低酸素状態における脳内の酸化還元状態とエネルギー代謝との同時測定による研究

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我々は近赤外線領域の連続NIR spectrum(cNIRS)を用いて、多ポイント化にて測定し、拡散スペクトルの平坦化の補正、各スペクトルにおける光路長の差異の規格化により、脳組織内のHbO_2/Hbし酸素飽和度(SO_2)、脳血液量(CBV)、そしてcytochrome c oxidase(Cyt)のredox stateをreal timeに非侵襲的に測定する方法を開発し報告した。今回は、新生仔豚を用いin vivoにおけるCytのredox stateと脳内エネルギー代謝との関係を明らかにするために、^<31>P-MRSによりPCr、ATP、PiならびにpHiと、7mの石英のファイバーを使用して、cNIRSによるCytのredox stateを同時測定した。基礎的実験として、Hbの影響を取り除くためにfluorocarbon lipid emulsion(FC)にて血液置換を行なった後、低酸素負荷での実験を行い、Cytの還元とPCr/Pi比の減少開始時期のcritical pointやその程度の関係を検討した結果、PCr/Pi値の低下とCytの還元がほぼ同程度に進行していることを証明した。さらに実際のHbの存在するin vivoにおいて同様な実験を行ない、脳内エネルギー代謝不全と考えられるPCr/Pi値が1以下に低下する時の酸化型Cyt(%)のcritical pointは約40%でFC置換時とほぼ同様であり、Hb存在下でも脳内Cytのredox stateをreal timeにmonitorできることを証明した。今後この測定法を用いて、新生児期の神経学的後障害の原因となる低酸素性虚血性脳症、新生児仮死、無呼吸発作などの病態生理(脳組織内のredox stateの評価と脳エネルギー代謝との関係)を解明する基礎的データの蓄積を行なう予定である。