シャイ・ドレーガー症候群の起立性低血圧を克服するバイオニック動脈圧反射装置の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680862
• Research Institution: Kochi Medical School
• Principal Investigator: 佐藤 隆幸 高知医科大学, 医学部, 教授 (90205930)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): RAICU Valerica 高知医科大学, 医学部, 助手 (20304678)
• Keywords: 動脈圧反射 / シャイ・ドレーガー症候群 / ダイナミクス / 交感神経 / 起立性低血圧

Research Abstract

動脈圧反射は、さまざまな外乱による脳の潅流圧変化を抑制する機構としてはたらく極めて重要なフィードバック制御システムである。時々刻々と変化する動脈圧は、頚動脈洞や大動脈弓の圧受容器で検知され、圧受容器神経活動として血管運動中枢にフィードバックされる。血管運動中枢はこの圧受容器神経活動に応じて、交感神経活動を変化させる。その結果、血管の収縮・弛緩が生じ、外乱の影響が抑制されることになる。
シャイ・ドレーガー症候群では、延髄を中心とした神経変性のため血管運動中枢が冒される。そのため、動脈圧反射失調となり重度の起立性低血圧になる。そこで、圧センサー→人工的血管運動中枢→電気刺激装置→交感神経刺激装置→交感神経からなるフィードバックシステムを試作開発した。
シャイ・ドレーガー症候群様の動脈圧反射失調を呈するラットでは、head-up tiltにより、数秒以内に動脈圧が60mmHgまで低下するが、本装置を埋め込んだラットでは、head-up tiltによる動脈圧低下を検知した人工的血管運動中枢から、自動的に電気刺激の頻度が増加し、動脈圧の低下が防止された。さらに、その機能的ダイナミクスは、生体固有の動脈圧反射と類似していた。すなわち、本装置が、生理的な血管運動中枢の機能を代行できたことになる。
以上のようなことから、シャイ・ドレーガー症候群の起立性低血圧を克服するバイオニック動脈圧反射装置の開発は可能であると結論づけられる。

Research Products

• [Publications] Kawada T: "Counteraction of aortic baroreflex to carotid sinus baroreflex in a neck suction model."J Appl Physiol. 89. 1979-1984 (2000)
• [Publications] Shishido T: "Single-beat estimation of end-systolic elastance using bilinearly approximated time-varying elastance curve."Circulation. 102. 1983-1989 (2000)
• [Publications] Kawada T: "Closed-loop identification of carotid sinus baroreflex transfer characteristics using electrical stimulation."Jpn J Physiol. 50. 371-380 (2000)
• [Publications] Kawada T: "Cyanide intoxication induced exocytotic epinephrine release in rabbit myocardium."J Auton Nerv Syst. 80. 137-141 (2000)
• [Publications] Kawada T: "Local epinephrine release in the rabbit myocardial interstitium in vivo."J Auton Nerv Syst. 78. 94-98 (2000)
• [Publications] Yoshimura R: "Increased brain angiotensin receptor in rats with chronic high-output heart failure."J Card Fail. 6. 66-72 (2000)
• [Publications] Kawada T: "Differential acetylcholine release mechanisms in the ischemic and nonischemic myocardium."J Mol Cell Cardiol. 32. 405-414 (2000)
• [Publications] Miyashita H: "A novel servo-control system that imposes desired aortic input impedance on in situ rat heart."Am J Physiol. 278. H998-1007 (2000)
• [Publications] 佐藤隆幸: "バイオニック装置による中枢性動脈圧反射失調の機能再建"循環器病研究の進歩. 21. 69-75 (2000)
• [Publications] Raicu V: "Multifrequency method for dielectric monitoring of cold-preserved organs."Physics in Medicine and Biology. 45. 1397-1407 (2000)
• [Publications] 入交昭彦: "全血の誘電挙動からみた赤血球凝集(連銭形成)"生物工学会誌. 78・5. 162-165 (2000)