ケトン体による心筋ミトコンドリア代謝調節機序の解明と虚血心筋保護の評価

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ケトン体が虚血心筋保護作用を有するか否かを、ミトコンドリア呼吸調節の側面から検討した。ラット摘出心をワーキングハート法で灌流し、灌流液遮断による10分間の全虚血と30分間の再灌流を行なった。虚血前よりケトン体を投与したK (+)群と、無投与のK (-)群と、虚血を作成しないC群の循環動態指標および細胞内代謝産物を測定し、細胞質およびミトコンドリア酸化還元状態を比較検討した。1)循環動態指標:虚血再灌流後の左室dP/dt、心拍出量、心仕事量、心筋仕事効率はK (+)群が有意に早い回復過程を示た。2)細胞内代謝産物濃度:pH, ATP, Pyruvate, Lactate, aKetoglutarate, Ammonia濃度は3群間で有意差を示さなかった。細胞内Phosphocreatine濃度はC群11.4mmol/ml、K (+)群10.7mmol/ml、K (-)群8.5mmol/mlとK (-)群が他の2群と比較して有意な低値を示した。細胞内3-Phosphoglycerate濃度もK (-)群が有意な低値を示した。細胞内DHAPおよびGlutamate濃度はK (-)群が他の2群よりも有意な高値を示した。3)酸化還元状態:生命活動の基本エネルギー細胞質DGATPHydrolysisエネルギーは約57kJ/molと3群間で有意差を認めなかった。ミトコンドリアredox stateすなわちNAD/NADH比はC群1.4、K (+)群1.2、K (-)群0.2とK (-)群が有意な低値を示し、その電位差はC群およびK (+)群が約-270mV、Kl (-)群-280mVとK (-)群が他の2群と比較して有意な高値を示した。4)総括:ケトン体は心循環動態における虚血再灌流障害の影響を軽減した。この際ケトン体群では、細胞質ΔG ATPHydrolysisエネルギーの上昇、そのエネルギー供給源であるミトコンドリア酸化エネルギー利用の増大が示された。ケトン体が虚血再灌流時の基質となり、虚血心筋保護作用を有すると考えられた。