不全心のメカノエナジェティックスのマクロ・ミクロ連関

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09470009
• 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: 入部 玄太郎 岡山大学, 医学部, 助手 (90284885) ; 毛利 聡 岡山大学, 医学部, 助手 (00294413) ; 荒木 淳一 岡山大学, 医学部, 講師 (80271055)
• キーワード: リアノジン / カルシウムパラドックス / スタンド心 / Emax / 期外収縮後収縮性増強 / 筋小胞体 / 興奮収縮連関

研究概要

我々は丸ごと心臓における総Caハンドリング量を推定する方法を考案し、正常心のCa動態を明らかにしてきた。不全心においては、筋小胞体から漏れ出たCaが収縮に関与せずに興奮収縮連関に用いられる酸素消費量だけを増加させる(無駄サイクル)ため、従来我々が用いていた方法では、総Caハンドリング量を推定することはできなかった。そこで、我々はこのような無駄サイクルをもつ不全心の総Caハンドリング量を推定する方法を考案し、三種類の不全心に適応して、その方法の是非を検討した。1.ナノモル単位のリアノジンを冠血流に投与すると、左心室のCaハンドリング消費量は減少せずに収縮性が低下する。リアノジン投与後の無駄サイクルは、筋小胞体を介して収縮に関与するCa量の約1.4倍と推定された。2.我々はCa過負荷不全心を作成した。左心室収縮性は40%に減少し、Caハンドリングに費やされる酸素消費量は30%に減少した。しかし、収縮性の酸素コストに変化はなかった。このCa過負荷不全心では筋小胞体を介するCaハンドリング量が増加していることが明らかとなった。そして、無駄サイクルが増加しているか、正常時に比べてトロポニン結合Ca量が左心室収縮性に反映されなくなっている(Caリアクティビティの低下)か、その両方であるかの可能性が示唆された。3.虚血後再灌流心(スタンド心)では収縮性が低下し、収縮性の酸素コストは2倍であった。筋小胞体を介するCaハンドリング量は減少しており、無駄サイクルとCaリアクティビティ関係から、Caハンドリングに費やされる酸素消費量は収縮性の増加を伴わず浪費される方向にシフトしていることが明らかとなった。これらの結果から、我々が考案した新しい方法は無駄サイクルをもつ不全心にも適応可能であることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Hosogi S,Araki J,Syuu Y,Suzuki S,Mohri S,Mikane T,Matsubara H,Ohe T,Hirakawa M,Suga H: "Calcium equally increases internal calcium recirculation fraction before and after β-blockade in canine left ventricles."Heart Vessels. 12・6. 280-286 (1997)
• [文献書誌] Suzuki S,Araki J,Morita T,Mohri S,Mikane T,Yamaguchi H,Sano S,Ohe T,Hirakawa M,Suga H: "Ventricular contractility in atrial fibrillation is predictable by mechanical restitution and potentiation."Am J Physiol. 275. H1513-H1519 (1998)
• [文献書誌] Shimizu J,Araki J,Mizuno J,Lee S,Syuu Y,Hosogi S,Mohri S,Mikane T,Takaki M,Taylor TW,Suga H: "A new integrative method to quantify total Ca^<2+> handling and futile Ca^<2+> cycling in failing hearts."Am J Physiol. 275. H2325-H2333 (1998)
• [文献書誌] Syuu Y,Araki J,Lee S,Suzuki S,Mizuno J,Mohri S,Mikane T,Shimizu J,Takaki M,Suga H: "Effects of Ca^<2+> and epinephrine on Ca^<2+> recirculation fraction and total Ca^<2+> handling in canine left ventricles."Jpn J Physiol. 48・2. 123-132 (1998)
• [文献書誌] Lee S,Ohga Y,Tachibana H,Syuu Y,Ito H,Harada M,Suga H,Takaki M: "Effects of myosin isozyme shift on curvilinearity of the left ventricular end systolic pressure volume relation of in situ rat hearts."Jpn J Physiol. 48・6. 445-455 (1998)
• [文献書誌] Mizuno J,Araki J,Iribe G,Maesako M,Morita T,Miyaji K,Imaoka T,Mohri S,Sano S,Ohe T,Hirakawa M,Suga, H: "Total Ca handling in canine mild Ca overload failing heart."Heart Vessels. 14・1. 38-51 (1999)
• [文献書誌] Mohri S,Araki J,Imaoka T,Iribe G,Maesako M,Shimizu J,Matsubara H,Ohe T,Hirakawa M,Suga H: "Myocardial mechanical restitution and potentiation partly underlie alternans decay of postextrasystolic potentiation : simulation."Heart Vessels. 14・2. 82-89 (1999)
• [文献書誌] Mikane T,Araki J,Suzuki S,Mizuno J,Shimizu J,Mohri S,Matsubara H,Hirakawa M,Ohe T,Suga H: "O_2 cost of contractility but not of mechanical energy increases with temperature in canine left ventricle."Am J Physiol. 277. H65-H73 (1999)
• [文献書誌] Araki J,Matsubara H,Shimizu J,Mikane T,Mohri S,Mizuno J,Takaki M,Ohe T,Hirakawa M,Suga H: "Weibull distribution function for cardiac contraction: Integrative analysis."Am J Physiol. 277. H1940-H1945 (1999)
• [文献書誌] Lee S,Araki J,Imaoka T,Maesako M,Iribe G,Miyaji K,Mohri S,Shimizu J,Harada M,Ohe T,Hirakawa M,Suga H: "Energy-wasteful total calcium handling underlies increased O_2 cost of contractility in canine stunned heart."Am J Physiol. (In press).
• [文献書誌] Shimizu J,Araki J,Iribe G,Imaoka T,Mohri S,Hohno K,Matsubara H,Ohe T,Takaki M,Suga H: "Postextrasystolic contractile decay independent of extrasystolic interval and compensatory pause in canine heart."Am J Physiol. (In press).
• [文献書誌] Mitani H,Yamaguchi H,Morita T,Oshima Y,Shimizu J,Ito H,Araki J,Takaki M,Sano S,Suga H: "Effective arterial elastance (Ea) of irregular beats during atrial fibrillation in canine left ventricle."Jpn J Physiol. (In press).
• [文献書誌] Takasago T,Goto Y,Hata K,Saeki A,Nishioka T,Taylor TW,Iribe G,Mohri S,Shimizu J,Araki J,Suga H: "Mechanoenergetics charcterizing oxygen wasting effect of caffeine in canine left ventricle."Jpn J Physiol. (In press).