肺血管系における直列方向の血管応答分布と血管セグメントの発生学的オリジンの関係

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10670056
• 研究機関: 国立循環器病センター
• 研究代表者: 白井 幹康 国立循環器病センター研究所, 心臓生理部, 室長 (70162758)
• 研究分担者: 西浦 直亀 国立循環器病センター研究所, 心臓生理部, 室員 (70132933) ; 下内 章人 国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 室員 (80211291)
• キーワード: 肺小血管 / 低酸素性肺血管収縮 / 一酸化窒素 / プロスタサイクリン / 電位依存性カリウムチャネル / カルシウム活性化カリウムチャネル / 4-アミノピリジン / イベリオトキシン

研究概要

独自のX線TVシステムを麻酔下ネコに応用し、肺小動静脈(口径:60-1100μm)の口径応答を直接計測することで、1)急性肺胞性低酸素時の肺血管収縮(HPV)の発生部位を同定し、2)一酸化窒素(NO)とプロスタサイクリン(PGI_2)の吸入で起こる肺血管拡張の発生部位との差異を調べた。また、3)HPV発生に関わるとされている内因性NOとK^+channelを遮断した時の肺血管応答分布とHPVへの影響を調べた。
低酸素ガス吸入時、口径〜100-600μmの肺動静脈に限局してHPVが生じた。最大応答は200-300μmの小動脈で起こった。他方、NOあるいはPGI_2吸入は、より広範囲の〜100-1000μmの肺動静脈に拡張応答を起こし、最大応答は100-500μmの肺動脈に生じた。以上から、〜100-600μmに限局した応答はHPVに特異的と考えられた。
NO合成阻害薬投与時、100-1100μmの肺動静脈に収縮が生じ、最大応答は〜600-900μmの肺動脈で起こった。この応答パターンはHPVの場合と大きく異なった。また、NO合成阻害時HPVは増大した。これらから、内因性NOは、HPVのmediatorではなく、modulator(inhibitor)と考えられた。
HPVが限局する末梢側肺小動脈(100-500μm)と中枢側肺動脈(800-1100μm)で、voltage-dependent K^+(K_V)channel(低酸素で抑制される)とCa^<2+>-sensitive K^+(K_<Ca>)channel(低酸素で活性化する)を介した血管運動作用を比較した。K_V channel遮断薬(4-aminopyridine)は、末梢、中枢側のいずれも収縮させたが、K_<Ca> channel遮断薬(iberiotoxin)は、主に中枢側を収縮させ、末梢側への効果は極めて弱かった。これらより、低酸素時、末梢側肺小動脈では主にK_V channelの抑制により血管収縮(HPV)が起こり、他方中枢側では、この収縮と同時にK_<Ca> channelの活性化を介した血管拡張が起こり、収縮応答がマスクされることが予測された。実際、K_<Ca> channel遮断後に低酸素を負荷すると、中枢側にも弱い血管収縮が生じた。

研究成果

• [文献書誌] Shirai,M.: "Segmental differences in vasodilation due to basal NO release in in vivo cat pulmonary vessels" Respiration Physiology. (In press). (1999)
• [文献書誌] Ikeda,S.: "Pulmonary microvascular respenses to inhaled prestacyclin,nitric oxide,and their combination in anesthetized cats" Japanese Journal of Physiology. (In press). (1999)
• [文献書誌] Shirai,M.: "Role of K^+ channels in controlling pulmonary arterial tone during normoxia and hypoxia" Japanese Journal of Physiology. 48 (Suppl). S61 (1998)
• [文献書誌] Shirai,M.: "The role of endogencus nitric oxide in regulating pulmonary microvascular tone in normoxic and hypoxic cat lungs" The Biology of Nitric Oxide Part 6,ed.by Moncada S.,Portland Press. 166 (1998)
• [文献書誌] Shimouchi,A.: "Inducible nitric oxide synthase attenuates constriction of small pulmonary arterics in chronically hypoxic rats" The Biology of Nitric Oxide Part 6,ed.by Moncada S.,Portland Press. 224 (1998)