呼吸中枢作用薬の定量的薬効評価用汎用統合型ソフトウェアの開発

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01870012
• 研究機関: 東京慈恵会医科大学
• 研究代表者: 福原 武彦 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (10009889)
• 研究分担者: 西牟田 啓 日本電気三栄株式会社, 医用電子機器事業部第3部, 部長 ; 加藤 総夫 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助手 (20169519)
• キーワード: 呼吸中枢 / 神経薬理学 / 横隔神経 / 時系列解析 / 生体信号情報処理 / 呼吸調節 / 薬効評価 / 神経活動電位

研究概要

本年度は、ソフトウェアを完成させ、これを用いて動物実験の結果得られたデ-タを解析した。
1.ソフトウェア開発:シグナル・プロセッサ-7T17(日本電気三栄、現有設備)を用い、信号処理専用高級言語Signal BASICーversion5(日本電気三栄、現有)によって記述された呼吸性活動解析プログラムパッケ-ジを改良、修正し、RESPACKー17 version1.0を完成させた。また、同プログラムの使用マニュアルを作成した。さらに、同プログラムによって作成され、記憶媒体上に書き込まれた神経活動のパワスペクトルのデ-タに基づいて、非線形最小二乗法に基づく吸息性高頻度同期波の定量化解析を行なうプログラムパッケ-ジHFOーPackage ver5.0を完成させた。この両パッケ-ジを動員することにより、神経活動電位ならびに筋活動中に発現する呼吸リズム性活動のほぼ全体像を定量的に評価することが可能となった。
2.動物実験とデ-タ解析:麻酔下に非動化した人工呼吸下のウサギまたはネコから、横隔神経、迷走ならびに舌下神経の遠心性発射活動を双極白金電極を用いて同時に導出し、デ-タレコ-ダを用いて磁気テ-プに収録した。上述の標本に、大腿静脈より、pentobarbital、morphine、naloxoneならびにdoxapramを適用し、その急性作用を経時的に観察し、磁気テ-プに記録した。完成されたプログラムパッケ-ジを用いてデ-タを解析した結果、これらの薬物の作用について、従来のデ-タ解析方法では明らかにし得なかった以下の新知見を得た:(1)呼吸リズムとその安定性の維持機構に対する薬物の作用態度ならびに機序が異なる可能性、(2)呼吸リズムと呼吸筋支配運動神経群の吸息性活動の形成および修飾に関与する呼吸中枢内神経回路群の薬物感受性が異なる可能性。これらは諸種薬物群の呼吸機能に及ぼす作用の機序を解明する上で重要な基礎となる知見である。

研究成果

• [文献書誌] Hukuhara,Takehiko: "Quantitative Spektralanalyse zur Synchronisation von kardiovasula^^¨ren,respiratorischen und elektrokortikalen Periodizita^^¨ten der Katze." In M.E.Schlaefke,W.Gehlen und W.Budach (Eds.),Schlaf und schlafbezogene autonome Sto^^¨rungen.(1991)
• [文献書誌] 福原 武彦: "呼吸中枢の神経機構の生理・薬理ー最近の生理ならびに神経薬理学的研究の動向と問題点ー" 日本薬理学雑誌. 95. 279-293 (1990)
• [文献書誌] 福原 武彦: "呼吸の神経機構" BRAIN MEDICAL. 2(4). 13-293 (1990)
• [文献書誌] 福原 武彦: "機能毒性試験法(中枢および末梢神経系):脳・神経電気的活動の定量的解析評価" 福原武彦,小野宏(編),機能毒性学ー毒性試験講座,地人書館. 第7巻. 366-378 (1990)
• [文献書誌] 福原 武彦: "一般薬理試験法:呼吸器系" 福原武彦,小野宏(編),機能毒性学ー毒性試験講座,地人書館. 第7巻. 83-114 (1990)
• [文献書誌] Kato,Fusao: "Highーfrequency oscillation in the phrenic inspiratory discharges would be characteristic of central respiratory pattern generating mechanisms" Proceedings of the XXth International Congress of Neurovegetative Research,Elsevier.(1991)
• [文献書誌] Kato,Fusao: "Synchronization of highーfrequency discharges of the bilateral phrenic nerves and influence of opioids thereon." Japanese Journal of Physiology. 40(Suppl). S50 (1990)
• [文献書誌] Kato,Fusao: "Effect of morphine on the synchronized highーfrequency inspiratory discharges of the bilateral phrenic efferents in rabbits." European Journal of Phrmacology. 183(6). 2073-2074 (1990)
• [文献書誌] Kato,Fusao: "Differential effects of pentobarbital on centrally generated respirationーrelated activities:respiratory rhythm and highーfrequency oscillation in the phrenic nerve discharge" Japanese Journal of Pharmacology. (1991)
• [文献書誌] Kato,Fusao: "Possible physiological significance of highーfrequency oscillations in the central control of respiratory movements" Journal of Autonomic Nervous System. 29(1). 67 (1989)
• [文献書誌] 加藤 總夫: "中枢性呼吸リズム時系列に及ぼすmorphineの影響" 日本薬理学雑誌. 96(6). 73T (1990)
• [文献書誌] Takano,Kazuo: "Respiratory related neurons with highly stable discharge located in the lower brain stem of the rabbit." Proceedings of the XXth International Congress of Neurovegetative Research,Elsevier.(1991)
• [文献書誌] Takano,Kazuo: "Vagal afferents modify the phrenic highーfrequency oscillation of rabbits." Japanese Journal of Physiology. 40(suppl). S51 (1990)
• [文献書誌] Takano,Kazuo: "Effect of thiamylal on correlation of inspiratory unit activity to phrenic highーfrequency oscillation in the brain stem of the rabbit." European Journal of Pharmacology. 183(6). 2354-2355 (1990)
• [文献書誌] Sakai,Yuji: "Pharmacological properties of layngeal protective reflexes." Proceedings of the XXth International Congress of Neurovegetative Research,Elsevier.(1991)
• [文献書誌] Sakai,Yuji: "Effects of halothane on the stereotyped laryngeal reflexes." European Journal of Pharmacology. 183(3). 722-723 (1990)