心筋細胞内カルシウム濃度調節機転

心肌细胞钙浓度调节机制

基本信息

批准号：
05044175
负责人：
野間昭典
金额：
$ 5.76万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for international Scientific Research
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至 1995
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05044175/
关键词：
Na-Ca交換心筋細胞膜電位固定実験 Na Ca交換細胞内カルシウム

项目摘要

心筋細胞へは心臓の拍動ごとに細胞膜カルシウムチャネルを介してカルシウムイオンが流入する。これに相当するカルシウム量を細胞外に駆出する必要があるが、そのメカニズムとしてNa-Ca交換機転がある。Na-Ca交換は3対1でその結果Caの駆出にともなって一つの十電荷が細胞内へ移動することになるかこれを電気生理学的方法で記録することができる。我々の研究では一個の心室筋細胞あたり約200pAの電流として記録できる。このNa-Ca交換電流と記録しその電流の大きさに対する膜電位の影響を調べると、膜電位が負電位側に移動すると電流の大きさが増大する。即ち、細胞内が負になると、Na^+を細胞内へ電気的に駆動する力が大きくなり、Na-Ca交換が促進することになる。静止膜電位が課いはで、Caの駆出は促進され、脱分極するとこれが阻害される。一般に心筋細胞を脱分極状態におくと、細胞の機能が障害されるが、このメカニズムによる。我々はこの回転の速度を測定するため、細胞内のCa^+濃度を瞬時に上げる方法(Caged Ca^+法)を用いて、その後の電流の変化を記録した。その結果、細胞内Ca^+の上昇にともなってNa-Ca交換電流が増大するとき、一定の時間に依存した増大を観察することができた。この事実はNaイオンの輸送にともなって電荷が移動するとするモデルで説明できる。さらに、その電流変化速度の時定数から、Na-Ca交換の回転速度の上限を求めることができた。その値は200/secで、Na-Kボンブの回転速度によく似ていることがわかった。今年度はこの結果に基づいて、次の実験計画を立てることを行なった。

钙离子通过细胞膜钙通道流入心肌细胞，每次心脏跳动。有必要将等效量的钙弹出到细胞的外部，而其机制是NA-CA交换。 Na-Ca交换为3：1，结果，有10个电荷会随CA的射出迁移到细胞中，或者可以通过电生理方法记录。我们的研究可以记录每个心室肌细胞大约200 pa的电流。当记录这种Na-ca交换电流并检查膜电位对电流大小的影响时，随着膜电位移至负电势方面，电流的大小会增加。也就是说，当细胞变为阴性时，将电气驱动Na^+进入细胞的力变大，从而促进Na-Ca交换。应用静止的膜电位，并促进Ca的射击，然后去极化抑制它。通常，由于这种机制，心肌细胞被去极化，从而导致细胞功能受损。为了测量这种旋转的速度，我们使用立即增加细胞内Ca+浓度的方法记录了电流的随后变化（笼中Ca^+方法）。结果，当Na-Ca交换电流随着细胞内Ca+的增加而增加时，可以观察到恒定的时间依赖性增加。这一事实可以通过一个模型来解释，在该模型中，电荷通过NA离子的运输转移。此外，可以从当前变化速度的时间常数确定NA-CA交换的旋转速度的上限。该值为200/秒，发现与NA-K炸弹的旋转速度非常相似。今年，我们根据这些结果为下一个实验制定了计划。