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心筋細胞内に起こるCa^<2+>トランジェントの画像解析は装置の時間的制約から不可能であった。しかし、最近、我々はスリットスキャン方式を採用した4ミリ秒間隔ごとの記録可能な装置を開発することができた。本研究の目的は本装置使用により心筋単一細胞におけるCa^<2+>トランジェントの発生・伝播および消失の解析にある。
実験に供した単一細胞はモルモット心室筋からcollagenase処理により得、電気的に反復刺激した。刺激電極はフィールド型を用いた。細胞内Ca^<2+>濃度変化は蛍光波長500nmを使用し、励起波長340nmと380nmで得られる輝度の比率から算出した。また、観察は、心筋細胞の興奮前、16ミリ秒から、興奮後、720ミリ秒まで行った。
Ca^<2+>トランジェントは、細胞の限局した1箇所、2-3箇所あるいは数箇所から主に発生した。細胞の1箇所、特に1端に発生した例では、そこを基点として他端に向かって伝播(広がり)した。細胞全体への広がりは約40ミリ秒を要した。また、Ca^<2+>トランジェントのピークはその発生から約60ミリ秒後に観察された。
本実験ではフィールド刺激を用いたことから、活動電位は細胞全体に同時に発生していると考えられる。それに比べるとCa^<2+>トランジェントの伝播は非常にゆっくりであった。これらの結果から、最初Ca^<2+>トランジェントの発生は流入Ca^<2+>によって起こり、その後の伝播はCa^<2+>-induced Ca^<2+> release機構によっていると思われた。
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