心筋のカルシウム過剰負荷と細胞障害との相関に関する研究

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乳児ラット心臓のCaパラドックス心筋障害におけるCa動態変化を調べ、Ca過剰負荷と心筋障害の関係を検討した。〔方法〕乳児ラットの心臓を摘出し、Langendorff法により40cm水柱圧で定圧灌流した。灌流液としては1.3mMCaCl_2及び5.5mMブドウ糖を含むCarbonate緩衝液を用いた。摘出心臓にCa指示色素Fura-2/AMを取り込ませた後、無Ca液で5分間灌流し、さらにCa再灌流を行った。我々の開発による表面蛍光2波長励起測光システムを用いてFuva-2蛍光を測定し、細胞質Ca濃度(Ca)iの指標とした。灌流液中のCPK量を測定し、心筋障害の指標とした。〔結果〕生後8日目以前のラット心臓では無Ca灌流によって(Ca)iは次第に低下し定常状態となった(121nM→31nM)。この際、心拍動は停止した。5分後に1.3mMCa液を再灌流すると(Ca)iは正常値に復し、CPKの漏出も認められなかった。生後9日目から14日目のラット心臓では、Ca再灌流後、(Ca)iは上昇し定常状態(187nM)となりCa過剰が認められた。しかし、80%の心臓が収縮を回復し、CPKの漏出は認められなかった。80cm水柱圧で定圧灌流した成熟ラット心臓では、Ca再灌流後、(Ca)iの上昇に伴ってCPKが漏出し、電顕的にはContracture bandが認められた。〔総括〕生後8日目以前のラット心臓ではCa過剰負荷も心筋障害も起こらなかった。生後9日目から14日目のラット心臓ではCa過剰負荷が出現したにも関らず、心筋障害は認められなかった。成熟ラット心臓では明らかなCaパラドックス心筋障害が認められた。従って、Caパラドックスにおける心筋障害の発現には、Caの過剰負荷のみならず、心筋細胞の成熟に伴う膜機能(特にイオン交換機能)、あるいは、構造の変化を必要とすると考えられる。