不全心のエネルギー効率改善法の開発:EmaxとPVAの応用

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07508003
• 研究種目: 試験研究(A)
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 菅 弘之 岡山大学, 医学部, 教授 (90014117)
• 研究分担者: 荒木 淳一 岡山大学, 医学部, 助手 (80271055) ; 松原 広己 岡山大学, 医学部, 助手 (70252955) ; 高木 都 岡山大学, 医学部, 助教授 (00033358)
• キーワード: Emax / PVA / Emaxの酸素コスト / カルシウムハンドリング / 興奮収縮連関 / 心筋スライス / 酸素消費量

研究概要

これまで主として、イヌ摘出交叉灌流心臓標本を用いて、種々の収縮不全心を作製して、その前負荷、後負荷、収縮性を様々な方法で変えて、収縮性の指標のEmax(収縮期末圧容積関係の勾配)、心臓の発生する総機械エネルギーのPVA(圧容積面積)、さらには、心臓の一泊毎に消費する酸素消費量VO_2を測定算出した。VO_2-PVA関係は直線性を示し、勾配はPVAの酸素コストで逆数は収縮効率であるが、両者共、多くの収縮不全心で変わらなかった。また、Y-切片はPVAに依存しない酸素消費量を示すが、これは機械的に無負荷の状態でクロスブリッジのサイクリングに関与しない酸素消費と思われるが、全心臓標本では、完全な無負荷状態は得られないため、次に、ラット心臓の心筋スライス標本を作製し、完全な無負荷状態で電気刺激により自由収縮を行なわせた際の酸素消費速度を測定できる計測系を新たに確立した。この系で測定した酸素消費が、基礎代謝と興奮収縮連関でカルシウムを取扱うのに要するエネルギー消費からのみ構成されるかあるいは残渣的なクロスブリッジのサイクリングが起こっておりその為の酸素消費も含まれているのかを検討した。具体的にはクロスブリッジのサイクリングを選択的に抑制する2,3-butandione monooxime(BDM)を作用させても、心筋スライスの自由収縮による酸素消費速度は不変であったので、残渣的なクロスブリッジのサイクリングは起こっていないことが明らかになった。また、外液カルシウム濃度を上昇させるとそれと比例して、心筋スライスの自由収縮による酸素消費は増加したので、自由収縮により増加した酸素消費は大部分興奮収縮連関でのカルシウムの取扱いに消費されるものと考えられる。今後、このカルシウムの取扱いに消費されるエネルギーは、イヌの実験等で予測されるような筋小胞体のカルシウムポンプによるものが大部分を占めるかどうかを検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Shimizu J, Takaki M, Kohno K, Araki J, Matsubara H, Suga H: "Sinusoidal and exponential decays of postextrasystolic transient alternans in excised blood-perfused canine hearts." Jpn J Physiol. 45. 837-848 (1995)
• [文献書誌] Yasuhara S, Takaki M, Kikuta A, Ito H, Suga H: "Myocardial Vo_2 of mechanically unloaded contraction of rat ventricular slices measured by a new approch." Am J Physiol. (in press). (1996)
• [文献書誌] Ito H, Takaki M, Yamaguchi H, Tachibana H, Suga H: "Left ventricular volumetric conductance catheter for rats." Am J Physiol. (in press). (1996)
• [文献書誌] Takaki M, Matsubara H, Araki J, Zhao LY, Ito H, Yasuhara S, Fujii W, Suga H: "Sasayama S (Ed.) New Horizons for Failing heart Syndrome" Springer-Verlag Tokyo, 273 (1996)