心筋の早期後脱分極発現に対する遅延整流K電流の役割:非線形力学系理論に基づく解明

延迟整流 K 电流对心肌早期除极后的作用：基于非线性动力系统理论的阐明

• 批准号: 08770039
• 负责人: 倉田 康孝
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kanazawa Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08770039/
• 关键词: 不整脈; 早期後脱分極; 遅延整流K電流; 非線形力学系理論

本研究の目的は、心筋興奮の力学的構造を非線形力学系理論に基づいて理論的並びに実験的に検討し、遅延整流K電流(IK)が早期後脱分極(EAD)発現にいかに関連しているかを明らかにすることである。まず心筋電気現象を記述する力学系モデルとしてHodgkin-Huxley型モデルを用い、活動電位再分極過程における心筋の力学的性質に及ぼすIKの影響を数学的に解析した。IKの速い成分(IKr)は特異点(定常電流-電圧曲線における零電流電位)の不安定化と深いMDPをもつ高振幅電位振動(再分極)の発現維持に不可欠の電流系であり、従ってその抑制はPhase2EAD発現の重要な要因であることが明確となった。IKrコンダクタンスの低下に伴ってMDPの浅い低振幅電位振動への急激な転移がみられ、低電位振動への劇的転移を生じる臨界コンダクタンスの存在が示唆された。さらにIKの遅い成分(IKs)の抑制(または活性化の遅延)を想定するとAPDの著明な延長とともにwaning-waxingを伴う低電位振動が再現された。IKsは仮想的な力学的構造調節パラメータ(力学的相転移子)であり、EAD発現のメカニズムを活動電位プラトー相でのIKs活性化に伴う力学的構造転移過程(即ち、特異点の不安定化に伴うリミットサイクルの形成)として理解できることが示された。また、EAD発現に関与する臨界IKsコンダクタンス(臨界特異点)の存在が示唆され、EAD制御の問題を臨界特異点制御の問題に帰着させ得ると考えられた。以上のような理論的検討によりEAD発現におけるIKの役割を明確にすることができたが、これらの結論を実際の心筋システムに適用し得るか否かの実験的検証が必要である。現在モルモット心室筋細胞(M-cell)を用いて、微小電極法並びにパッチクランプ法により、IK抑制(IKを特異的に抑制するIII群抗不整脈薬をプローブとする)による心筋の力学的構造変化とEAD誘発との関連を検討中である。

The purpose of this study is to investigate the relationship between the mechanical structure of the excitation of the tendon and the occurrence of the delayed rectified K current (IK) in the early post-depolarization (EAD) based on the theory of nonlinear mechanics. The mechanical properties and effects of the Hodgkin-Huxley model are mathematically analyzed in the description of the electrical phenomena of the core. The instability of IK's velocity component (IKr) at the specific point (constant current-voltage curve at zero current potential) and the maintenance of high amplitude potential vibration (repolarization) are important factors for the suppression of Phase2EAD. The decrease of IKr temperature is accompanied by the rapid excitation of MDP with shallow and low amplitude potential vibration, and the rapid excitation of low potential vibration is accompanied by the existence of critical temperature. The inhibition of IK components (IKs) is thought to be stable and the activation of APD is prolonged by waning-waxing accompanied by low potential vibration. IKs are activated in response to mechanical structural shift processes (i.e., instability of singular points accompanied by mechanical structural shift processes). The existence of critical IKs (critical special points) is an indication of EAD occurrence, critical special points are an indication of EAD control, and critical special points are an indication of EAD occurrence. The above theoretical discussion is necessary to clarify the existence of EAD, to draw conclusions, and to verify the applicability of EAD. The relationship between the mechanical structure of cardiac muscle and EAD induction is discussed in this paper.