洞結節細胞の膜伸展に伴う電流の解析

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洞結筋細胞の自動能は機械的伸展刺激に伴って亢進することが知られている。しかし,そのイオン機序に関する研究は全く行なわれていなかった。昨年度の本研究費による研究で,初めて洞結筋細胞の膜伸展刺激により伸展誘発性クロール(Cl)電流が活性化されることを発見し,この電流が洞結筋細胞の伸展刺激に伴う自動能の亢進に関与する可能性を報告した。この電流は歩調取り電位の領域では内向き電流として関与するため自動能に対しては促進的に働くが,伸展刺激に対する過度の自動能亢進を制御するためには,CI電流に拮亢する外向き電流が必要であると考えられる。そこで,本年度は伸展刺激に伴う外向き電流として重要と考えられる伸展誘発性カリウム(K)電流を測定し,その電流の性質および発現機序を明らかにした。家兎単一洞結筋細胞にガラスパッチ電極を用いて電圧固定法を行なった。細胞外に低浸透圧液を潅流することにより細胞膜は伸展されると共に外向き電流が活性化された。この電流は細胞内液にセシウムを用いた状態では認められずK内液を用いた状態で活性化された。この電流の平衡電位は細胞外液のK濃度に依存し,バリウムやキニンにより抑制させたことより,伸展に伴って活性化されたK電流であることが確認された。このK電流の性質はCI電流と同様な時間非依存性電流であったが,このK電流は細胞外のカルシウム(Ca)の除去,または細胞内Caのキレートにより抑制されることより,その活性化の機序にはCaイオンが必須であることが確認された。以上のことより洞結節細胞の膜伸展刺激によりCa依存性のK電流が活性化されることが確認され,この電流が外向き電流として膜伸展に伴う自発興奮頻度を調節している可能性が示唆された。叉,今回の研究により膜伸展に伴う細胞外Caの流入も引き起こされることが予測されたため,今後は伸展刺激に伴うCaの細胞内への流入機序に関する研究を行なう予定である。