体外循環 下 にお け る心筋 の虚血再灌流 に関 す る検 討
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(2) 1226. 山. Table. 1 Components. of cardioplegic. 田. 幸. 夫. solution. Fig. l. Experimental Protocol Blood Sampling: Cardiac enzyme (CK MB, HBDH) h-SOD concentration Cardiac Function: Cardiac Index LV max dp/dt CPB; Cardiopulmonary bypass Ao Clamp; Aortic cross clamping. 下 に保 っ た. 120分 間 の 心 停 止 維 持 の の ち 大 動 脈 遮 断 を解 除 し,心 筋 に再 灌 流 を行 い 心 拍 の 再 開 を得 た． 除 細 動 が 必 要 な 場 合 は 解 除 後3分 っ た.体. 外 循 環 か らの 離 脱 は,遮. で行. 断 解 除 後10分. で 部 分 体 外 循 環 と し15分 に て 離 脱 し た． 実 験 群 は 体 外 循 環 下 の 再 灌 流 障 害 の影 響 と こ の 障 害 に 対 す るh‑SODの. 効 果 と至 適 投 与 量 を. 検 討 す る た め に 以 下 の8群. を設 定 し た．. I群(n=8)は,. 2). 130分 間 の 完 全 体 外 循 環 を. 行 い 大 動 脈 遮 断 は 行 わ れ なか っ た群 で,完 全 体 外 循 環 後5分. nizeしEIA法. で体 外 循 環 を離 脱 し45分 間 経 過 を. 観 察 した.. に て 測 定 し た.. 心 筋 逸 脱 酵 素:経. (CK‑MB)と. 外 循 環 下 に120分 間 の. 大 動 脈 遮 断 を行 い 大 動 脈 遮 断解 除 後 に60分 経 過 を観 察 し, II‑b群(n=8)は. drogenase. (HBDH)で. Ⅲ 群(n=8)は,体. 外 循 環 下 に120分 間 の 大. あ り,. お よ び セ ル ロ‑ス. (GSCC準 3) ら,. 拠)に. dehy CK‑MBはUV. ア セ テ ー ト膜 電 気. 泳 動 法 に よ る 蛍 光 発 色 法 で,. 大動 脈遮 断前 と. 解 除 直 前 お よび 解 除5分 後 に 左 室 心 尖 部 心 筋 を 一 部 採 取 した 群 で あ る .. kinaseのMBisozyme. α‑hydroxybutyric. (NAC)法. II‑a群(n=8)は,体. 時 的 に 動 脈 血 を採 血 し. 測 定 項 目 はcreatinine. HBDHはUV法. よ り 測 定 し た.. 心 筋 水 分 含 有 量:左 400〜600mgの. 後 の 湿 重 量 と,そ. 室 心尖 部 自由 壁 か. 切 片 を8検. 体 採 取 し,採. れ ら を80℃. で7日. 取 直. 間乾燥後 の. 乾 燥 重 量 に よ り 水 分 含 有 量(湿. 重 量 と乾 燥 重 量. 動 脈 遮 断 を行 っ た群 で,大 動 脈 遮 断 解 除 直 前 に. の 差 を 湿 重 量 で 除 し%表. 求 め,そ. 大 動 脈 基 部 のCP‑lineよ. を 用 い た.. り,生 食20mP(室. 温). 4). を 注 入 した. IV群(n=8)は,同 にCP‑lineよ h‑SOD(日. じ く大 動 脈 遮 断 解 除 直 前. り,生 食20ml(室. 温)に. 本 化 薬 社 製)1mg/kgを. 溶 解 した. 3mg/kg,. ducerに. Ⅶ群). n=8)は. 同 じ くh‑SOD. 10mg/kg,. Ⅶ群. (n=8)は. 同 じ くh‑SOD. 20mg/kgを 投. 測 定 は 以 下 の 項 目に つ い て 施 行 した.. SOD活. SOD活. 性:血. 中h‑SOD活. 性 は 経 時 的 に 採 血 しenzyme. assey(EIA)法. ventricular. dp/dt)を. デ ー タ は,そ. 性 と血 中 イ ヌ immuno. に よ り測 定 し た.心 筋 イ ヌSOD. 活 性 は左 室 自 由壁 を採 取 直 後 に 生 食 でhomoge. でF値. 3群. maximum. trans dp/dt. 測 定 し た.. 計 学 的 意 義 に つ い て は, t‑testを. devia 2群. 間. 用 いて. 間 以上 の 平 均 値 の 比 較 は分 散 分 析. が 有 意 な も の に つ い て最 小 有 意 差 を用 い. て 検 定 し, p<0.05を た．. 表 面. (C. I.))と,. pressure. れ ぞ れmean±standard. 表 し,統. 検 定 し,. output(体. index. catheter. の 平 均 値 の 比 較 に はStudent's. (Figurel). 1). よ りIeft. (LVmax. tionで. 与 した 群 で あ る.. microratip. の平均. テー テルに よ る. に てcardiac. 積 に よ り補 正 し たcardiac Millar. 同 じ くh‑SOD. Swan‑Ganzカ. thermodilution法. 投 与 した ．. V群(n=8)は. 心 機 能:. 示)を. も っ て 有 意 差 あ りと推 定 し.
(3) 体 外 循 環 下 の 再 灌 流 障 害 とh‑SOD. 結. も, 81.88±0.90と. 果. I群 とII群 の 比 較 に よ り得 られ た再 灌 流 障 害. 心 筋 水 分 含 有 量 は 増 加 し た が,そ. I群 で は 完 全 体 外 循 環 終. 了 前10分 か ら60分 後 のCK‑MBお. よ びHBDH. を そ れ ぞれCK‑MB. 解 除60分 後 の 値 の 差. release,. HBDH. として 検 討 した. I群 のCK‑MB 17.9IU/lとHBDH し,Ⅱ‑a群. release. reIease 35.1±. release. 56.2±17.7に. は104.3±41.7と120.5±33.7と. 心 機 能 は,. 対 有意. (Figure2). で あ るの に 対 し,. る 百 分 率 で 表 し回復 率(%recovery)と 討 した.. I.お よ びLV. 軽 度 な増 加 であ. 81.55±0.94と. 解 除 直 前 に 較 べ て も有 意 に急 増 し. であ るの に対 しII‑a群 は68.1±16.5,. 68.5±12.1. と有 意 に低 値 で あ り,再 灌 流 に よ り心 機 能 の 回 復 率 が 低 下 し た.(Figure II‑a群. 効果 は下. よ びHBDH. つ い て は, Ⅲ 群 は そ れ ぞ れ101。5±33.0. IU/Pと129.2±36.4,. IV群. は62.8±17.8と. には. で の 大 動 脈 遮 断 解 除 後60分 に お い て. 3. Myocardial. water. Normal. water I:. enzyme. release. after. Myocardial after. Pre. reper. Upper:. CK-MB. isozyme). (Creatinine. kinase. MB. Lower:. HBDH. drogenase). (a-hydroxybutyric. bars mean.. are •}. Post. standard. error. of. Error the. content. at. 50. min. bypass. water. Myocardial after. content. after bars. mean.. water. content. at. reperfusion. Myocardial. minutes the. mycardial. cardiopulmonary. Myocardial. II-b:. II-a:. dehy. release. car. reperfusion. 5 minutes. release. canine. water total. II-b:. before. fusion. during. content. utes Cardiac. content. bypass. Normal:. the. 与 の Ⅲ 〜Ⅶ. 大 動 脈 遮 断 解 除 後 のCK‑MBお. diopulmonary. Error. 4). と,生 食 お よ びh‑SOD投. releaseに. Fig.. 2. dp/dt. 85.9±11.1. 虚 血 に よ り正 常 心 筋 に較 べ 有 意. ら に 大 動 脈 遮 断 解 除 後5分. Fig.. して 検 max. の 回 復 率 は そ れ ぞ れ98.9±12.2%,. I群 の 完 全 体 外 循 環 終 了 後50. に 増 加 し,さ. た. II‑a群. I群 で のC.. 記 の ご と くで あ っ た.. っ た が, II‑b群 に お い て は 大 動 脈 遮 断 解 除 直 前 に79.04±0.77と. I群 で は 完 全 体 外 循 環 終 了 後50分. 群 との 比 較 に よ り得 られ たh‑SODの. 心 筋 水 分 含 有 量 は,正 常 心 筋 が78.00±0.53%. 分 の水 分 含 有 量 は78.35±0.45で. 3). の 測 定 値, II‑a群 に つ い て は 大 動 脈 遮 断解 除 後. に 高値 で あ り,再 灌 流 に よ り心 筋 逸 脱 酵 素 の 遊 出 は有 意 に 増 加 し た.. れ以上 に再灌. 60分 の 測 定 値 を体 外 循 環 前 の 対 照 測 定 値 に 対 す. で は大 動 脈 遮 断 解 除 直 前(完. 全 体 外 循 環 終 了前10分)と. 血に よ り. 流 に よ り急 激 な 増 加 を示 した.(Figure. 体 外循 環下 での再 灌 流後 の心 筋逸 脱酵素 の遊. の 値 の 差 を, Ⅱ‑a群. 水 分 含 有 量 は 高 く,解 除 直 前. とI群 に 較 べ 有 意 に 高 値 で あ っ た.虚. の病 態 は 下 記 の ご と くで あ っ た.. 出 量 を 比 較 す る の に,. 1227. water. content. at. 60. reperfusion are •}. the. standard. error. of.
(4) 1228. 山. 田. 幸. 夫. Fig.. 5. Myocardial. water. content. after. reper. fusion I:. at. 50. monary. minutes. after. total. cardiopul. bypass. II-a•`Vfi:. at. 60. minutes. after. reper. fusion Error the. Fig.. 4. %. Recovery. of. cardiac. function. after. V群. bars. are •}. the. standard. error. of. mean.. とVⅢ群 が,有. 意 に 高 値 で あ つ た 。LVmax. reperfusion Upper:. %. Recovery. of. C.. I.. dp/dtの. (Cardiac. Lower:. %. (Left. Recovery. ventricular. Error the. 回 復 率 も Ⅲ 群66.3±11.9,. 11,7,. index). bars. of. LV. maximum. are •}. the. max. dp/dt. 73.7±19.3と,. dp/dt). standard. error. V群87‑0±19.9, Ⅵ. of. IV群72.8±. 群78.8±1717,田. 意 差 は み ら れ な か つ た. h‑SOD投. 与 に よ り心 機. 能 の 回 復 が 良 好 で あ っ た.(Figure. mean.. 群. C. I.と 同 様 の 傾 向 を 示 し た が 有. 4). ま た 以 上 す べ て の パ ラ メ ー タ ー に お い て, 117.3±28.9, W群. V群. は43.8±15.1と67.8±19.5,. は39.4±14.4と70.1±25.3,顎. 22.6と114.3±29.0で とVI群. ‑a群. あ り,. 群 は64.3± II‑a群. に 比 しV群. は 有 意 に 低 値 に 保 た れ た. h‑SOD投. 与 に. られ な か つ た 。 II‑b群. に お け る 心 筋 内 イ ヌSOD活. weightで. た.(Figure. は617.0±58.1と. 大 動 脈 遮 断 解 除 後60分 は, V群. の 心 筋 の水 分 含 有 量. Ⅲ群 は82.01±0.74%, は79.88±0.64,. 皿 群 は81.69±1.04で 群 とV群. お よ びVI群. VⅢ群 は80.91±1.09お あ り,. II‑a群. よび. に 較 べ てIV. が 有 意 に 低 値 で あ り, h‑SOD. 投 与 に よ り心 筋 水 分 含 有 量 は低 値 に保 た れ た。. .心 機 能 で は,. C. I.の 回 復 率 が Ⅲ 群67.0±14.9. IV群82.6±14.3,. 94.4±14.7,. V群103.0±16.9,. Ⅶ 群71.6±19.5と,. II‑a群. W群 に比 し. wet. 有 意 に 低 下 し,大 動 脈 遮 断 解 除. に お い て も606.8±59.4と 方,動. 断 解 除 直 前 は11.48±2.40,大 分 も11.24±2.37と (Figure. と3mg/kg投. 有 意 の低 下 が み. 脈 血 中 イ ヌSOD活. 外 循 環 開 始 後 が9.75±2.49. h‑SOD投. (Figure5). %,. 後5分. units/g. あ る の に 対 し,大 動 脈 遮 断 解 除 直 前 に. ら れ た.一. IV群 は80.44±0.61,. 性 は,体. 外 循 環 開 始 後 は785.4±79.5. よ り再 灌 流 後 の 心 筋 逸 脱 酵 素 の 遊 出 が 制 御 さ れ 2). II. と生 食 投 与 群 で あ る Ⅲ群 の 間 に有 意 差 はみ. 性 は,体. units/ml,大. 動脈遮. 動 脈 遮 断 解 除 後5. 有 意 な 変 化 は み ら れ な か つ た.. 6) 与 群 に お け る 動 脈 血 中h‑SOD濃 与 群 の 冠 静 脈 血 中h‑SOD濃. 時 的 変 化 を 測 定 し た が,動. 脈 血 中h‑SOD濃. は 投 与(遮. でpeakに. 断 解 除)後5分. 度 度の経. 達 し,そ. 度.
(5) 体 外 循 環 下 の 再 灌 流 障 害 とh‑SOD. Fig.. 6. Time. course. of. activity. and. Closed. circle:. Opened Error the. canine. SOD. SOD. plasma. are •}. the. SOD. activity. myocardial. circle: bars. myocardial. plasma. 1229. SOD. activity. activity. standard. error. of. mean. Fig.. の 濃 度 はIV群8.6±2.1mg/l,. 7. Time. course. V群26.1±7.7,. 群179.1±23.3で. の 半 減 期 は98分,. 69分,. 健 常 イ ヌ で の 半 減 期25分. 96分,. 132分. あ り,各 々. Plots. で あ っ た.. (•¢),. after. っ た.一. 方,冠. 投 与(遮. 静 脈 血 に お け るh‑SOD濃. 断 解 除)直. 42, 7, Ⅵ. 群480.7±172.8と. 動 脈 血peak濃. h-SOD. 83.0±25.8と. に 達 し,投. 動 脈 血 の レベ ル に 戻. of. h-SOD. 10mg/kg(• ),. 3mg/kg. coronary. cross are •}. 1mg/kg. 20mg/kg(•¤) effluent. (•œ). clamping the. •@. standard. error. of. mean.. が み ら れ て い る. ま た 最 近,虚. 血 臓器 におけ る虚血再 灌流 障害. の 重 要 な 要 因 の 一 つ と して 活 性 酸 素 の 関 与 が 注 目 さ れ て き た11) 12)．虚 血 中 に は 活 生 化 さ れ た. 7). xanthine. 考. 察. 心 臓 外 科 手 術 き お け る心 停 止 中 の 心 筋 保 護 の. blood cardioplegiaな. oxidase‑hypoxanthine系. の 酸 素 に 作 用 し て,ま. 手 段 と して,種 々 の 冷 却 心 筋 保 護 液(crystalloid cardioplegia,. bars. concen. 後 の. 与 後5分. 後 は 動 脈 血 と 同 様 の 減 少 曲 線 を 示 し た.. (Figure. the. doses. Aortic. Error. V群110.5±. 上 記 の 投 与5分. 度 の 約5倍. で26.6±7.6, り,以. 後 が 最 も 高 く,. 度 は. for. 3mg/kg(•›),. XCL;. human. (h-SOD). reperfusion. were. and. に較べ 延長 が著 明 であ. recombinant. dismutase. trations. VI群105.5±17.3,Ⅶ. of. superoxide. ど)やice. 元 に よ るsuperoxide. が再灌 流時. ず 最 初 に 酸 素 の1電 anion(O2‑),さ. 子 還 元 とプ ロ トン 付 加 に よ るhydrogen (H2O2),こ. のH2O2の1電. hydroxyl. の 向上 を み て き た が,よ. 酸 素 で あ る 一 重 項 酸 素(1O2)の4種. り安 全 で よ り長 時 間 の. 多 の研 究 が 成 され て い る.. peroxide. 子 還 元 で 生 じる. slushを 用 い た局 所 冷 却 な どが 導 入 され 手 術 成 績. 心 停 止 を 目標 に,幾. 子還. ら に2電. radical(・OH)お. よび高 エネ ルギー 類 の狭義 の. 活 性 酸 素 が 産 生 さ れ る と考 え ら れ て い る ． こ の radicalは. 非常. 動 脈 遮 断 を解 除 し再 灌 流 し た 後 の心 筋 障 害 も注. に 反 応 生 が 高 く 寿 命 が 短 い(10‑3〜10‑6秒)が. 物. 目 さ れ,再. 理 的 にElectron. さ らに こ の 心 停 止 中 の 心 筋 保 護 に 加 え て,大. 灌 流 障 害 の 病 態 生 理 と対 策 が研 究 さ. superoxide. anionとhydroxyl. spin. resonanceやElectron. れ解 明 され て き た． そ れ に は再 灌 流 時 のCa. paramagnetic. paradoxに. 後 に 活 性 酸 素 が 産 生(burst)さ. 対 す るCa拮. 対 す るmannitolの. 抗 剤 の 投 与8)9)や浮 腫 に. 投 与10)な ど が 試 み ら れ効 果. さ れ た13)‑15).. resonanceを. 用 い て,再. 灌 流直. れ る こ とが 証 明.
(6) 1230. 山. 1969年 にMcCOrdとFridovich16)が お い て2O2‑+2H+→H2O2+O2の. 生体 内に 反 応 を触 媒. し, O2‑を 消 去 す る 酵 素 で あ るSODの 見 し て 以 来,活. 田. 存 在 を発. 性 酸 素 と そ の 消 去 剤 に 関 す る多. 幸. 夫 心 筋 水 分 含 有 量 の 増 加 は 心 筋 浮 腫 の 増 大 を意. 味 す る と考 え ら れ るが,再. 灌 流 直 後 に 起 きた 心. 筋 水 分 含 有 量 の 急 激 な 増 加 が60分 後 に も依 然 と して 存 在 した こ とは,再. 灌 流 直 後 よ り心 筋 浮 腫. くの 研 究 と開 発 が な さ れ て き た.生 体 内 に は 活. が 発 生 し持 続 す るこ と を示 唆 して い る.こ. 性 酸 素 に 対 す る 防御 機 構 と して 主 に 細 胞 質(ミ. 筋 浮 腫 の 機 序 に 関 し て は,. ト コ ン ド リア や 細 胞 液)こ →O2+2H2Oの glutatione る が,再. のSODや2H2O2. 反 応 を触 媒 す るcatalase peroxideな. 1) ,. どの 消 去 剤 が 存 在 して い. 灌 流時 に は活性酸 素が 急増 す るため に. 血 管 内 皮 細 胞 に あ るxanthine. の心. oxidase系. が 活 性 酸 素 の発 生 源33)34)であ るた め,直 接 に 内 皮 細 胞 が 障 害 を受 け て 血 管 透 過 性 が 亢 進 し浮 腫 を き た す12)17),2)抹. 消 血 管 床 に 付 着 したactivat. 生 体 内 の 消 去 剤 に よ る防 御 機 構 だ け で は 対 応 で. ed neutrophilが. きな くな り 重 大 な 細 胞 障 害 を 引 き起 こす の で は. plug形. な い か と考 え られ て い る17).. す こ とに よ り,内 皮 細 胞 障 害 を 引 き起 こ し浮腫. 心 臓に おい て も区域 あ るいは全体 の虚 血再灌 流 に 対 して,種. 々 の 消 去 剤 を 投 与 して 再 灌 流 障. 活 性 酸 素 を 発 生35)〜37)し,ま た. 成 な ど に よ るno‑reflow現. を きた す,. 3)虚. 象38)を起 こ. 血 に さ ら され た 心 筋 細 胞 の 細. 胞 膜 は 脆 弱 化 して お り,こ. こに 活 性 酸 素 が 作 用. 害 を 軽 減 し よ う とす る実 験 とそ の効 果 の有 無 に. しH2OやCα2+な. 関 す る報 告 が 数 多 く18)‑28)みられ る ．. す39)な どが 考 え られ るが,電 子 顕 微 鏡 に よ る微 細. 開 心 術 で も心 筋 保 護 下 の 心 停 止 後 の 再 灌 流 は. ど が 流 入 し細 胞 の 膨 化 を きた. 構 造 の 変 化 か ら も,再 灌 流 後 の 血 管 内 皮 細 胞 の. 不 可 避 で あ り,こ の 障 害 を抑 制 す る こ とが 重 要. 膨 化,裂. な心 筋 保 護 の 問 題 と な っ て い る が,臨 床 の 開 心. コ ン ド リア の 破 壊 と膨 化,収. 孔,空. 胞 形 成 や 心 筋 細 胞 の 浮腫,ミ. ト. 術 と同 様 の 体 外 循 環 モ デ ル で の 検 討 は少 な い ．. み られ て い る31)40)41)． 体 外 循 環 に お け る心 筋 浮腫. 縮 帯 の 形 成 な どが. 著 者 は こ の モ デ ル を作 製 し,体 外 循 環 下 の 再 灌. の発 生 はcardiop1egic. 流 障 害 の 病 態 と活 性 酸 素 の う ち最 初 に 発 生 す る. 圧 な どの 関 連 も あ る が,今. superoxide. 後 か ら急 激 に発 生 した 心 筋 浮 腫 は 再 灌 流 障 害 の. anionの. 消 去 剤 で あ るh‑SODを. 局. 体 外 循 環 下 に お け る再 灌 流 障 害 の 病 態 と して 性 と心 筋 逸 脱 酵 素 と心 筋 浮 腫 と心. 機 能 の4項. 流 後5分. 性 は虚 血120分 お よ び再 灌. 性 の 有 意 の 上 昇 は み られ. の 欠 乏44)な どを統 合 的 に 反 映 した もの であ る と考. ラ ッ トのLangedorff. モ デ ル を用 い て虚 血 お よび再 灌 流 時 に心 筋 内 よ びglutatione活. 報 告 して い る が,こ. れ は以 上 に 述べ た細 胞 膜 障 害 と心 筋 浮 腫 やCaの 異 常 な細 胞 内 流 入42)43)や高 エネ ルギー燐 酸 化 合 物. な か っ た. Guarnieriら29)も. SODお. と推 測 され た．. 脈. に お い て も有 意 に低 下 が み られ,動. 血 中 に も イ ヌSOD活. る 活 性 酸 素13)〜15)と の 関 連 が大 きい の で は ない か. 再 灌 流 に よ り心 機 能 の 回 復 は遅 延 し たが,こ. 目か ら検 討 した.. 心 筋 内 イ ヌSOD活. 回み られ た 再 灌 流 直. 重 要 な病 態 の 一 つ と考 え られ,同 時期 にburstす. 所 投 与 し て の 効 果 と至 適 量 を検 討 し た.. イ ヌSOD活. solutionの 浸 透 圧 や 灌 流. 性 が 低 下 して い る と. の こ とは 再 灌 流 時 に 発 生 す. え ら れ た. 以 上 の結 果 か ら体 外 循 環 下 で も120分 間 の 虚 血 再 灌 流 後 の 心 筋 はstunningの. 状 態 に あ り,こ の. 状 態 が再 灌 流 時 の 活 性 酸 素 との 関 連 が 大 とす れ. る活 性 酸 素 に対 し て 心 筋 の 防 御 機 能 の 低 下 を示. ば,至. 唆 して い る と考 え られ る.. 低 下 が 改 善 す る可 能 性 が あ る と考 え て,最. 大 動 脈 遮 断 解 除 に よ り再 灌 流 後 の 心 筋 逸 脱 酵 素(CK‑MB,. HBDH)の. 遊 出 は 増 加 した が,. h‑SODの. 適 なh‑SODの. 投 与 に よ り遷 延 した 機 能. 響 の な い こ と を確 認 した 後, h‑SOD. 1, 3, 10,. こ れ は 他 の 報 告30)‑32)にもあ る様 に虚 血 時 の 膜 構. 20mg/kgを 生 理 食 塩 水20mlに. 造 の破 綻や 流動 性や 透過 性の変 化 に加 えて再灌. に 大 動 脈 基 部 よ り局 所 投 与 し検 討 し た ．. 流 に よ る細 胞 膜 リン 脂 質 の 過 酸 化 変 性 も影 響 し て い る と考 え られ る.. 初に. 溶 解 液 であ る生 理 食塩 水20ml投 与 が影. 溶 解 し再 灌 流 直 前. 再 灌 流 後 の 心 筋 逸 脱 酵 素(CK‑MB, の 有 意 の 増 大 がh‑SOD. 3mg/kgお. HBDH) よ び10mg/kg.
(7) 体 外 循 環 下 の 再 灌 流 障 害 とh‑SOD 投 与 に よ り 抑 制 さ れ た こ と は,虚. 血 時 に あ る程. 度 可 逆 性 障 害 を受 け て い た 細 胞 が 再 灌 流 に よ り. 1231. の 原 因 につ い て は今 後 さ らに検 討 が 必 要 で あ る. こ の3mg/kg投. 与 に お け る血 中h‑SOD濃. 度を. 細 胞 膜 の 破 綻 を き た し不 可 逆 性 障 害 へ 進 展 す る. み る と,冠 静 脈 血 に お い て 再 灌 流 時 に 約110mg/. 過 程 を 阻 止 し た た め と考 え ら れ た.. ゑ で あ っ た. Lee7)は,イ. ま た,再. 灌 流 後 の 心 筋 浮 腫 がh‑SOD. お よ び3mg/kg投. 環 下 の 虚 血 再 灌 流 モ デ ル に お い て再 灌 流5分 前 に. 1mg/kg. 与 で 抑 制 さ れ た こ と は,再 灌 流. 時 に 冠 動 脈 血 管 床 でh‑SODがburstす superoxide. anionを. る. 消 去 す る こ と に よ り血 管 内. 皮 細 胞 や 心 筋 細 胞 の 障 害 を 軽 減 しcell. h‑SOD. 後 に100%に. 3mg/kg投. 以 上 の3項. 与に. 近 い 収 縮 能 の 回 復 が 得 られ た.. に よ りh‑SODの. h‑SOD. 3mg/kg投. 至 適 量 は3mg/kgと. こ のh‑SOD単. anionはhydrogen. 変 換 さ れ,. SODに. よ. (Fenton反. 応)お. radicalの. れ,最 小 の 投 与 量 で 最 大 の 効 果 を得 る に は,大 動 脈 基部 か らの 局 所 投 与 は 有 効 で あ る と考 え た.. 度 は約25mg/lで. 与 で の 動 脈 血peak濃. あ り,こ の 濃 度 はh‑SOD全. 度 に相 当 す る.こ の こ とは 腎. よ り最 も 活 性. で あ り,臨 床 応 用 の 可 能 性 が示 唆 さ れ た.. 発 生 を促 進 す る こ. 結 と に な り, hydrogen. peroxide. るcatalaseやglutathione. 身. トに は1.5mg/. 障 害 な ど の 副 作 用 の 面 か ら して も安 全 な投 与 量. ・OH+. 応)に. 供 給 され る こ と. 効 果 が最 も発 現 す る と考 え ら. kgの 血 中peak濃. よ びO2+H2O2→. の 大 き いhydroxyl. 度 のh‑SODが. 投 与 な ら ば イ ヌ に は0.5mg/kg,ヒ. peroxideに. H2O2+Fe2+→・OH+OH‑+Fe3+. OH一+O2(Haber‑Weiss反. 回復 が 得 られ た と報 告 して い. こ のh‑SOD3mg/kg投. 考 え た.. 独 投 与 に 関 し て は,. りsuperoxide. 与群 が. 回の投 与方 法 に. 度は. あ り,左 室 収. る.著 者 の 結 果 か ら も再 灌 流 直 後 に冠 動 静 脈 に 100〜150mg/l程. 目 と も,. お け るh‑SODの. 投 与 が 至 適 量 で,そ の 血 中peakh‑SOD濃. 灌. 最 も 良 好 で あ っ た こ と か ら,今. 投 与 しそ の 血 中h‑SOD濃. 度 と心 機 能 の 面 か ら検 討 を行 っ た 結 果, 16mg/kg. 縮 能 は90〜100%の. よ り 心 筋 の 統 合 性 が 最 も 良 好 に 温 存 さ れ,再 流60分. 人 工 心 肺 にh‑SODを. 再 灌 流 時 に一 致 し120〜140mg/lで. swelling. や 間 質 浮 腫 が 抑 制 さ れ た と考 え ら れ た. 再 灌 流 後 の 心 機 能 は,. ヌ を用 い た低 温 体 外 循. scavengerで peroxidaseを. 論. あ 添加. 開 心 術 に お け る体 外 循 環 モ デ ル を 作 製 し,低. す る こ とで よ り有 効 な 結 果 が 得 ら れ る と の 報. 温 虚 血 心 筋 の 再 灌 流 障 害 の 病 態 と活 性 酸 素 消 去. 告4) 6)18)20)24)〜26)があ る 一 方,. 剤 で あ るh‑SODの. もcatalaseやglutathione. h‑SOD単. 独 投与 で. peroxidaseの. 添加. と同 様 の 効 果 が 得 られ た 報 告17) 19)22)23)もみ られ る. Ambrosioら17)は anionが. 1). 体 外 循 環 下 の120分 間 の 心 停 止 後 に み られ. た再 灌 流 障 害 と して,心. 外 因 性 のSODがsuperoxide. 発 生 す る や 否 やhydrogen. 効 果 と至 適 量 を 実 験 的 に 検. 討 し,以 下 の 結 論 を得 た.. 筋 逸脱酵素 の増加 お よ. び 急 激 な 心 筋 浮 腫 と心 機 能 の 回 復 不 全 が み られ. peroxideに. 変 換 し,内. 因 性 のcatalaseやglutathione. per. oxidaseに. よ り充 分 に 消 去 さ れ る と推 察 し て い. た. 2). 再 灌 流 直 前 に大 動 脈 基 部 か らh‑SODを. 3mg/kg投. 与 で十分 な. 投 与 す る こ とに よ り,上 記 の再 灌 流 障 害 の 軽 減. 心 筋 保 護 結 果 が 得 ら れ た が20mg/kg投. 与 で は効 果. が み ら れ た.. る.こ. の 検 討 で もh‑SOD. が 認 め ら れ な か っ た こ と か ら,内 やglutathione hydrogen. peroxidaseが peroxideで. あ れ ば,. 因 性catalase 処 理 し得 る 量 の h‑SOD単. 与 で も 十 分 で は な い か と 考 え た.し. 独 投. 3). こ の 投 与 方 法 に おけ る至 適 量 は3mg/kgで. あ り,h‑SODの. 血 中 濃 度 か らみ て 臨 床 応 用 の 可. 能 性 が 示 唆 さ れ た.. か し20mg/kg. 投 与 で 効 果 が 認 め られ な か っ た 原 因 に つ い て は. 本 論 文 の要 旨 は第19回 日本 心 臓 血管 外科 学会 総 会 に. 不 明 で あ る が,そ. お いて発 表 した.. 量 のh‑SOD単 るhydroxyl. の 一 つ の 機 序 と し て上 記 の 過 独 投 与 は 生 体 内 の 処 理 力 を越 え. radicalの. 増 生 に つ な が り,こ. れが. 細 胞 障 害 を 引 き起 こ す 可 能 性 も 考 え ら れ る.そ. 稿 を終 え るに臨 み,終 始 御 懇 篤 な る御 指 導,御 校 閲 を賜 りま した恩 師,寺 本 滋教 授 に 深甚 な る謝 意 を 捧 げ ます.ま た,本 研 究 に御 助 言,御 指 導 をい ただ.
(8) 1232. 山. 田. 幸. き ま した,妹 尾嘉 昌教 授,中 山頼 和 講 師 に心 か ら感. 夫. 謝 致 します.. 文. 献. 1) Braunwald E, Kloner RA: The Stunned Myocardium:. Prolonged,. Postischemic ventricular Dysfun. ction. Circulation. (1982) 66, 1146-1149 . 2) Ellis SG, Henschke CI, Sandor T, Wynne J, Braunwald E, Kloner RA: Time course of functional and biochemical recovery of myocardium salvaged by reperfusion.. J Am Coll Cardiol. (1983) l,. 1047-1055. 3) Buckberg GD: Studies of Controlled Reperfusion After Ischemia. irreversibly?. When is cardiac muscle damaged. J Thorac Cardiovasc Surg (1986) 92, 483-487.. 4) Shlafer M, Kane PF, hypothermic. Krish MM: Superoxide. cardioplegia. dismutase plus catalase. enhances the efficacy of. to protect the globally ischemic reperfused heart.. J Thorac Cardiovasc. Surg (1982) 83, 830-839. 5) Stewart JR, Crute SL, Louihlin VL, Hess ML, Greenfield LJ: Prevention of free radical-induced myocardial. reperfusion injury with allopurinol.. J Thorac Cariovash Surg (1985) 90, 68-72.. 6) Myers CL, weiss SJ, Kirsh MM, Shepard BM, Shlafer M: Effets of supplementing hypothermic crystalloid. cardiplegic solution with catalase,. on functional. superoxide dismutase,. allopurinol,. recovery of globally ischemic and reperfused isolated hearts.. or deferoxamine. J Thorac Cardiovasc. Surg (1986) 91, 281-289. 7) Lee RB, Stewart JR, Merrill WH, Frist WH, Hammon JW Jr, Bender HW Jr: Pharmaccokinetics of superoxide. dismutase during hypothemic cardiokulmonary. bypass.. Circulation 80 (suppl.. III). (1989), 25-29. 8) Clark RE, Christlieb IY, Ferguson TB, Weldom CS, Marbarger JP, Biello DR, Roerts R, Ludbrook PA, Sobel BE: The first American clinical trial of nifedipine in casdioplegia. 12 month experience.. A report of tfe first. J Thorac Cardiovasc Surg (1981) 82, 848-859.. 9) Balderman SC, Chan AK, Gage AA: Verapamil during global ischemia.. cardioplegia:. Improved mycardial. preservation. J Thorac Cardiovasc Surg (1984) 88, 57-66.. 10) Hutton I, Marymick SP, Fixler DE, Templeton GH, Willerson JT: Changes in regional cornary blood flow with hypertonic mannitol in coscious dogs. Cardiovasc Res (1975) 9, 11) Braunwald E, Kloner R: Myocardial reperfusion:. 47-55.. A double-edged sword? J Clin Invest (1985) 76,. 1713-1719. 12) Werns SW, Shea MJ, Lucchesi BR: Free radicals and myocardial tions.. Circulation. (1986) 74, 1-5. implica. .. 13) Zweier JL, Flaherty JT, Weisfeldt ML: Dimect measurement reperfusion of ischemic myocarium.. injury: Pharmacologic. of free radical generation following. Proc Nati Acad Sci (1987) 84, 1404-1407.. 14) Kramer JH, Arroyo CM, Dickens BF, Weglicki WB: Spin-trapping evidence that graded myocar dial ischemia alters post-ischemic superoxide, -159 .. production.. Free Radical Biol & Med (1987) 3,. 153. 15) Garlick PB, Davies MJ, Hearse DJ, Slater TF: Direct detection of free radicals in the perfused rat heart usig electron spin resonance spectroscopy. 16) McCord JM, (hemocuprein).. Fridovich. I:. Superoxide. Circ Res (1987) 61, 757-760.. dismutase.. J Biol Chem (1969) 244, 6049-6055.. An enzymic function. for erythrocuprein.
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