心筋・平滑筋細胞におけるCa遊離・収縮の細胞内Mgによる制御

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フェレット心室乳頭筋標本をサポニン(50μg/ml)処理し、細胞膜の透過性を高めたスキンド標本を作製した。標本を石英キャピラリー中に入れ、筋小胞体からの放出Caを蛍光Ca^<2+>指示薬fluo-3により定量し、筋小胞体のCa^<2+>を取り込み、Ca-induced Ca releaseに対するMg^<2+>、pHの影響を検討した。筋小胞体へのCa^<2+>取り込み速度は、高Mg^<2+>濃度、低pHによって抑制されたが、最大取り込み量は変化がみられなかった。Ca^<2+>濃度が1μM付近でのCa-induced Ca releaseは、低pH(6.6)により抑制されたが、1mM-4mMのMg^<2+>濃度では有意に変化しなかった。10mM Mg^<2+>はCa-induced Ca releaseを抑制した。この結果より、心虚血時には細胞内Mg^<2+>の著明な上昇とアシドーシスが筋小胞体機能に影響を与えていることが示唆された。モルモット盲腸紐縦走筋標本を作製し、蛍光Mg指示薬furaptra/AMを負荷した。標本をイオノフォアで処理し、細胞外液のMg^<2+>濃度を変えて蛍光信号を較正した(in vivo calibration)。標本を低Na^+溶液で灌流すると細胞内Mg^<2+>濃度はゆっくりと上昇し、細胞外Mg^<2+>濃度を戻すと回復した。細胞内Mg^<2+>濃度の増加率と細胞外Na^+濃度の関係は、Hillタイプの式でよく近似でき、Hill係数は約3であった。細胞外高K^+による脱分極はこの関係を高Na^+濃度側に平行移動した。また、ouabainにより細胞内Na^+濃度を高める標本で細胞外Na^+を除去すると細胞内Mg^<2+>濃度は急速に上昇した。これにより、細胞内外のNa^+濃度勾配に依存したMg^<2+>の排出機構の存在が示唆され、この機構は逆向きにも働く可能性が示唆された。