| 研究概要 |
本研究では,矢澤らの生理学実験結果に基づき,心臓の数理モデルを構築した.特に,矢澤らの実験において化学シナプスによる結合の存在が初めて確認されたので,本研究で数理モデリングした.始めにマウスの心臓モデルであるLuo-Rudyモデルを用いて,Small cell(ペースメーカ細胞)とLarge cellから心筋細胞へのシナプス結合について,実験結果の波形からシナプス時定数を計測し忠実に再現した.結果,パラメータ値を調整することで交互脈を発生させることが可能となった.次にウサギの心臓モデルであるShannonモデルを用いて同様の検証を行い,交互脈の発生を再現できた.電気シナプス結合だけでは再現できなかった交互脈が,化学シナプス結合を加えることにより数理モデル上で再現可能となった.
次に,その交互脈の発生原因を探るために,各種イオン電流に対する感受性を調査し,細胞外カリウムイオン濃度が通常の2倍程度になれば発生することをつきとめた.カリウムイオン濃度により各種イオン電流やカリウムイオン平衡電位の大きさが変化するが,そのうちどれが本質的に効いているのかを調査した結果,それらの一つのパラメータ値を変化させただけでは交互脈が発生せず,複合的な要因により発生することがわかった.今後は,交互脈を発生させるためのパラメータ群の有効な組み合わせを調査し,交互脈を抑制するためのイオン電流ブロックなどの手法を考察する予定である.数理モデルを用いて,死の予兆と言われる交互脈の抑制手法を確立することは,突然死のリスク軽減にとって非常に重要である.
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