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。

这项研究的目的是根据非线性机械系统的理论检查心肌激发理论和实验性的机械结构，并阐明延迟的整流k电流（IK）与早期后极化（EAD）表达如何相关。首先，我们将霍奇金 - 赫克斯利模型用作描述心肌电现象的机械模型，并数学分析了IK在动作电位复极化过程中IK对心肌机械性能的影响。 IK（IKR）的快速组分是一个当前系统，对于单个点的不稳定性（稳定电流 - 电压曲线中的零电流电位）至关重要，并且对于维持具有深MDP的高振幅电位振荡（复极化）表达的表达是必不可少的，因此显然它的抑制是相位2EAD表达的重要因素。随着IKR电导的降低，观察到MDP向浅的突然过渡，观察到低振幅电位振荡，这表明存在急剧导致急剧过渡到低电位振荡的关键电导。此外，假设IKS较慢的组件（IK）抑制（或延迟激活），则复制了伴随着衰减蜡的低电位振荡以及明显的APD延长。 IK是假设的机械结构调节参数（机械相转置），并且已经表明，EAD表达的机理可以理解为与IKS激活相关的机械结构转移过程（即，在动作电位高原相中（IE，由奇异物质的破坏稳定的极限循环形成）。此外，提出了参与EAD表达的关键IKS电导（临界奇异性）的存在，并认为EAD调节问题可能是临界奇异性调节问题的造成的。尽管上述理论研究使得有可能阐明IK在EAD表达中的作用，但对于确定这些结论是否可以应用于实际的心肌系统，必须进行实验验证。当前，我们正在研究IK抑制（使用专门抑制IK的III组抗心律失常药物的探针）和使用微电极和斑块夹方法的诱导。