体外式膜型人工肺モデルラットにおける骨格筋収縮時の酸素・循環動態の解明

体外膜氧合器大鼠模型骨骼肌收缩过程中氧气和循环动力学的阐明

• 批准号: 21K11177
• 负责人: 堀田 一樹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kitasato University (2022)Niigata University of Health and Welfare (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11177/
• 关键词: ECMO; 骨格筋; 微小血管; 酸素動態; リン光クエンチング

体外式膜型人工肺（ECMO）は重度の呼吸循環不全に陥った患者にとって最後の砦である．長期のECMO管理を要する場合には，筋萎縮の予防を目的に骨格筋に対する電気刺激療法を行う場合がある．一方で，ECMOは全身の非生理的な呼吸循環動態を引き起こすことから，骨格筋に対して機能的変化を惹起する可能性がある．ECMOが骨格筋への酸素輸送および筋張力に及ぼす影響について検討するために，本研究では筋収縮時の骨格筋間質酸素分圧（PO2is）をリアルタイムで計測した．SDラットを対象に，頸静脈から脱血した血液を小動物用ECMOを用いて酸素化し動脈血へと送血した．このようなECMOモデルラットを対象に，後肢の露出された前脛骨筋に対して電気刺激による筋収縮を誘発した．PO2isの計測にはリン光クエンチング法を用いた．その結果，ECMOとコントロールラットいずれも筋収縮時にPO2isは減少した．筋収縮前の安静時，および収縮時のいずれもコントロールと比較してECMOで有意に低値を示した．電気刺激によって生じた筋張力をひずみゲージを用いて計測した結果，ECMOとコントロールの間に差を認めなかった．コントロールと比較して筋弛緩速度がECMOで有意に遅延していた．以上のことから，ECMOはラット骨格筋の安静時および収縮時の間質内の酸素分圧を低下させることが示された．また，ECMOは筋収縮能には影響しないが，弛緩速度を減少すると思われた．本研究はECMO管理中の骨格筋微小循環動態に関する初めての知見である．PO2isは微小血管からの酸素供給と筋細胞の酸素消費のバランスによって規定される．したがって，ECMOは微小血管の酸素供給能の低下を惹起していることが示唆された．

The patient with <s:1> severe <s:1> respiratory and circulatory insufficiency に陥った in the extracorporeal membrane artificial lung (ECMO) にとって final である. Long-term の を the management of the ECMO す る occasions に は, muscle atrophy の purpose to prevent を に skeletal muscle に す seaborne る electric 気 stimulation を line う occasions が あ る. One party で, ECMO は non-physical な breathing loop dynamic systemic の を lead き up こ す こ と か ら, skeletal muscle に し seaborne て function variations of the を provoked す る possibility が あ る. ECMO が skeletal muscle へ の acid grain conveying お よ に び muscle tension and ぼ す influence に つ い て beg す 検 る た め に, this study で は reinforcement 収 shrinkage when の skeletal muscle interstitial element points 圧 acid (PO2is) を リ ア ル タ イ ム で measuring し た. SD ラ ッ ト を like に seaborne, jugular vein か ら blood off し た blood を animals using the ECMO を い て acid element change し arterial blood へ と send blood し た. こ の よ う な ECMO モ デ ル ラ ッ ト を like に seaborne, hind legs の reveal さ れ た before shin jin に し seaborne て electric 気 stimulus に よ る reinforcement 収 shrinkage を 発 lure し た. PO2is <s:1> measurement に リ リ <s:1> light <s:1> エ エ チ チ グ グ method を use を た. As a result, the ECMOとコ トロ トロ に ラット ラット ずれ ずれ に にPO2is during tendon contraction そ decreased by た た. の before reinforcement 収 shrinkage when quiet お よ び 収 shrinkage when の い ず れ も コ ン ト ロ ー ル と compare し て ECMO で intentionally に low numerical を shown し た. Born electric 気 stimulus に よ っ て じ た muscle tension を ひ ず み ゲ ー ジ を with い て measuring し た results, ECMO と コ ン ト ロ ー ル の に difference between を recognize め な か っ た. コ ン ト ロ ー ル と compare し て muscle relaxation velocity が ECMO で intentionally に 遅 delay し て い た. Above の こ と か ら, ECMO は ラ ッ ト skeletal muscle の quiet when お よ び 収 shrinkage when の interstitial element points 圧 の acid within low を さ せ る こ と が shown さ れ た. Youdaoplaceholder0, ECMO また tendon contraction energy に に affects な が が, relaxation rate を reduces すると われた われた. In this study, the dynamics of microcirculation in the <s:1> bone, grid and tendon in ECMO management are に related to する initial めて and である. PO2is microvessels スによって ら supply of acid と consumption of acid by fascia cells <s:1> バラ スによって regulation される. Youdaoplaceholder0 たがって, ECMO たがって microvessels have a <s:1> low acid supply を, which causes された て る る とが とが suggesting された.

项目成果

予防理学療法学

预防性物理治疗

• 发表时间: 2022
• 作者: （著）堀田一樹;神谷健太郎（編）石川 朗;木村雅彦
• 通讯作者: 木村雅彦

体外式膜型人工肺はラット骨格筋の弛緩速度を減少する

体外膜氧合降低大鼠骨骼肌松弛率

• 发表时间: 2022
• 作者: 堀田一樹;藤井 豊;池上諒;井上達朗;田宮 創;椿 淳裕
• 通讯作者: 椿 淳裕

Cerebral Oxygenation Dynamics During Incremental Exercise: Comparison of Arm Cranking and Leg Cycling

增量运动期间的脑氧合动态：手臂摇动和腿部骑自行车的比较

• DOI: 10.1007/978-3-030-48238-1_20
• 发表时间: 2021
• 期刊: Advances in experimental medicine and biology
• 作者: Hashimoto K.;Hotta K.;Morishita S.;Kanai R.;Takahashi H.;Tsubaki A.
• 通讯作者: Tsubaki A.

Vascular permeability of skeletal muscle microvessels in rat arterial ligation model: in vivo analysis using two-photon laser scanning microscopy

大鼠动脉结扎模型中骨骼肌微血管的血管通透性：使用双光子激光扫描显微镜进行体内分析

• DOI: 10.1152/ajpregu.00135.2020
• 发表时间: 2021
• 期刊: American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology
• 作者: Shimotsu Rie;Hotta Kzuki;Ikegami Ryo;Asamura Tomoyo;Tabuchi Ayaka;Masamoto Kazuto;Yagishita Kazuyoshi;Poole David C.;Kano Yutaka
• 通讯作者: Kano Yutaka

Relationship Between Decrease of Oxygenation During Incremental Exercise and Partial Pressure End-Tidal Carbon Dioxide: Near-Infrared Spectroscopy Vector Analysis

• DOI: 10.1007/978-3-030-48238-1_19
• 发表时间: 2021-01-01
• 期刊: OXYGEN TRANSPORT TO TISSUE XLII
• 作者: Kojima, Sho;Morishita, Shinichiro;Tsubaki, Atsuhiro
• 通讯作者: Tsubaki, Atsuhiro