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

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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．