統合生理学的分析法による心臓内カルシウム無駄サイクル数の推定法

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正常心筋では筋小胞体でハンドリングされるカルシウムは一心拍の間に一度だけ細胞内に放出され汲み上げられるが、不全心筋の筋小胞体カルシウム放出チャンネルには漏れが生じており、一度汲み上げられたカルシウムの一部は漏出し、収縮に関与することなく同一心拍中に再度筋小胞体に汲み上げられる。この無駄サイクルをリアノジン投与による不全心モデルで検討した。これまで我々は、定常収縮中に期外収縮を人工的に挿入し、期外収縮後の収縮性増強の指数関数減衰時定数から細胞内カルシウム再循環率を算出する方法を報告した。本研究で、この時定数はリアノジン投与モデルでは減少することがわかった。これはリアノジン投与で再循環率が低下することを示している。さらにカルシウムハンドリングの経済性と再循環率の関係と、カルシウム量に対する収縮性への反応性から、収縮に関与したカルシウムに対する無駄サイクルの割合を求めることができた。リアノジン投与にて収縮性は低下するが、カルシウムハンドリングに消費される酸素量の減少は軽度であった。これは再循環率が低下、つまりエネルギー効率のよい再循環経路の割合が低下したことと、無駄サイクルが増えるためであると考えられる。本研究による結果でもこれを裏付ける結果を得ることができた。リアノジン投与前後で得られた収縮関与カルシウム量も生理学的条件下に心筋細胞内でハンドリングされるカルシウム量として過去に報告されてきた値と同様の範囲であった。これまでの研究成果により統合生理学的分析法による心臓内無駄サイクルの推定法が妥当であることが示されている。