右室心筋酸素代謝の不均一性に関する検討

右 室心 筋酸 素代 謝 の不均 一性 に関す る検 討

岡 山大 学 医学部 循環 器 内科 学教 室(指 導:原 岡昭一 教授)

内

田

眞

司

(平成5年5月10日

受稿)

Key words: myocardial oxygen metabolism, right ventricle,

oxygen extraction ratio, regional myocardial blood flow

緒 言 近 年,右 室 の 特 殊 性 が 注 目 され て い る.冠 循 環 の 面 か ら は,右 室 は 左 室 と比 べ て 冠 灌 流 圧 が 同 じで あ る に もか か わ ら ず 安 静 時 心 筋 血 流 量 が 左 室 の 約2/3で あ り1),心 筋 酸 素 摂 取 率 も左 室 に 比 して 低 値 で あ る2)3)4).圧負 荷2)や容 量 負 荷5)に よ る心 筋 酸 素 需 要 増 大 に 対 す る冠 動 脈 の 反 応 も 左 室 と は 異 な り,冠 血 流 量 と共 に 心 筋 酸 素 摂 取 率 も増 加 す る.ま た,右 室 で は 内 膜 側 と外 膜 側 の 心 筋 血 流 比 は 約1.0で,左 室 と異 な り虚 血 時 に もTransmuralな 血 流 再 分 布 は 起 こ りに くい こ と6)等の 報 告 が あ り,右 室 の 特 殊 性 が 指 摘 され て い る.一 方,酸 素 需 要 の 面 か ら は 右 室 発 生 圧 は 左 室 に 比 べ 約1/3以 下 と小 さ い.し か も,右 室 自 由 壁 に お い て は,壁 厚 は 薄 く心 基 部 か ら心 尖 部 まで 非 対 称 で 細 長 く半 月 状 に 左 室 を 覆 っ て お り,曲 率 半 径 が 大 きい た め 僅 か な 収 縮 に よ り大 き な容 積 変 化 を生 じ る.こ の 非 対 称 的 な 形 態 及 び 負 荷 時 に 比 較 的 容 易 に 形 態 の 変 化 を 起 こ す こ と は,右 室 の 心 筋 仕 事 量 や 負 荷 に 対 す る 反 応 に は 部 位 に よ り差 が あ る こ と を 推 測 させ る.即 ち, 右 室 で は 心 筋 酸 素 需 要 に 部 位 的 な 差 が 存 在 し, そ の結 果 心 筋 血 流 や 酸 素 摂 取 が 不 均 一 に な っ て い る 可 能 性 が あ る.し か し な が ら,拍 動 心 に お い て右 室 心 筋 の 酸 素 代 謝 を部 位 別 に 検 討 した 報 告 は な く,心 筋 酸 素 需 要 の 不 均 一 性 に つ い て は ほ とん ど不 明 の 状 態 で あ る.局 所 の 心 筋 酸 素 供 給 に は,そ の 部 位 に お け る心 筋 酸 素 摂 取 率 と心 筋 血 流 量 が 関 与 して い る た め,こ の 両 者 を検 討 す る こ とが 必 要 だ が,従 来 は 手 技 的 困 難 さ の た め に 十 分 な 検 討 が 行 わ れ て い なか っ た.そ こ で, 著 者 は 麻 酔 開 胸 犬 を用 い て右 室 の 心 筋 酸 素 代 謝 の 不 均 一 性 を検 討 す る た め,右 室 の 数 ヵ所 の 前 心 静 脈 血 を別 々 に 直 接 摂 取 す る方 法 を 用 い て, 安 静 時 及 び 心 筋 酸 素 需 要 増 大 時 に お け る右 室 自 由 壁 各 部 位 の 心 筋 酸 素 摂 取 量 と局 所 心 筋 血 流 量 を 調 べ た. 対 象 と 方 法 雑 種 成 犬25頭(体 重12-35kg)を 用 い, Ketamine HCI (0.1mg/kg, sc)に て鎮 静 後,

Sodium pentobarbital (30mg/kg, iv)で 静 脈 麻

酔 し た.空 気 と酸 素 の 混 合 気 に て 陽 圧 人 工 呼 吸 を行 い な が ら胸 骨 を正 中 切 開 した 後,心 膜 を切 開 し,心 膜 に て 心 臓 をハ ン モ ッ ク状 に 保 持 し た. 1回 換 気 量,換 気 回 数 及 び 吸 気 酸 素 濃 度 を調 節 し,必 要 に 応 じ7%NaHCO3を 静 脈 内 に 点 滴 投 与 す る こ と に よ り,動 脈 血 酸 素 分 圧 を80∼120mm Hgに,炭 酸 ガ ス 分 圧 を30∼45mmHgに,pHを 7.35∼7.45に 維 持 し た. 実 験1:右 冠 動 脈(RCA)起 始 部 及 び左 冠 動 脈 前 下 行 枝(LAD)近 位 部 を剥 離 して,そ れ ぞ れ に 矩 形 波 電 磁 血 流 計probe(日 本 光 電(株) Model MFV-1100)を 装 着 し た. Heparin sodium 5000IUを 静 脈 内 投 与 後 に,右 室 自由 壁 を 流 出路 部,心 基 部,中 部,心 尖 部 の4部 位 に 大 別 し,流 出 路 部 を 除 い た3部 位 を 各 々 灌 流 し て い る と考 え られ る 前 心 静 脈 を 肉 眼 的 に 判 別 し, そ れ ぞ れ に 内 径1.5mmの ポ リエ チ レ ンチ ュー ブ を 穿 刺 固定 し た.前 心 静 脈 血 は 右 房 の 高 さ に 保 持 した 流 動 パ ラ フ ィ ン加 試 験 管 に嫌 気 的 か つ 持 続 695

696  内 田 眞 司 的 に 採 取 した.ま た,右 心 耳 よ り大 心 静 脈 ま で カ テ ー テ ル を挿 入 し てLAD灌 流 領 域 の 大 心 静 脈 血 を 随 時 嫌 気 的 に 採 取 した.右 心 耳,左 室 心 尖 部 及 び 大 腿 動 脈 よ り カ テ ー テ ル を 挿 入 し,そ れ ぞ れ 右 室 圧,左 室 圧 及 び 上 行 大 動 脈 圧 を測 定 し,心 房 ペ ー シ ン グ の た め に 右 心 耳 に 電 極 を装 着 固 定 し た.血 圧 と右 室 圧,左 室 圧 及 び そ の 一 次 微 分 な ら び に 冠 血 流 量 は 直 記 式Jet Recorder (日 本 光 電(株)Model RIJ 2108)を 用 い,紙 送 り速 度2.5mm/sec及 び 必 要 に 応 じて100mm/secで 連 続 的 に 記 録 した.血 液 ガ ス 分 析 は 血 液 摂 取 後

た だ ち にCorning Model165/2pH/Blood Gas

Analyzerを 用 い て 測 定 し た.血 液 酸 素 飽 和 度 の

測 定 に は,光 電 比 色 式 酸 素 飽 和 度 測 定 装 置

(Erma Optical Works, Model PWA-200

Oximeter)を 用 い,血 液Hb濃 度 の 測 定 に は oxymethohemoglobin法 を 用 い た.測 定 は 同 一 試 料 で2∼3回 行 い,そ の 差 が1%以 内 の 場 合 の み 採 用 し た.血 液 酸 素 含 量 は 以 下 の 計 算 式 で 求 め た.血 液 酸 素 含 量(vol%)=1.34×Hb濃 度(g/dl)× 酸 素 飽 和 度(%)×0.01+0.0031× 酸 素 分 圧(mmHg) 血 行 動 態 の安 定 後,各 部 の 採 血 と血 行 動 態 の 記 録 を行 い コ ン トロー ル 値 と した.次 い で 以 下 に 述 べ る よ う な心 筋 酸 素 需 要 の 増 加 を も た らす 負 荷 を行 い,負 荷 中 の安 定 時 に 同 様 の 採 血 と 記 録 を行 っ た.負 荷 は1頭 の 動 物 で2∼3種 を行 い,負 荷 の 順 序 は 無 作 為 と し た.ま た,各 負 荷 終 了 後 血 行 動 態 が コ ン トロ ー ル値 に 復 した の を 確 認 し て,次 の 負 荷 の コ ン トロ ー ル と した. 負荷a:心 房 ペ ー シ ン グ に よ り心 拍 数 を約30 %増 加(以 下Pacing).

負荷b: Isoproterenol (50ng/kg/min, iv)の

静 脈 内 持 続 投 与(以 下ISO). 負 荷c:肺 動 脈 主 幹 部 を 剥 雑 し Surgical Tapeを 用 い て 肺 動 脈 狭 窄 を作 成 し, 右 室 収 縮 期 圧 を40∼45mmHgま で 上 昇(以 下PA Banding). 実 験 終 了 後,RCAお よ びLADに 電 磁 血 流 計 装 着 近 位 部 か ら色 素(5% Evance Blue溶 液 及 び5% Congo Red溶 液)を 注 入 し各 冠 動 脈 の 支 配 領 域 を決 定 し,更 に バ リウ ム 水 溶 液 を 赤 及 び 青 色 の イ ン ク で 着 色 し 白 色,赤 色,青 色 の バ リウ ム 水 溶 液 を そ れ ぞ れ3本 の ポ リエ チ レ ンチ ュー ブ よ り前 心 静 脈 内 へ 逆 行 性 に 注 入 して, 各 静 脈 の 分 布 領 域 を決 定 した.ま た,心 筋 酸 素 消 費 量 は 動 脈 血 と右 室 中 部 の 前 心 静 脈 血,ま た は 大 心 静 脈 の 動 静 脈 血 酸 素 較 差 及 び 冠 動 脈 血 流 量 よ り単 位 心 筋 重 量(100g)当 た りの 値 と して 求 め た. 実 験2:7頭 の 犬 で,コ ン トロ ー ル及 びPA Bandingの 血 行 動 態 安 定 時 に そ れ ぞ れ 色 の 異 な

るColored Microsphere (E-Z Trac社,直 径

15μm)約1,000万 個 を左 心 耳 か ら注 入 し,同 時 に 右 大 腿 静 脈 よ り基 準 血 液 を90秒 間,定 速 度(10 ml/min)で 採 血 した.実 験 終 了 後 心 臓 を 摘 出 し, LAD灌 流 領 域 及 び 右 室 自 由 壁3領 域 の 心 筋 を そ れ ぞ れ2∼3gの 切 片 と して 切 除 し,そ の 各 2∼3個 を 用 い て 局 所 心 筋 流 量 の 算 出 に供 した. 局 所 心 筋 血 流 量 の 算 出 に は,Hale ら7), Kowallik8)ら に 従 っ て 下 記 の 計 算 式 を用 い た. Qm=Cm×Qr/Cr Qm:局 所 心 筋 血 流 量(ml/min/g) Cm:心 筋 内Microsphere計 量 数(counts/ g) Qr:基 準 血 液 の 回収 率(ml/min) Cr:基 準 血 液 内 のMicrosphere計 量 数 (counts) 実 験3:右 室 心 筋 で の 動 静 脈 短 絡 の 状 態 を 明 らか に す る た め に,以 下 の 検 討 を行 っ た.即 ち, 4頭 の 犬 で実 験1と 同 様 の モ デ ル を 用 い,さ ら に右 冠 動 脈 起 始 部 を剥 離 しMicrosphere注 入 用 の 細 い ポ リエ チ レ ン チ ュ ー ブ を 穿 刺 固 定 し た. 血 行 動 態 の安 定 後 に,直 径15及 び50μmのColored Microsphere約50万 個 と直 径100及 び200μmの Colored Microsphere約5000∼1万 個 を十 分 に 混 合 した 後,同 時 に 右 冠 動 脈 内 に 注 入 し,同 時 に 右 室 自 由 壁3領 域 の 前 心 静 脈 血 を約60秒 間 採 取 した.次 にPA Banding時 に コ ン トロ ー ル と 異 な る色 の 直 径15μmのColored Microsphereを 注 入 し,前 心 静 脈 血 を 採 取 し た.実 験 終 了 後, こ の3部 位 の 心 筋 切 片 及 び 採 取 し た3部 位 の 前 心 静 脈 血 内 の 各 種Microsphereを 実 験2と 同 様 に 抽 出 し た.心 筋 内 動-静 脈 短 絡 率 は 下 記 の 計 算 式 か ら求 め,心 基 部,中 部,心 尖 部 の そ れ ぞ れ に つ い て,15μm以 下,15∼50μm,50∼100μm,

100∼200μm及 び200μm以 上 の 径 を有 す る短 絡 路 に つ い て そ の 短 絡 率 を 求 め た. Rshunt=CACV×100/(CACV+CM) Rshunt:心 筋 内 動-静 脈 短 絡 率(%) CACV:前 心 静 脈 血 のMicrosphere数 (counts) CM:心 筋 内 のMicrosphere数(counts) 統 計 解 析:各 測 定 値 はmean±SEMで 表 わ し,コ ン トロ ー ル 値 と各 負 荷 時 の 比 較,左 室 と 右 室3部 位 の 比 較,各 部 位 の 局 所 心 筋 血 流 量 及 び 側 副 血 行 路 の 血 流 量 比 の 比 較 に はRepeated

measures Analysis of Variance及 びBonfer

roni's modified t-testを 使 用 し, p<0.05を 有

意 水 準 と し た. 結 果 実 験  1 コ ン トロ ー ル 時(14頭)の 血 行 動 態 及 び 心 筋 酸 素 代 謝(Table 1, Fig. 1): 心 拍 数 は157±4/min,大 動 脈 平 均 血 圧 は107± 3mmHg,右 室 収 縮 期 圧27±1mmHg,左 室 収 縮 期 圧117±5mmHgで あ っ た.冠 血 流 量 はRCAが 52±2ml/min/100gに 対 し,LADは 約1.8倍 の 95±2ml/min/100gで あ っ た.心 筋 酸 素 摂 取 率 は,左 室 は62.7±1.5%を 示 し,右 室 で は 部 位 に よ り明 らか に 異 な り,心 基 部 で 高 く心 尖 部 で 低 い 摂 取 率 を 示 し た.ま た,右 室 の 心 筋 酸 素 摂 取 率 は,ど の 部 位 も左 室 よ り低 値 で あ っ た(p< 0.001).こ の 結 果 右 室 の 平 均 心 筋 酸 素 消 費 量 は 左 室 の 約1/2で あ っ た(p<0.001). 各 負 荷 時(各8頭)の 変 化(Table 1, Fig. 1):

(a) Pacing;心 房Pacingに よ り 心 拍 数 は

153±4/minか ら196±4/minへ の 約30%増 加 し た.心 拍 数 の 増 加 に よ り大 動 脈 血 圧,左 室 及 び 右 室 収 縮 期 圧 は ほ とん ど変 化 しな か っ た が, RCA血 流 量 は51.5±0.9ml/min/100gか ら 56.6±2.6ml/min/100gへ と僅 かだが 有 意 に 増 加 し た(p<0.01).LAD血 流 量 も95.1±2.1ml/ min/100gか ら107.0±5.0ml/min/100gへ と増 加 し た(p<0.01).心 筋 酸 素 摂 取 率 は左 室 で は 変 化 し な か っ た.こ れ に対 して 右 室 で はFig. 2 -aの よ う に3部 位 で い ず れ も僅 か に増 加 傾 向 を 示 し た が,統 計 的 に は 中 部 の み が 有 意 な増 加 で あ っ た(p<0.05).こ の 結 果,心 筋 酸 素 消 費 量 は左 室 及 び右 室 ともに僅 かに 増 加 した(p<0.01). (b)ISO; Isoproterenolの 静 脈 内 投 与 に よ り 心 拍 数 は151±7/minか ら174±7/minに 増 加 し た.大 動 脈 平 均 血 圧 は ほ とん ど変 化 な か っ た が, 右 室 収 縮 期 圧 は27±2mmHgか ら31±1mmHgに, RVmaxdP/dtは3100±200mmHg/secか ら 4800±300mmHg/secへ と著 明 に 変 化 し,右 室 の 収 縮 能 は 明 らか に増 加 を示 した.冠 血 流 量 はRCA で は51.5±2.2ml/min/100gか ら64.7±3.8ml/ min/100gに,LADで は93.4±5.4ml/min/100 gか ら114.2±6.7ml/min/100gに 増 加 した.ISO 負 荷 に よ り心 筋 酸 素 摂 取 率 は右 室3部 位 い ず れ も増 加 傾 向 に あ っ た が,中 部 及 び 心 尖 部 で約5 %(p<0.01)増 加 した(Fig. 2-b).こ の 結 果, 心 筋 酸 素 消 費 量 は 左 室,右 室 と もに 有 意 に増 加 し た(p<0.01). (c) PA banding;肺 動 脈 狭 窄 に よ り心 拍 数 は 167±3/minか ら181±4/minに 増 加 し,右 室 収 縮 期 圧 は26±1mmHgか ら44±2mmHgに 上 昇,RV maxdP/dtも 有 意 に 増 加 し た が,左 室 収 縮 期 圧 及 び大 動 脈 平 均 血 圧 に は 変 化 が み られ なか っ た. 冠 血 流 量 はRCAで は50.7±2.0ml/min/100g か ら61.2±2.5ml/min/100gに 約20%増 加 し, LAD血 流 も僅 か で は あ る が 有 意 に 増 加 し た.心 筋 酸 素 摂 取 率 は,左 室 で は 有 意 な 変 化 が 認 め ら れ な い の に 対 し,右 室 心 基 部 は52.5±1.7%か ら 56.1±2.4%に,中 部 は48.7±2.2%か ら57.5± 2.7%に,心 尖 部 は42.9±2.2%か ら50.9±3.4% へ とい ず れ も有 意 に 増 加 し た .ま た,中 部 の 増 加 量 は 他 の 部 位 に 比 して 大 で あ っ た(Fig. 2-c).心 筋 酸 素 消 費 量 は 右 室 で 有 意 に 増 加 した が, 左 室 で は 有 意 な 変 化 を 認 め な か っ た. 実 験  2 左 室 自由 壁 及 び 右 室 自由 壁3部 位 の 局 所 心 筋 血 流 量 をFig. 3に 示 した.コ ン トロー ル 時 心 筋 血 流 は,左 室 は 右 室 の い ず れ の部 位 よ り も有 意 に(p<0.001)大 き く,右 室3部 位 の うち で は 心 基 部 で0.37±0.05ml/min/g,中 部 で0.43± 0.03ml/min/gで,心 尖 部 で0.57±0.09ml/min/ gで あ り,心 尖 部 は 心 基 部 よ り僅 か だ が 有 意 に 大 で あ っ た(p<0.05). PA Bandingに よ り心

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Table 1 Oxygen extration ratio during control and interventions

RV, right ventricle; BASE, basal area of the right ventricle: MID, middle area of the right ventricle APEX, apical area of the right ventricle; LV, left ventricle; CONT, control; PACE, atrial pacing; ISO, intravenous infusion of isoproterenol; PA, pulmonary artery constriction.

Values are means•}SEM.

Fig. 1 Hemodynamic and myocardial oxygen metabolic measurments in control and interventions. C, control; PACE, atrial pacing; ISO, intravenous infusion of isoproterenol; PA, pulmonary

artery constriction; AOP, mean aortic pressure; HR, heart rate; RCA FLOW, blood flow of the right coronary artery; LAD FLOW, blood flow of the left anterior descending coronary artery; RVSP, right ventricular systolic pressure; RV-MVO2, myocardial oxygen consumption of the right ventricle; LV-MVO2, myocardial oxygen cosumption of the left ventricle. Values are mean•}SEM.

筋 血 流 は 右 室3部 位 と も増 加 した が,増 加 度 は 中 部 及 び 心 尖 部 に 比 して 心 基 部 で 大 で あ る傾 向 を 示 し た が,統 計 的 に は 有 意 で は な か っ た. 実 験  3 コ ン トロー ル時 の右 室 心 筋 内 動-静 脈 短 絡 率 を Table 2に 示 し た.直 径15μm及 び50μmのMicro sphereを 用 い た と きの 短 絡 率 は そ れ ぞれ 右 室3 部 位 で 差 が み られ ず,い ず れ の 部 位 で も短 絡 率 は 極 め て小 さ い 値 を示 し た.ま た,短 絡 路 の 大 き さ 別 に は,直 径15∼50μmの 径 の 短 絡 率 は 直 径 15μm以下 の約1/10倍 であ っ た.直 径100μm及 び200 μmのMicrosphereは すべ て 心 筋 内 に 捕 らえ られ

Fig. 2 Effects of interventions on oxygen extraction ratio; a) atrial pacing, b) intravenous infusion of isoproterenol, c) pulumonary artery constriction.

EO2, oxygen extraction ratio; CONT, control; PACE, atrial pacing; ISO, intravenous infu sion of isoproterenol; PA, pulmonary artery constriction; LV, left ventricle; BASE, basal ar ea of the right ventricle D, middle area of the righricle; APEX, apical area of the right ventricle. *, significant difference from the control at the level of p<0.05. **, significant difference from the control at the level of p<0.01. Values are mean•}SEM

静 脈 側 に は 出 現 し な か っ た,PA Bandingで 圧 負 荷 を加 え る と短 絡 率 は 僅 か な変 動 を 示 す の み で 一 定 の 傾 向 を 示 さ な か っ た(Fig. 4). 考 察 右 室 心 筋 酸 素 代 謝 は 多 くの 先 天 性 心 疾 患 や 肺 疾 患 に お け る右 室 機 能 障 害 の 解 析 に 極 め て 重 要 で あ る に もか か わ らず,そ の 手 技 的 な 困 難 さ の た め に ほ とん ど検 討 さ れ て い な い.さ らに 右 室 の 部 位 に よ る検 討 で は,僅 か にWeissら9)が 急 速 凍 結 心 筋 を 用 い たMicrophotometry法 に よ る報 告 を行 っ て い るが,デ ー タに ば らつ きが 大 き く,未 だ 定 説 が な い. 右 室 自 由 壁 は,そ の ほ とん どが 右 冠 動 脈 右 室 枝 か ら血 液 を 供 給 さ れ,右 冠 動 脈 に 伴 走 す る3 本 か ら12本 の 前 心 静 脈 を 経 て右 房 に 直 接 注 い で い る.今 回,左 冠 動 脈 か ら灌 流 さ れ て い る 可 能 性 の あ る肺 動 脈 円 錐 部 と右 室 心 尖 部 端 近 傍 を10) を 除 き,右 室 自 由 壁 を3部 位 に 分 け て 各 部 位 の 心 筋 酸 素 代 謝 を 検 討 し た.右 冠 動 脈 血 は そ の ほ と ん ど が 前 心 静 脈 に 流 出 し,ま た,左 冠 動 脈 か ら 前 心 静 脈 へ の 流 入 は ほ と ん ど な い こ とが 報 告 さ れ て い る11)12)13).従って,そ れ ぞ れ の 前 心 静 脈 か ら直 接 静 脈 血 を採 取 す る こ とに よ り,そ の 流 出 領 域 の 心 筋 酸 素 摂 取 率 が 求 め られ,各 部 位 間 の 酸 素 代 謝 を 比 較 検 討 す る こ とが 可 能 とな る. 今 回 の 麻 酔 開 胸 犬 の拍 動 心 を用 い た検 討 で は, コ ン トロ ー ル 時,右 室 の 心 筋 酸 素 摂 取 率 は左 室 よ り小 さ く,右 室 自由 壁 で は 心 尖 部 で小 さ く心 基 部 で 大 で あ っ た.即 ち,右 室 の 心 筋 酸 素 摂 取 率 は 低 値 で あ り,か つ 不 均 一 で あ っ た.心 筋 酸 素 需 要 を増 大 させ る負 荷 に対 し,右 室3領 域 の 心 筋 酸 素 摂 取 率 の 増 加 度 は 負 荷 の 種 類 に よ っ て 異 な っ て い た.心 筋 酸 素 消 費 の 比 較 的 小 さ い 負 荷 で あ るPacingで は,右 室 中 部 の み 僅 か に 増 加 し た(p<0.05).心 筋 酸 素 消 費 の 大 き いISO

やPA Bandingの 負 荷 に お い て,ISOで は 中

部 と心 尖 部 で は ほ ぼ 同 等 の 増 加 度 で(p<0.01), ま たPA Bandingで は 中 部 と心 尖 部 で 有 意 に 増 加 した が(p<0.01),中 部 の 増 加 量 は他 に 比 し て 大 で あ っ た.従 っ て,右 室 に お け る酸 素 需 要 増 大 に 伴 う心 筋 酸 素 摂 取 率 の 反 応 は,ま ず 中 部 か ら始 ま り次 に 心 尖 部 で 増 大 し,心 基 部 の 反 応 は 小 さか っ た.即 ち,心 筋 酸 素 摂 取 率 の 反 応 に は 部 位 に よ り差 が あ っ た.ま た,PA Banding時 の 右 室 中 部 の 反 応 に つ い て は,本 実 験 が 心 外 膜 の 影 響 の な い モ デ ル で あ り,右 室 は圧 負 荷 の 代 償 機 転 と し て 特 に 中部 が 拡 張 した.こ の 心 室 壁 の伸 展 はPA Bandingに よ り中 部 で 心 筋 酸 素 摂 取 率 及 び 心 筋 酸 素 消 費 量 の 増 加 が 特 に 大 で あ っ た 一 因 と考 え ら れ た. Weissら9)は,著 者 の 成 績 とは 異 な り,心 筋 酸

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Fig. 3 Regional myocardial blood flow during control and pulmonary artery constriction. RMBF, regional myocardial blood flow; C, control; PA, pulmonary artery constriction; BASE, basal area of the right ventricle; MID, middle area of the right ventricle; APEX, apical of the right ventricle; LV, left ventricle. Val ues are mean•}SEM, *, significant difference from the control at the level of p<0.05.

Table 2 Regional arterio-venous shunt ratio in the right ventricle

Diameter, diameter of colored microspheres; BASE, basal area of the right ventricle; MID, middle area of the right ventricle; APEX, apical area of the right ventricle. Values are means•}SEM.

素 摂 取率 は右 室 自由壁,中 隔 及び左 室 では いず

れ も差 が な く,負 荷 を加 えて もほ とん ど変動 し

な い と報告 して い る.ま た,彼 らは局所 心筋 血

流量 と動静 脈 酸素 含量 較差 の積 か ら求め た心 筋

酸 素消 費量 は心 尖 部で 高 く心 基部 で低 値 であ り,

右 室 の心 筋酸 素消 費量 は左 室 同様 に心 筋血流 量

に大 き く依 存 して いる と報 告 して い る.しか し,

今 回の結果 は前心 静脈 か ら直接 採 血 した過去 の

報 告2)3)4)と

一 致 して,右 室の 心筋酸 素摂 取率 は左

室 よ り有意 に低値 で あ り,ま た部位 に も差が 認

め られ た. Weissら の 結 果 と の相 違 は 明 らか で は な い が,1)拍 動 心 と心 室 細 動 直 後 の 急 速 凍 結 心 筋 標 本 との 差,即 ち 心 室 細 動 に よ り右 室 を 含 め た心 筋 は 虚 血 に 陥 っ て い る 可 能 性 が あ る こ と,2)採 血,標 本 採 取 部 位 の差,即 ち 著 者 ら は 前 心 静 脈 か ら直 接 採 血 した が,彼 ら は 測 定 値 の ば らつ き を 小 さ くす る た め 心 内 膜 側 の よ り細 い 静 脈 を標 本 と して 選 ん で い る こ と,3)心 臓 へ の 外 科 的 侵 襲 に よ る 心 臓 神 経 へ の 傷 害 の 程 度 に 差 が あ る こ と な ど の理 由 が 考 え られ る.心 臓 へ の 外 科 的 侵 襲 の 差 に つ い て は こ れ を否 定 す る こ と は で き な い が,今 回 の研 究 に お い て も冠 動 脈 の 剥 離 はRCA, LADと も に 可 及 的 に 小 範 囲 と し,前 心 静 脈 は 剥 離 す る こ とな しに 穿 刺 した. 従 って,外 科 的侵 襲 の違 い が右 室 の心 筋 酸 素 摂 取 率 の 減 少 や 不 均 一 性 を招 来 し た とは考 え に くい. ま た,局 所 心 筋 血 流 量 と心 筋 酸 素 摂 取 率 との 関 係 で は, Kusachiら2)は,心 室 の 酸 素 需 要 増 加 に 対 して,右 室 は 冠 血 流 の 増 加 だ け で な く心 筋

Fig. 4 Effect of arterio-venous shunt ratio in the right ventricle during control and pulmonary artery constriction A-V Shunt Ratio, arterio-venous shunt ratio in the right ventricle; C, control; PA, pulmonary artery constriction; BASE, basal area of the right ventricle; MID, middle area of the right ventricle; APEX, apical area of the right ventri cle; LV, left ventricle. A-V shunt ratio was calculated as fellows: A-V shunt ratio(%)=(Counts of microspheres in the blood of the anterior cardiac vein)•~100/(Total counts of micros pheres in the blood of the anterior car diac vein and in the myocardium of the region under study).

酸 素 摂 取 率 の 増 加 が あ り,左 室 に 比 し て 冠 血 流 へ の依 存 度 が 小 さ い こ と を 報 告 し て い る.ま た, 右 室 肥 大 心 で は 左 室 同 様 に 心 筋 酸 素 摂 取 率 は 既 に 高 値 で あ り,負 荷 に 対 す る増 加 も な い こ とが 認 め ら れ て い る14)15).今回 の 検 討 で は,コ ン トロ ー ル 時_{,右 室 心 尖 部 は 心 基 部 に 比 し心 筋 酸 素 摂} 取 率 は低 値 で あ る が,逆 に 局 所 心 筋 血 流 量 は 心 尖 部 で 高 値 で あ っ た.そ の 結 果,心 筋 酸 素 消 費 量 に は 部 位 に よ る 差 は ほ と ん ど認 め られ な か っ た.右 室 で は 部 位 に よ る心 筋 酸 素 需 要,即 ち仕 事 量 に は 有 意 な 差 が な い が,局 所 心 筋 血 流 量 は 心 筋 酸 素 摂 取 率 と負 の 関 係 に あ っ た.一 方,酸 素 需 要 増 加 に 対 し て,右 室 各 部 位 は 心 筋 酸 素 摂 取 率 及 び 局 所 心 筋 血 流 量 と もに 増 加 し たが,部 位 に よ る 差 は 消 失 し た.こ れ ら の 結 果 か ら,右 室 の 心 筋 酸 素 代 謝 は 左 室 に 比 し て 心 筋 血 流 量 へ の 依 存 度 が 小 さ く,ま た,右 室 の 部 位 別 に は 心 尖 部 側 は 心 基 部 側 よ り心 筋 血 流 量 に対 す る 依 存 度 が よ り小 さ い こ とが 示 さ れ た.更 に,酸 素 需 要 が 増 大 す る と心 筋 血 流 量 へ の 依 存 度 が 大 き く な り,酸 素 摂 取 率 及 び 心 筋 血 流 量 の 部 位 に よ る 不 均 一 性 が 消 失 し,右 室 は 比 較 的 均 質 な心 筋 酸 素 代 謝 を示 す よ う に な っ た. 右 室 自由 壁 の 心 筋 酸 素 代 謝 に 部 位 に よ り不 均 一 性 が 生 じて い る理 由 は 明 か で は な い が_,1)右 室 で は動 静 脈 短 絡 が あ り,し か も部 位 に よ りこ の 密 度 に 差 が あ る.2)輪 状 の 表 層 及 び 深 層 球 ラ セ ン 筋 線 維 と扇 状 の 表 層 洞 ラ セ ン 筋 線 維 で, 筋 線 維 の 種 類 に よ り心 筋 酸 素 代 謝 に 差 が あ る. 3)細 胞 レベ ル で ミ トコ ン ド リア な ど の分 布, 数 量 ま た は機 能 に 部 位 に よ る差 が 生 じ て い る 等 の 理 由 が 考 え られ る.動 静 脈 短 絡 に つ い て は心 筋 酸 素 代 謝 と は 直 接 関 係 が な い た め,右 室 心 筋 酸 素 代 謝 を考 え る場 合 に は 十 分 考 慮 す る 必 要 が あ る.そ こ で 各 種 の 大 き さ のMicrosphereを RCA内 に 投 与 し,こ れ らが 前 心 静 脈 に 出現 す る か 否 か を検 討 し た.そ の 結 果,少 な く と もMicro sphereの 大 き さが15μm以 上 で は 短 絡 路 を通 っ て 前 心 静 脈 に 出 現 す る 割 合 は 極 め て 小 さ く,か つ, 短 絡 率 は す べ て の 大 き さの もの を 合 計 して も0.3 %前 後 と,ほ とん ど無 視 し得 る値 を示 した.し か も,右 室 圧 負 荷 に 対 す る短 絡 率 も各 部 位 と も に 一 定 の 変 化 を 示 さ な か っ た.こ の 事 実 は 右 室 心 筋 に お け る酸 素 摂 取 率 が 不 均 一 で あ る理 由 に 動 静 脈 短 絡 は ほ と ん ど関 与 して い な い こ と を示 す もの と考 え ら れ た.従 っ て,著 者 が 明 ら か に した 右 室 心 筋 酸 素 代 謝 の 特 徴 は,人 工 的 な も の や 動-静 脈 短 絡 に 起 因 す る も の で は な く,右 室 心 筋 そ の もの の 特 性 と考 え られ た. 結 論 麻 酔 開 胸 犬 の 拍 動 心 を用 い て,左 室 及 び 右 室 自由 壁3部 位(心 基 部,中 部,心 尖 部)の 心 筋 酸 素 代 謝 の 部 位 に お け る不 均 一 性 に つ い て 検 討 した. 1.  心 筋 酸 素 摂 取 率 は コ ン トロー ル 時,右 室 は 左 室 よ り小 で あ り,右 室 で は 心 尖 部 で 小 さ く 心 基 部 で 大 で あ っ た. 2.  心 筋 酸 素 需 要 を 増 大 させ る 負荷 に 対 し右 室3部 位 の 心 筋 酸 素 摂 取 率 の 増 加 は 負 荷 の 種 類 に よ っ て 部 位 別 に 反 応 が 異 っ て い た. a) Pacingで は右 室 中 部 の み 僅 か に 増 加 し た. b) ISOで は 中部,心 尖 部 で 同 等 度 増 加 し た. c) PA Bandingで は 中部,心 尖 部 で 増 加 した が,中 部 の 増 加 量 は 他 に 比 し て 大 で あ っ た. 3. Colored Microsphereを 用 い た 右 室 の 局 所 心 筋 血 流 量 は,心 尖 部 で 大 き く心 基 部 で 小 で あ り,部 位 に よ り差 あ っ た 。しか し,PA Banding 負 荷 に て 心 筋 血 流 量 は 各 部 位 で 増 加 し た が,部 位 に よ る差 は 消 失 し た. 従 っ て,麻 酔 開 胸 犬 の 右 室 自由 壁 の 心 筋 酸 素 代 謝 は,左 室 と 異 な り心 筋 酸 素 摂 取 率 の 関 与 が 大 き く部 位 に よ り差 が あ り不 均 一 で あ り,ま た, 負 荷 に 対 し部 位 に よ る 差 が 消 失 す るこ とが 考 え られ た. 稿 を終 え るに 臨 み,御 校 閲 を頂 いた 当教 室 の 原 岡 昭 一 教授 に深 甚 な る謝 意 を表 す と共 に,直 接 御 懇 篤 な る御 指 導 を頂 い た斎 藤 大 治助 教 授 に深謝 致 します. 本 文 の要 旨は1990年7月Satellite Symposium of

the 4th International Symposium on Adenosine and Adenine Nucleotide: Regulation of Coro

nary Blood Flow及 び1991年3月 第55回 日本循 環

702  内 田 眞 司

文 献

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Heterogeneity of myocardial oxygen metabolism of

the right ventricle

Shinji UCHIDA

Department of Cardiovascular Medicine,

Okayama University Medical School,

Okayama 700, Japan

(Director: Prof. S. Haraoka)

To determine whether the right ventricular (RV) myocardial oxygen metabolism was heterogeneous, oxygen extraction ratios (EO2) and regional myocardial blood flow (RMBF) of the basal, middle and apical regions of the RV free wall were studied in open-chest dogs.

After control studies, the following interventions were applied; 1) atrial pacing (200 beats/ sec), 2) intravenous infusion of isoproterenol (1.0ƒÊg/kg/min) and 3) pulmonary artery con striction to raise RV systolic pressure to 40-50mmHg. The venous blood from three anterior cardiac veins was sampled directly, and RMBF was measured using colored microspheres. EO2 was significantly lower in all areas of the RV compared to that in the left ventricle (LV). In control, the basal region of the RV extracted more oxygen than the apical region (p<0.01), and RMBF tended to be lower in the basal than the apical. Thus, myocardial oxygen consump tion in the control did not differ in each area of the RV. During all interventions, greater increases in EO2 were observed in the apical and middle regions than in the basal region, and RMBF increased by a similar amount in all three regions. Therefore, we suspected that oxygen metabolism in the RV was dependent on not only RMBF but also EO2, and varied from region to region. This heterogeneity of oxygen metabolism tended to disappear under RV overload.