微細血流構造と血管内皮形状の関連より見た動脈硬化発症進展過程の解析

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03671088
• 研究機関: 川崎医科大学
• 研究代表者: 小笠原 康夫 川崎医科大学, 医学部, 講師 (10152365)
• 研究分担者: 辻岡 克彦 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (30163801) ; 梶谷 文彦 川崎医科大学, 医学部, 教授 (70029114)
• キーワード: 腎動脈 / 動脈硬化 / 血流プロフィル / 高周波数パルスドプラ血流計 / 高周波超音波断層装置 / ずり速度 / 流れの剥離 / 血管内皮

研究概要

本研究は微細な流れの構造や局所的な血行力学的因子を詳細に検討し、血管壁細胞の形態や機能などに与える影響を総合的に解析することによって、動脈硬化病変の局在化の機構、および進展の機序を解明することを目的とする。初年度は、本研究の特長である、In vivoにおける微細な血流構造の計測、血統形状計測と内皮細胞の形態・機能を評価する実験・解析システムの確立を主体とした。まず、麻酔開胸犬(10頭)の剥離・露出した大動脈ー腎動脈分岐部において血流速プロフィルと血管形状の測定を行った。大動脈ー腎動脈分岐角度は平均84°(60ー90°)で比較的固体差が大きかったが、血流速プロフィルはつぎのようにほぼ一定の傾向を示した。血流速プロフィルの方向は心周期に伴って変化し、平均して分枝尾側へ偏位した。また分枝頭側では収縮期に流れの剥離が生じその逆流成分は時間的に変動を示した。分岐部での血流ベクトルは分岐尾側へ向かい、分岐頭側は平均的低ずり速度であった。すなわち腎動脈分枝入口頭側の局所血流動態は、相対的低ずり速度、流れの剥離と時間的振動性であった。さらにヒトにおいて、動脈硬化発生頻度が高い大動脈ー腎動脈分岐部における血管形状と血流プロフィルを詳細に計測した。動脈硬化の初期病変が生じやすい腎動脈分入口頭側の局所血流動態はイヌ腎動脈の場合と同様に、相対的低ずり速度、流れの剥離と時間的振動性が徴的であった。これらの局所血流動態が内皮細胞の形態・配列または物質移送を介して動脈硬化発生・進展に密接に関連するものと推察された。腎動脈分岐部での詳細な血流速プロフィルの計測は、我々が開発した計測システムによって初めて実現され、その有効性が確認された。さらに、内皮細胞の形態・機能の評価については、共焦点レ-ザスキャン顕微鏡の設置を終了して、最適な標本作成手法についても検討し、次年度に向けて準備を行った。

研究成果

• [文献書誌] Yasuo Ogasawara: "Analysis of dynamic changes in coronary artery and vein by 30MHz Ultrasound tomography with an M-mode echo system" Proceedings Third U.S.A.-China-Japan Conference on Biomechanics. 151-152 (1991)
• [文献書誌] C.J.H.Jones: "Blood velocity profiles at arterial bifurcations measure by high frequency pulsed Doppler ultrasound velocimetry" American Journal of Physiology.
• [文献書誌] Fumihiko Kajiya: "Blood velocity patterns in poststenotic regions and velcity waveforms for myocarclial inflow as" Journal of Biomechanics Engineering.
• [文献書誌] Osamu Hiramatsu: "Phasic characteristics of arterial inflow and venous outflow of the right ventricular myocardium in dog" American Journal of Physiology.
• [文献書誌] Akihiro Kimura: "Effect of coronary stenosis on phasic pattern of septal artery in the dog" American Journal of Physiology.
• [文献書誌] Tokunori Yamamoto: "Blood velocity profiles in the origi of the canine renal artery and their relevance in the localization and development of atherosclerosis" Arteriosclerosis and Thrombosis.
• [文献書誌] Fumihiko Kajiya (eds.Michitosh Inoue,Masatsugu Hori,Shoichi Imai,Robert M.Berne): "A Study of Coronary Circulation by Laser Doppler Velocimetry In Regulation of Coronary Blood Flow" Springer-Verlag, 13 (1991)