負荷時および無負荷時の心筋エネルギー消費に対する心不全治療薬の効果

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10670098
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 國廣 なごみ (呉林 なごみ) 順天堂大学, 医学部, 助教授 (50133335)
• キーワード: 心臓 / スキンドファイバー / ATPase / エネルギー消費 / 心不全 / 筋小胞体 / Ca^<2+>

研究概要

心筋のエネルギー消費の内訳、即ち、収縮系、筋小胞体及びその他のATP消費系、の総ATP消費に対する割合を明らかにする為、ラット、モルモット、イヌの心室筋スキンドファイバー、及び、対照としてカエル骨格筋スキンドファイバーを用い、収縮特性、筋小胞体のCa^<2+>取込み及びCa^<2+>によるCa^<2+>遊離能(CICR)、ATPase活性を調べた。さらに生筋細胞を用い、細胞膜からのCa^<2+>流入の特性について調べた。結果を以下に示す。
1 スキンドファイバーのATPase活性を測定した。Ca^<2+>非存在下のbasalな活性及び収縮系のATPase活性はラットが最も高かった。一方、筋小胞体のATPase活性はラット、モルモットに差が無かった。またCa^<2+>遊離時にはATPase活性は著しく亢進された。
2 骨格筋におけるCICRの寄与を知るため、Ca^<2+>遊離チャネルのMg^<2+>とCa^<2+>濃度に対する親和性を求めた。その結果、骨格筋においてMg^<2+>イオンがCICR活性を常に強く抑制しており生理的にはほとんど働き得ないことがわかった。
3 心筋スキンドファイバーを用い、CICRの性質を調べた。心筋のCICR活性は骨格筋に比べ10倍以上高く、Mg^<2+>による抑制は悪かった。また筋小胞体のCa^<2+>取込み量を増した場合、骨格筋では遊離速度があまり影響されないのに対し心筋では著しく増大した。
4 心筋細胞のCa^<2+>流入について静止時と活動時の大きさを調べた。骨格筋ではいわゆるストア依存性Ca^<2+>流入(SOC)経路があることがわかった。心筋におけるSOCの関与の有無を現在検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Kurebayashi,N.and Ogawa,Y.: "Depletion of Ca^<2+> in the Sarcoplasmic Reticulum Stimulates Ca^<2+> Entry into Mouse Skeletal Muscle Fibres."J.Physiol.. (in press). (2001)
• [文献書誌] Murayama,T. et al.: "Role of Mg^<2+> in Ca^<2+>-Induced Ca^<2+> Release through Ryanodine Receptors of Frog Skeletal Muscle : Modulations by Adenine Nucleotides and Caffeine."Biophs.J.. 78. 1810-24 (2000)
• [文献書誌] Ogawa,Y., et al.: "Putative roles of type 3 ryanodine receptor isoforms (RyR3)."Trends Cardiovasc.Med.,. 10. 65-70 (2000)
• [文献書誌] Ogawa,Y. et al.: "Comparison of properties of Ca^<2+> release channels between rabbit and frog skeletal muscles."Mol.Cell.Biochem.. 190. 191-201 (1999)
• [文献書誌] Nishi,M. et al.: "Abnormal features in-skeletal muscle-from mice lacking Mitsugumin29."J.Cell Biol.. 147. 1473-80 (1999)
• [文献書誌] Ogawa,Y. et al.: "Ryanodine receptor isoforms in excitation-contraction coupling."Adv.Biophys.. 36. 27-64 (1999)
• [文献書誌] Kurebayashi,N.and Ogawa,Y.: "Effect of luminal calcium on Ca^<2+> release channel activity of sarcoplasmic reticulum in situ."Biophys.J.. 74. 1795-1807 (1998)