心筋虚血再灌流後の好気的代謝復活による心筋傷害：二酸化炭素産生とカルシウム過負荷

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23592023
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 山本 浩史 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10270795)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 文雄 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00127474)
• Keywords: 心筋保護 / 開心術 / 心筋虚血 / 虚血再灌流 / 二酸化炭素 / 塩素イオン / 重炭酸イオン

Research Abstract

＜背景＞開心術における心筋虚血再灌流傷害の病態は細胞内Ca2+過負荷であり、大動脈遮断中（虚血中）の細胞内アシドーシス（H+産生）がNa+/H+交換によるNa+流入とNa+/Ca2+交換を介するCa2+流入と関連する。また大動脈遮断中にも残存酸素を利用した好気的代謝で低O2とCO2貯留が生じている。細胞内CO2は拡散によって、またはH+とHCO3-としてそれぞれNa+/H+交換とCl-/HCO3-交換によって細胞外に排出される。酸素化血液心筋保護液（OBC）使用時の冠静脈洞（CS）液のイオン濃度を評価した。
＜方法＞開心術症例を対象とし大動脈遮断解除(OBC再灌流)時のCS液を採取した。CS液のイオン濃度は心筋細胞膜と赤血球膜における細胞内外のイオン移動が同時に関与するため、赤血球のみのイオン移動も別箇に考慮する必要がある。そのため虚血に暴露された赤血球のみのイオン移動を推定するため、in-vitroで無O2高CO2灌流下（虚血シミュレーション）における血液心筋保護液のイオン濃度を測定した。
＜結果＞
CS液のCl-濃度は虚血前（正常O2正常CO2）のCS液では変化なく、大動脈遮断解除時(OBC再灌流)のCS液では有意に低下し（心筋+赤血球）、虚血シミュレーション（赤血球のみ）でも有意な低下を示し、大動脈遮断中のCl-/HCO3-交換の関与が示唆された。またCS液のHCO3-濃度は虚血前（正常O2正常CO2）のCS液ではわずかに上昇しており、大動脈遮断解除時(OBC再灌流)のCS液では濃度の変化がなく（心筋+赤血球）、虚血シミュレーション（赤血球のみ）では有意な上昇を示した。＜結論＞心筋虚血再灌流の過程ではCl-/HCO3-交換の関与が重要な役割を果たしている。血液心筋保護法では大動脈遮断中でも好気的代謝が残存しCO2が産生されるが、CO2が赤血球内緩衝系でHCO3-に変化後、Cl-/HCO3-交換系を介し赤血球外に排出され心筋細胞内緩衝系に影響している可能性が示唆された。