| 研究課題/領域番号 |
10558136
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
医用生体工学・生体材料学
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
菅 弘之 岡山大学, 医学部, 教授 (90014117)
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| 研究分担者 |
毛利 聡 岡山大学, 医学部, 助手 (00294413)
荒木 淳一 岡山大学, 医学部, 助教授 (80271055)
伊藤 治男 (有)SIメディコテック, 代表取締役(研究職)
入部 玄太郎 岡山大学, 医学部, 助手 (90284885)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| キーワード | 心筋細胞Ca動態 / 期外収縮 / 一過性交互脈 / 興奮収縮連関 / 心筋酸素消費 / 心筋メカノエナジェティクス / 再循環率 / 統合生理学 |
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| 研究概要 |
我々は期外収縮後収縮性増強が収束する際に一過性交互脈の形で収束することを見い出し、拍動する心臓から心筋細胞内Ca動態を推定する方法を考案した。期外収縮後x拍目の収縮性をyとし、期外収縮後6心拍を指数関数のみの項と三角関数と指数関数の積の和の式:
y=a・exp[-(x-1)/τ_e]+b・exp[-(x-1)/τ_s]・cos[π(x-1)]+1
にてカーブフィッティングを行った。第一項は心筋細胞内外のCa動態に関係し、第二項は筋小胞体(SR)でのCa動態の特徴を表すと言うモデルを考えた。心筋細胞内を移動するCaのうち、SRに取り込まれる割合を再循環率(RF)と呼び、指数関数項の時定数τ_eを用いてexp(-1/τ_e)として求めた。また、興奮収縮連関に必要な酸素量を求め、細胞質からCaを排出する主な経路であるSR内への取り込みと細胞外への汲み出しのエネルギーコストの違いを組み合わせて心筋細胞内を移動するCa量を求めた。この方法にて同じ収縮性の酸素コストを持つCaとエピネフリン(EP)について検討した結果、CaはRFを増加させEPでは不変であった。一心拍に移動するCa量は対照で40μmol/beat/kg LV、収縮性を増強させた場合には110μmol/beat/kg LVであった。不全心筋についても検討し、SRのCa放出チャネルを半開状態で固定させるためにリアノジンを40nmol/lとなるよう冠動脈内投与した。RFは0.6から0.5に低下し、収縮に関与せず細胞質内を移動する無駄サイクルは収縮に関与するCaの1.4倍存在していた。虚血後のスタニングについても検討し、RFの0.63から0.43への低下と無駄サイクルの1.22への増加、そしてCaに対する収縮性の反応の低下も組み合わせて推定することができた。
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