肝ミトコンドリアの還元化に伴う重症病態における生体NMRによる個別臓器代謝評価

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09307024
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 小澤 和惠 滋賀医科大学, 医学部, 学長 (00026858)
• 研究分担者: 森川 茂廣 滋賀医科大学, 分子神経生物学研究センター, 助教授 (60220042) ; 田畑 良宏 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (20155229) ; 犬伏 俊郎 滋賀医科大学, 分子神経生物学研究センター, 教授 (20213142)
• キーワード: AKBR / 肝ミトコンドリア / 全身管理 / 生体NMRスペクトロスコピー / ^<31>P NMR / ^<13>C NMR / エネルギー代謝

研究概要

I)ハードウェアーの整備
本年度は、SMIS NMRコンソ-ルのデジタル化により、信号の検出感度の向上が達成された。このシステムを導入することにより、臨床用1.5T NMR装置、GE SIGNAの傾斜磁場をコントロールし、NMR信号の局在化が可能となった。既に、この新しいシステムを用いて、一般装置では実現できない、デカップリング、多重共鳴法を行うパルスプログラムを製作した。現在、肝臓、心臓、脳など個別の臓器に適した検出コイルやそれぞれの核種に適合した周波数のフィルターを製作し、ファントムを用いて測定条件の調整を行うとともに、人体に対する安全性についての検討を行っている。
また、本法は、現在稼働中のシステムに何ら改変を加えることなく進行しているので、SIGNAシステムで、臨床症例における脳、心筋のNMRスペクトロスコピーの仕事を継続し、発表している。
II)基礎実験
ラット肝阻血モデル・エンドトキシンショックモデルなどの病態を作成し、2T CSI Omega Systemを用いて、肝臓の^<13>C,^<31>P NMRを同時に測定し、^<13>Cアラニンからの糖新生能とリン酸エネルギー代謝が緊密な関係にあり、見かけ上hyperdynamicになっている状況でもこの両者は既に低下していることを生体レベルで明らかにした。また閉塞性黄疸、心不全などの重症病態において、AKBR(動脈血中ケトン体比:acetoacetate/β-hydroxybutyrate)が、全身の代謝状態を反映する良好な指標となりうることを明らかにした。
このほか、出血性ショックにおける肝エネルギー代謝、冠血管閉塞時の心筋代謝、脳梗塞、てんかんモデルでの脳内代謝、糖尿病での骨格筋代謝など、生体NMRスペクトロスコピーを用いて、様々な重症病態における個別臓器の代謝変化についての研究で成果を上げている。

研究成果

• [文献書誌] Morikawa S, et al.: "Relationship between gluconeogenesis,and phosphoenergetics in rat liver assessed by in vivo 13C and 31P NMR spectroscopy." NMR Biomed. 10. 18-24 (1997)
• [文献書誌] Takahashi K, et al.: "Effects of halothane and isoflurane on phosphoenergetic state of the liver during hemorrhagic shock in rats." Anesth Analg. 85. 347-352 (1997)
• [文献書誌] Morikawa S, et al.: "Gluconeogenesis and phosphoenergetics in rat liver during endotoxemia." J Surg Res. (in press).
• [文献書誌] Ishii H, et al.: "Evaluation of focal cerebral ischemia in rats by magnetic resonance imaging and immunohistochemical analyses." J Cereb Blood Flow Metab. (in press).
• [文献書誌] Takahashi K, et al.: "Hepatic energy metabolism during ketamine and isoflurane anesthesia in haemorrhagic shock." Br J Anesth. (in press).
• [文献書誌] Okada M, et al.: "Influence of aging or left ventricular hypertrophy on the human heart : contents of phosphorus metabolites measured by 31P MRS." Magn Reson Med. (in press).