置を完成した。2つめは、研究課題の一つであった、「心筋のNa-Ca交換は同時型かピンポン型か」の問いに答える為、モルモット単一心室筋細胞でNa-Ca交換電流の大きさを、様々なイオン条件下で測る実験を行い、そのデ-タの解析を、統計用コンピュ-タ-ソフトSASを用いて、詳細に行った。細胞内Naの濃度を高くすると、細胞外CaのNa交換担体に対する親和性は、低くなる(CaのKm値は、大きくなる)。この結果は、同時型の3型のうち2型、即ちKm=Kd型とKm<Kd型を否定し、ピンポン型か、同時型の残りの1型、即ちKm>Kd型を支持する。これら後2者のうちどちらかを決定するのは、Km/lmax値である。この値は、細胞内Naの濃度が高くなると、小さくなる傾向を示したので、同時型(Km>Kd)のように見える。しかし、その値が小さく、信頼限界が、異なる細胞内Na濃度間で大部分重なってしまうため、Km/lmax値に有意差があると断定できない。従って、ピンポン型か同時型のうちのKm>Kd型のどちらかを結論付けることが困難であった。そこでこの問題は、引き続き次年度に別の実験方法で調べることにした。ここまでの経過は、論文にまとめ、Journal of General physiologyに投稿し、受理された。3つめは、心筋では、Kイオンは、Na-Ca交換で運ばれていないことを明らかにした。これは、眼の桿体細胞のNa-Ca交換とは、異なる性質である。これについては、Pflugers Archievにショ-トコミュニケ-ションとして発表した。

研究成果

• [文献書誌] Li,J.and Kimura,J: "Translocation Mechanism of Na-Ca exchange in single cardiac ventricular cells of guinea pig" Journal of General physiology.
• [文献書誌] Yasui,K.,Kimura,J.: "Is pottasium co-transported by the cardiac Na-Ca exchange?" Pflugers Archiev,European Journal of physiology. 415. 513-515 (1990)
• [文献書誌] Miura,Y.,Kimura,J.: "Sodium-calcium exchange currenr:Dependence on internal Ca and Na and competitive binding of external Na and Ca." Journal of General physiology. 93. 1129-1145 (1989)
• [文献書誌] Kimura,J.,Miyamae,S.,Noma,A.: "Identification of sodium-calcium exchange current in single ventricular cells of guinea pig." Journal of physiology. 384. 199-222 (1987)
• [文献書誌] Kimura,J.,Noma,A.,Irisawa,H.: "Na-Ca exchange current in mammalian heart cells." Nature. 319. 596-597 (1986)
• [文献書誌] Gadsby,D.C.,Kimura,J.,Noma,A.: "Voltage dependence of Na/K pump current in isolated heart cells." Nature. 315. 63-65 (1985)