単一心室筋細胞における伸展受容のイオンチャネルメカニズム

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単一心室筋細胞をパッチ膜電位固定し、細胞外低浸透圧負荷を行って細胞膨張を起こして、細胞膜伸展によるイオンチャネル電流・担体電流の変化を記録した。膜伸展により、イオンチャネルでは再分極電流である遅延整流K電流のみがすべての細胞で可逆的に増大することを明らかにした。ビデオ画像の解析から遅延整流K電流の増大は細胞容積の増大に平行することが観察された。また膜伸展によって、Na-Kポンプの活性が可逆的に増大することを観察した。C1電流はNa-Kポンプの活性増大が観察されない細胞にのみ観察され、その活性化は著しく遅かった。遅延整流K電流増大は電流の逆転電位やカイネティックスの変化を伴わないことから、電位による活性可能なチャネル数が伸展により増大するものと考えられた。またNa-Kポンプの活性増大も細胞内ナトリウム濃度をポンプ活性が飽和する100mM以上にしても観察されることから活動可能なポンプ数の増大によることが示唆された。遅延整流K電流増大は細胞内外のCaをキレートした条件下でも観察され、カイネース阻害剤やカルモジュリン阻害剤の影響は観察されなかった。また低浸透圧負荷の変わりにパッチ電極内に陽圧を負荷して細胞内液を注入して細胞膨張を起こしても電流増大は観察されたことから、アミノ酸等の細胞外流失の関与も否定された。したがって遅延整流K電流増大は膜伸展の直接作用であることが示唆された。さらに遅延整流K電流増大メカニズムに細胞内骨格が関与している可能性についてマイクロフィラメント、マイクロチューブを薬物で修飾して検討を加えたが非処理の細胞と同様の遅延整流K電流増大が観察された。