消化管平滑筋の自発活動発現における細胞内貯蔵カルシウムの役割

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14570044
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 鈴木 光 名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (80037548)
• キーワード: 消化管平滑筋 / 歩調とり電位 / 細胞内カルシウム

研究概要

摘出モルモット胃平滑筋にガラス微小電極を刺入し膜電位を記録すると、振幅およそ30mVで持続5-6秒の緩やかな電位が律動的に記録され、これを緩電位と呼んだ。緩電位は神経要素を除外しても観られ、またCa-拮抗薬で電位依存性カルシウムチャネルを阻害しても変化しなかったので、平滑筋組織内で発現している自発活動と考えた。緩電位はDIDSやニフルミン酸で消失したので、カルシウム感受性塩素チャネルチャネルが活性化されることにより形成されると考えた。また緩電位は細胞内カルシウムイオン濃度の上昇を伴っており、カルシウムキレート剤で細胞内カルシウム濃度を極端に低下させたり、細胞内小胞体(カルシウム貯蔵部位)のカルシウムを枯渇させたり、小胞体膜にあるIP3受容体を阻害すると停止したので、IP3を介して小胞体からカルシウムを遊離する機構が関与していることが判った。さらにミトコンドリアのプロトンポンプを抑制したり、ミトコンドリア膜のATP感受性Kチャネルを抑制しても緩電位の発生は阻止された。また緩電位発生には数秒の不応期があり、プロテインキナーゼCの活性と連関していた。これらの結果から、自発活動のもととなる歩調とり電位はミトコンドリアにおける電位変動で生じるカルシウムの局所的濃度変化がプロテインキナーゼ、ホスホリパーゼCなどのカルシウム感受性酵素を活性化し、IP3の産生を増加させ、筋小胞体からカルシウムを遊離させることによって細胞内カルシウム濃度を増加させ、その結果として活性化される細胞膜のカルシウム感受性塩素チャネルを介する塩素イオンの流出により形成されると考えた。

研究成果

• [文献書誌] Fukuta, H., Kito, Y., Suzuki, H.: "Spontaneous electrical activity and associated changes in calcium concentratio in the guinea-pig gastric smooth muscle"Journal of Physiology (London). 540・1. 249-260 (2002)
• [文献書誌] Hirst, G.D.S., Bramich, N.J., Teramoto, N., Suzuki, H., Edwards, F.R.: "Regenerative component of slow waves in the guinea-pig gastric antrum involves a delayed increase in Ca and Cl-channels"Journal of Physiology (London). 540・3. 907-919 (2002)
• [文献書誌] Yoneda, S., Takano, H., Takaki, M., Suzuki, H.: "Properties of spontaneously active cells distributed in submucosal layer of the mouse proximal colon"Journal of Physiology (London). 542・3. 887-897 (2002)
• [文献書誌] Suzuki, H., Kito, Y., Fukuta, H., Yamamoto, Y.: "Dual effects of cyclopiazonic acid on excitation of circular smooth muscles isolated from the guinea-pig gastric antrum"Journal of Smooth Muscle Research. 38・1&2. 23-37 (2002)
• [文献書誌] Kito, Y., Fukuta, H., Yamamoto, Y., Suzuki, H.: "Excitation of smooth muscles isolated from the guinea-pig gastric antrum in response to depolarization"Journal of Physiology (London). 543・1. 155-167 (2002)
• [文献書誌] Kito, Y., Fukuta, H., Suzuki, H.: "Components of pacemaker potentials recorded from the guinea-pig stomach antrum"Pflugers Archiev, European Journal of Physiology. 445. 202-217 (2002)