体循環・腎循環と腎表層容積脈波 (RPTG) - GINMU

奈医誌. (
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目
A
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)42,425~436 ,平 3
(
4
2
5
)
体循環・腎循環と腎表層容積脈波 (RPTG)に関する実験的研究
一低酸素負荷による影響と波形成分のフーリエ解析一
奈良県立医科大学第 1内科学教室
布谷隆治,野中秀郎
EXPERIMENTALSTUDYO NRELATIONOFSYSTEMIC
ANDRENALCIRCULATION
T ORENALPLETHYSMOGRAM(RPTG) DURINGHYPOXIA
ANDFOURIETRANSPORTANALYSIS
RYUJINUNOTANIandHIDEONONAKA
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緒
環系に変化が生じると,これに伴って腎循環系に変化が
呈
吾
・
自
腎臓はその重量に比して血流量が多く,心拍出量の
生じるであろうし,逆に腎循環系に変化が生じると体循
1
/
4-1/5に相当する血液が流れている.したがって,体循
環系にも変化が生じる可能性が強い.しかし,体循環の
変化と腎循環とりわけ腎内微小循環の変化との関係につ
(
4
2
6
)
布 谷 隆 治 ( 他 l名
〉
いては,今日なお不明な点、が多い.これら両者の関係が
明らかになれば,腎内とくに腎皮質内微小循環の変化か
ら逆に体循環・腎循環の状態を推定し,さらには腎にお
けるび慢性病変・限局性病変の診断や全身の病態を推定
することが可能になり,臨床的意義は大きい.そこで著
者らは,低酸素負荷により体循環を変動させた際の体循
環および総腎血流量の測定と同時に,腎表層容積脈波
(
r
e
n
a
lp
l巴thysmogram;RPTG)を記録することによっ
て腎皮質外層の血行力学的情報を観察し, RPTG所見の
指標から逆に体循環・腎循環の変化に関する情報の推測
が可能か否かを明らかにするため,全身および腎血行動
態と RPTGと の 関 係 お よ び フ ー リ エ 解 析 か ら み た
RPTG波形の構成成分について検討した.
方 法
1
. 実験動物
体重 9
.0-13.0k
g
(平均 1
1
.
0k
g
)の健康な雑種成熟イ
ヌ 7頭を用いた.
2
. 実験方法
まず P
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a
lsodium30mg/kgの腹腔内注射に
lcuroniumO
.
l
m
g
/
より麻酔したのち,気管内挿管し, A
kgの静脈内投与についで,レスピレータによる調節呼吸
を開始し,左第 4肋間で開胸して大動脈基部を露出した.
ついで、左腰背部切聞により左腎動脈を露出し,同時に左
腎の腎被膜を一部剥離して腎表層を露出した.さらに左
大腿動・静脈を剥離し, F
i
g
. 1のように大動脈基部圧
(ABP)測定用カテーテノレ,腎動脈圧 (RBP)測定用 4Fの
M
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r社製, PC-340)および下大静脈
カテ先マノメータ C
F
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回
IVP)測定用カテーテノレをそれぞれの圧測定部位に到
圧C
達するよう挿入し,他端を体外式圧トランスジューサに
プによって構成されており,本体には,光源として 9
4
0
0
接続した.ついでト心拍出量 (ABF)および腎血流量 (RBF)
Aの光を発生するガリウム枇素発光ダイオードと,反射
を測定するため,大動脈基部と左腎動脈にそれぞれ適合
光の光電変換素子にシリコンフォトダイオードを組み込
する電磁流量計プローブ (
Narco社製〉を装着した.つい
んである.
で,腎被膜の一部を剥離して露出した左腎表面にファイ
4
. 圧・流量・脈波形の記録と処理
ノミー型反射光電容積脈波計のピックアップを密着させ,
ABP波
, RBP波
, ABF波
, RBF波
, RPTGの各波
心電計電極を体表面に装着した.
0
以上の操作後,イヌの血行動態が安定した時点で, 1
形を心電図(ECG)とともにポリグラフ〔三栄測器社製,
1
4
2←むを介してデータレコーダ (Teac社製, XR-30)に
% 02,90%N2混合カやスを 1
0分間吸入させ,吸入後およ
入力し, R波の識別可能な A/Dコンパークにより記録
び吸入開始後の各波形を記録した.記録時には呼吸によ
の良好な連続 5心拍を選別し,マイクロコンビュータ
る変化を除外して良好な波形をうるために,数秒間レス
(
H
e
w
l
e
t
tPackard社製, HP-85)を用いてその加算平均
ピレータを停止した (
F
i
g目1).
波形を作成し,後述の圧・流量・脈波計測を行った.
3
. 実験装置
5 計測項目および統計処理法
RPTGの記録には石}II')が開発した装置を用いた.本
(
1
) 動脈血ガス値
目
装置は F
i
g
.
2に示すごとく脈波計本体,ガラス・ファイ
低酸素負荷前の空気呼吸時と低酸素負荷 5分後に左大
0cmの金属性ピックアッ
パー内蔵の光伝送部および約 2
腿動脈から挿入したカテーテノレを介して採血し,血液ガ
(
4
2
7
)
体循環・腎循環と腎表層容積脈波 (RPTG)に関する実験的研究
F
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g
.2
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l plethysmogram
(RPTG).
ス分析装置 (
C
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i
n
g社製, M-175)を用いて動脈血 pH
(
3
) 圧・流量・脈波に関する計測
(pH),動脈血酸素分圧 (PaO,
;mmHg),動脈血炭素ガ
ABP波
, RBP波
, ABF波
, RBF波
, RPTGについ
ス分圧 (PaCO
,
; mmHg),重炭酸イオン濃度 (HC03- ;
て時相および波高を計測した.計測は全て 5心拍加算平
mEq/
1
),酸素飽和度 (SaO
,
;%)を測定した.
i
g
.3のように ECGのQ
均波形から求めた.すなわち F
(
2
) 体循環・腎循環に関する測定項目
を基準として,圧・流量・脈波の立ち上がり点 S,頂点
大動脈基部圧 (ABP;mmHg):左大腿動脈から挿入
P,および切痕 Nの各点を選定し, Qから Sまでの時間
したカテーテノレを介して,大動脈基部の血圧曲線を圧ト
(Q-S時間), Sから Pまでの時間 (S-P時間〉および N点
ランスジューサによって記録し,圧曲線から平均血圧を
H
η〉
と P点の高さ (Hp
)との比 Hn/Hp(
切痕係数〉
の高さ (
求めて ABPとした.
を計測した (
F
i
g
.3
)
.
/min):電磁流量計のプロープを
心拍出量 (ABF;m1
大動脈基部に装着して測定し,平均血流量を ABFとし
低酸素負荷前および開始後の各波形の構成成分をフー
リエ解析により, DC成分および 1
2の周波成分に分解し
た.
下大静脈圧(IVP;mmHg):左大腿静脈から挿入して
下大静脈に留置したカテーテノレを圧トランスジューサに
た.
波形の最大周期を t
。とすると,最大角振動数W は W =
2
n
/
to=2nfとなる.さらにこの波形内に, fの O-q倍の
接続して測定した.
1
/min):(ABP全末梢血管抵抗 (TPR; mmHg/m
IVP)/ABFとして算出した.
周波数を有する
4Fのカテ先マ
ノメータを用いて圧曲線を記録し,平均腎動脈圧を求め
て RBPとし T
こ.
W oニ WXO=第 O高調波 (DC成分;平均値〉
W,
=WX1ニ第 1高調波
W ,=WX2=第 2高調波
W
と m
る凶
UF
お日川一
吋
波え
LV
調かい円
高きーは
q
三いいり
第で
α
a
=L
Z
λJ
口a f ¥ k
ふ干ム
恥数∞
q 4色
﹂﹁澗
腎血管抵抗 (RVR; mmHg/m
1
/min):(RBP-IVP)/
波
しk
.
.
W 形刊
腎血流量 (RBF;m1
/min):左腎動脈に装着した電磁
流量計プロープを用いて測定し,平均血流量を RBFと
RBFとして算出した.
WO-Wqの周期成分が存在するとする
と
,
腎動脈圧 (RBP;mmHg):左大腿動脈から左腎動脈
分岐部レベノレの腹部大動脈内に留置した
(
4
) フーリェ解析
(
4
2
8
)
布 谷 隆 治 〔 他 l名
〉
=
十ao+急(akcos(Wkt)+bk似
Wkt))
Akcos(Wkt十 仇 )
ニ~
ECG
Q
Ak=jak2+b
k
2
ABP
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RBF
ak=;~:π 似山(ιm
逆フーリエ展開すると
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P
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以上の展開に 5msec毎の実データを代入して, 1拍分の
1
11/¥1/F1Hn
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(k=Q)
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i
Hp
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RPTG
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powerおよび powerの%から powerspectrumを求め
7
乙
Table1
.A
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i
a
lbloodgasb
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u
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i
n
ghypoxia
andd
(
5
) 統計処理方法
(l) ~(4) の低酸素負荷前後の各計測値は平均土標準誤差
で記載し,測定値の差の有意性については低酸素負荷前
t
u
d
e
n
t
'
sp
a
i
r
e
dt
値〔対照値〕と負荷後の測定値の間で S
t
e
s
tを用いて検討し, p<0.05をもって有意とした.
実験成績
1 動脈血ガス値の変化
10%02
I
te
ロ1
pH
Pa02(mmHg)
PaC02(mmHg)
HC03-(mEq/
l
)
BE(mEq/m
J
)
(%)
SaO,
b
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7
.
4
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.
0
3
.
3
7
8
.
7土 4
.
6
3
5
.
6土 3
2
2
.
0土0
.
5
.
6
1
1
.7
1士0
.
1
8
7
.
3土 2
.
0
3
74
3士0
.
3
*
5
7
.
5土 3
:
t3
.4
3
4
.3
2
1
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土0
.
7
17
t0
.
6
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0:
.
2
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6
9
.
1土 6
目
目
pく 0
mean士SE(n=7
.
0
5
.
)
, *;
Table1に低酸素負荷前と負荷 1
0分後の動脈血ガス
吸 入 に よ り Pa02は 7
測定値を示す. 1
0% O
8
.
7:
t4
.
3
2
mmHgから 5
7
.
5土3.3mmHgに低下したが, PaC02
は明
は1
3
2
.
7士45mmHgに
, 5分後には 1
3
7
.
4:
t4.3mmHgに
らかな変化を示さなかった.また pHおよび HC03ーは変
F
i
g
.5
)
.
上昇した (
目
化しなかったが,Sa02は 8
7
.
3土2
.
1%から 6
9
.
1土6
.
2%
(3)ABF
に減少した.
ABFは負荷前の 7
8
0
.
2:
t96.6ml
/minから,負荷 1分後
2
. 体循環の変化
には 8
1
土1
3
0.
05.3ml
8
4
.
3士1
0
0
.
l
m
l
, 3分後には 8
/minに
(l)HR
/minにいずれも増加し, 1
0分後には 8
8
2
.
9士 1
01
.0ml/
負荷前の 1
3
9
.
6土 1
1
.8
b回 ts/minか ら 負 荷 3分 後 に
minになった.これを負荷前値に対する%に換算する
1
3
4
.
0土1
3
.
1
b
e
a
t
s
/
m
i
nになり
5分以後前値に回復した
(
F
i
g
.4
)
.
1
4土 4%
07
:
t2%
0分後 1
1
4土
と
, 1分後 1
, 3分後 1
, 1
)
.
F
i
g
.5
5%であった (
(2)ABP
(4)IVP
21
.9:
t7.6mmHgから負荷 3分後に
ABPは負荷前の 1
IVPは負荷前の 4
.
7土O3mmHgから負荷 3分後には
目
(
4
2
9
)
体循環・腎循環と腎表層容積脈波 (RPTG)に関する実験的研究
5
.
2土 0.3mmHgに上昇し,その後は大きな変化を示さな
は1
4
2.
1
土 4.8mmHgi
こ上昇し, 1
0分後にはやや回復傾向
かった (
F
i
g
.5
)
.
F
i
g
.6
)
.
を示した (
(5)TPR
(2)RBF
目
1
6
9:
t0.023mmHg/ml
/minから負
TPRは負荷前の O
RBFは負荷前後でほとんど変化しなかった (
F
i
g
.6
)
.
.
1
6
3:
t0.021mmHg/ml
/min, 5分後には
荷 1分後には 0
(3)RVR
0
.
1
7
7土 0.027mmHg/ml
/minと変化したのち前値に復し
た(
F
i
g
.5
)
.
3
l
/minから漸次増
RVRは前値の1.13土 0.15mmHg/m
9土 0.16mmHg/ml
/minにな
大し,負荷 5分後には1.2
腎循環の変化
り,以後その値を保った (
F
i
g
.6
)
.
(l)RBP
4
. 圧・流量・脈波の変化
RBPは負荷前の 1
2
7
.
8士 6.8mmHgから負荷 5分後に
(
l)ABP波
Q-S時間
ト 10
肌
160
負荷前の 8
9
.
7士4
目
8msecから負荷 7分後に
は7
7
.
9士4
目
2msecに短縮した (
F
i
g
.7
)
.
S-P時間・負荷前の 8
4
.
3土 1
7
.
2
m
s
e
cから負荷 l分後
'
e
、 150
4
.
3土 5
.
9
m
s
e
cになり,その後延長の傾向を示し
は一旦 7
i
た(
F
i
g
.8
)
.
140
Hn/Hp :負荷前値は 0
.
4
1
9土 0
.
0
7
4で,負荷開始後は
"
'
& 130
F
i
g目9
)
.
明らかな変化を示さなかった (
L
(2)RBP波
r
o
さ 120
ι
F
Q-S時間目負荷前の 1
1
7
.
9士5
.
2
m
s
e
cから負荷 7分後
T,
b
e
f
o
r
e
3
5
7
1
0m
i
n
0
7
.
1士4目
3msecに明らかな短縮を示した (
F
i
g
.7
)
.
には 1
F
i
g
.4
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a
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.mean土 SE(n=7)
S-P時間:負荷前値は 5
3
.
6土 3
.
6
m
s
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cであり,負荷開
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1
4
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10%0,
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6
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7
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ト--10%0,
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,
巴 RBF; r
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1
1
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lb
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l
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s
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a
n
c
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.m巴an士
SE(n=7)
F
i
g
.8
)
.
始後もほとんど不変であった (
1
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巴s
ABF; a
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巴n
a
lp
l
e
t
h
y
s
mogram. mean土 SE(
n
=
7
)
.
.
1
8
5土 0
Hn/Hp・負荷前の 0
.
0
2
6か ら 負 荷 3分 後 に
0
.
2
3
2士0
.
0
3
4, 5分後に o
.
2
2
8:
t0
3
4, 7分後に 0
.0
.
2
5
0
向を示し,負荷 7分 後 に は 1
1
3目
6:
t3.6msecに な っ た
土0
.
0
4
0に,さらに
(
F
i
g
.7
)
.
1
0分後に 0
.
2
7
3士 0
.
0
4
4へと明らか
F
i
g
.9
)
.
な増大を示した (
S-P時間:負荷前値は 5
5
.
7土 8
.
4msecで負荷開始後も
(3)ABF波
)
.
F
i
g
.8
明らかな変化を示さなかった (
Q-S時間:負荷前の 7
4
土4
6.
.
3
m
s
e
cから負荷 7分後に
Hn/Hp目負荷前の 0
.
0
7
8士0
.
0
3
4か ら 負 荷 3分 後 に
0
.
1
3
1土 0
.
0
4
0に増大傾向を示したが,以後前値に復する
i
は6
F
i
g
.7
)
.
7
.
9土 3
.
8
m
s
e
c.
こ短縮した (
S-P時 間 負 荷 前 値 は 4
8
.
6士1.8msecで,負荷開始後
F
i
g
.8
)
.
も変化を示さなかった (
(4)RBF波
Q-S時間:負荷前の 1
2
5
.
7:
t8.3msecから漸次短縮傾
F
i
g
.9
)
.
傾向を示し,明らかな変化を示さなかった (
(
5
)RPTG
Q-S時間:RBP波 .RBF波における Q-S時間の変化
と類似の推移を示し,負荷前の 1
5
8
.
3士7
.
5
m
s
e
cから徐々
体循環・腎循環と腎表層容積脈波 (RPTG)に関する実験的研究
(
4
3
1
)
0
.
5
3%へと明らかな減少を示した.
0
.
8
RBF波 :ABF波と同様,第 0高調成分を除けば第 1
・第 2 高調成分が多いが,第 3~6 高調成分は ABF 波に
0
.
6
比し少なかった.第 1 ・第 2高調成分は負荷 1分後に増
加し
a
Z
'
[
:
0
.
4
3分後より前値に復する傾向を示した.
RPTG波 :ABP波
, RBP波
, RPTG波と末梢にいく
工
ト
L
_
_
_
_
l
.
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一
一
一
十
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a
lp
l
e
t
h
y
s
m
o
g
r
a
m
. mean士SE(n=7),*;p<0.05
に従って,第 3~12 高調成分が増加したが, RPTG波の
成分は RBP波・ RBF波よりはむしろ ABF波の成分に
近似していた.しかし負荷 1分後には,第 O高調成分は
負荷前値 5
6
.
0
9:
t1
3
.
4
8%から 4
9
.
7
1土 1
3
.
5
2%に減少し,
9
.
4
6:
t9
.
6
0%から 3
8
.
0
9:
t
第 1高調成分は負荷前値の 2
8
.
3
1%へと明らかな増加を示し,第 2高調成分は負荷前
値の 5
.
7
6土1.7
2%から 4
.
8
7土 0
.
9
9%へと明らかな減少
を示した.その後,負荷 3~ 5分後には前値に復する傾
向を示し, 1
0分後には第 O高調成分・第 2高調成分が増
加し,第 1高調成分が減少した.
に短縮して,負荷 7分後には 1
4
6.
4
士8
.
3
m
s
e
cになった
が
, 1
0分では前値に回復した (
F
i
g
.7
)
.
S-P時間:負荷前の 1
1
3
.
6土 2
0
.
6
m
s
巴C から負荷後短縮
傾向を示し
7分後は 9
7.
1
:
t18.6msecになった (
F
i
g
.8
)
.
Hn/Hp : 負荷前の 0
.
7
2
8士0
.
0
3
7から負荷 5分後には
考 察
総腎血流量の測定は古くは温度変化を利用した R
o
y
'
s
o
r
c
et
r
a
n
s
d
u
c
e
r
oncometer法や,重量変化を利用した f
法あるいは腎被膜下の圧変化を測定する方法などが用い
0
.
8
1
0土 0
.
0
2
3に明らかな増大を示したが,その後は一旦
られたが,現在では主左して電磁流量計や超音波ドプラ
増大した RVRの回復と一致して回復し, 1
0分後には
流量計などが用いられている.一方,局所血流,とりわ
0
.
7
1
0土 0
.
0
4
4に減少した (
F
i
g
. 9)
け腎皮質血流量測定には m
i
c
r
o
s
p
h
e
a法制)や washout
5 フーリェ解析
法 4)が用いられており,さらに最近では熱式組織血流計
各波形における高調成分の推移を T
able2に示す
や電解式組織血流計 5)あるいはレーザドプラ血流計6)が
ABP波:平均値に相当する第 O高調成分を除けば,全
用いられている.しかしいずれの測定法にもそれぞれ問
て第 1~ 3高調成分で構成さわしており,第 l・第 2高調
i
c
r
o
s
p
h
e
a法では, m
i
.
題点、が指摘されている.例えば m
成分はし、ずれも低酸素負荷により減少した.とりわけ第
c
r
o
s
p
h
e
aのサイズによって腎皮質血流量の測定値が相
2高調成分は,負荷前 0
.
2
9土 0
.
0
7% か ら 負 荷 5分 後
違する 7)し 8
5
C
rを用いた washout法では再循環のため
0
.
1
6士0
.
0
4%
, 7分 後 0
.
17
:
t0
.
0
6%
, 1
0分 後 0
.
1
7土
I層(ju
x
t
a
m
e
d
u
l
l
a
r
yc
o
r
に減少カーブが遅延して, CPI
0
.
0
7%i
こいすやれも明らかな減少を示した.
t
e
xと o
u
t
e
rc
o
r
t
巴x
)の血流量が少なく計測されること
RBP波:第 0高調成分を除けば全て第 1~ 6高調成
分で構成されるが,負荷開始後は変化しなかった.
が指摘されている 8).水素ガスによる w
ashout法も,測定
用電極挿入時の出血のため測定値が真の値より高くなる
ABF波:第 O高調成分を除いて,第 1・
第 2高調成分
可能性がある.そこで著者は腎表層からリアノレタイムに,
が主体となるが,他の波形に比し第 3~12 成分も多く認
容易に腎皮質循環の観察が可能なファイパー型反射光電
められた.第 l高調成分は負荷 1分後に減少し
3分後
容積脈波計を用いて,血管内圧変動にもとずく血管容積
より前値に復する傾向を示した.第 2高調成分は負荷前
変動を記録した.本脈波計は,光源として 9
400Aの単一
2
5
.
4
4士1.3
7%から負荷 5分後に 2
3
.
5
1士1.6
1%に
波長に近い特性をもっガリウム枇素を使用しているので,
7
分後には 2
2
.
1
3士1.9
2%に,さらに 1
0分後には 2
2
.
0
9士
この波長での Hb02の光吸収率が HbC02の約 1
.4倍で
9%にいずれも明らかに減少した.第 3高調成分は変
1
.9
あるため,日 b0
2量の変動を主体に記録することができ
化を示さなかったが,第 4高調成分は負荷前 2
.
5
9:
t0
.
2
8
る.つまり主として ,Hb0
2を多く含む動脈血の容積変動
%から,負荷 3分後には 3
.
0
0土 0
.
2
9%に
5分後には
を観察することになる.この脈波計のイヌ腎表層からの
3
.
24
:
t0
.
3
0%へと明らかな増加を示した.第 5高調成分
光到達深度は 3~4mm で、あり,腎皮質厚の約 3/4 にあた
は負荷前値 2
.
2
7土0
.
5
6%から,負荷 1分後には 2
.
0
1土
る 9). 一般に腎皮質血流量は全腎血流量の 75~90
%を占
h
4下 い
﹁ J U・﹁汁
汁弱め吊)叫間前
臼
M
汁湘懇﹂リ
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パ
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時間作品片吊
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h附抽側、ナ調且戸相関口同岡崎居,封剛吊)∞
甘脳陣川町通
τ が作明海域議出淵吊)
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官
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営パ悼叫守噌 N山口山口阿古O)95wg告げ何回路川町通﹁
恥印
4
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J
よト﹂リ恥 VNVHUM早
O 苗δ
謹泊悦斗
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半日出国
4
.
0
3士 0
.
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.
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.
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2
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.
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J
体循環・腎循環と腎表層容積脈波 (RPTG)に関する実験的研究
(
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3
3
)
高比などの指標の意義を明らかにするためには,種々の
負 荷 で は 逆 に 増 加 す る と い わ れ て い る 17) ま た
条件下で体循環・腎循環と RPTGを連続的に同時記録
Gra
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g
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, RPTGの諸指標と全身および腎の血行動態との関係
RBFの変化はイヌとヒトでで、異なるほか,月麻革酔の有無や動
を解析する必要がある.
脈血酸素飽帯和日度によつても呉なる.例えばイヌに 8-10
0分間の 1
0
本研究では循環動態を変化させるために, 1
% 0,を吸入させると,無麻酔では RBFが増加するが,
% 0,吸入負荷を行なった.負荷により, PaO,は著しく低
5%以上の
麻酔下では逆に減少し,動脈血酸素飽和度が 7
,はほとんど変化しなかった.つまり本
下したが, PaCO
0%以下のときは減少すると
ときは増加または不変で, 6
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実験は,このような“ i
0% 0,吸入により, RBFは
いう.本研究の成績では, 1
経緊張・カテコラミン分泌の増加を介して生じる体循環
変化せずに RBPが上昇しているので,有意の変化では
・腎循環の変化 11),各圧波形,流量波形および RPTGの
ないが RVRは増大したことになる.すなわち腎血管は
変化を同時記録して,相互の解析を行ったものである.
l
. 体循環の変化
いえる.
麻酔イヌでは無麻酔時と同様,化学受容器を介する反
射が保たれているとされており
収縮傾向を示したが, RBPの上昇によって維持されたと
,低酸素負荷時には
l叩 3
)
Edwardら'6)によると, PaO,
と PaC0
2の状態の組み合
わせの差異によっても低酸素負荷に対する生体反応は異
この化学受容器を介して HRが増加するとされる叫 15)が
,
,低下のみではアンジオテンシン I
Iの
なる.例えば,PaO
HRの増加は静脈還流の増加と TPRの減少によるとの
増加は軽度であるが, PaCO
,の上昇が加わると著しいと
意見もみられる 16). HRの増加率は,低酸素負荷の程度に
いう.本実験条件では PaCO
,上昇を伴わなかったので,
dachiら17)は 1
0% 0,吸入で 1
5%
, 5%
よって異なる.A
Iの増加は軽度で,その輸出細動脈へ
アンジオテンシン I
5%であったという.一方,教室の塩見 11)は 1
5
0,吸入で 6
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tら叫は
の収縮作用 '7)も軽いと推測される.また V
分間の 5%0
,吸入により HRが変化しなかったとして
ウサギ腎の血管構造を電顕によって観察し,輸入細動脈
おり,野中ら 18)も 5分間の 5%0,吸入で、は HRが変化し
の平滑筋は皮質全層の糸球体で,螺旋状の血管取巻き構
なかったとしている.今回の実験でも, 1
0%低酸素負荷
造を示すのに対し,輸出細動脈の平滑筋は糸球体近位部
により HRは有意の変化を示さなかった.次に低酸素負
の細動脈にのみ存在し,かっ螺旋構造がなく,皮質外層
荷時に体循環に生じる変化として, ABFの増加が知られ
にいくにつれて筋線維が短縮するとしており,この所見
ている. しかし血流量の増加は,主として冠血管や脳血
は輸入細動脈にのみ強い収縮を起こすのに好都合な構造
管へ配分され,逆に筋肉や腎などの臓器への血流量は減
であり,このような構造は他の動物にもみられるであろ
0%0,吸入によ
少するといわれる叫 20)21),本研究では 1
うと述べている.このことは,本実験における RVRの増
り TPRは有意の変化を示さなかったが, ABFは有意に
大が主として輸入細動脈の収縮によることを推測させる.
増加して, ABPは上昇した.このことは,生体が低酸素
なお本実験では腎被膜の一部を剥離したが,腎被膜剥離
状態という異常事態に臨んで,速やかに全身とりわけ酸
が腎血管収縮をもたらすとの報告 29)もみられる.
素不足に弱い重要臓器への血液供給を増すことを示した
3
. 各波形の変化
ものといえる.低酸素負荷による体循環の変化は実験動
Q-S時間.左心室の電気的興奮開始時点に相当する
,
刊
, Ca桔抗薬投与 18)
物の種類2ヘ 麻 酔 の 有 無 20),PaCO
心電図の Qから,各波形における立ち上がり点 Sまでの
などによっても異なるとされる.例えば無麻酔ウサギで
PEP:Qから大動脈
時間である.Q-S時聞から駆出前期 (
は,低酸素負荷によって HRが減少, ABPが上昇, ABF
弁開放までの時間〉を差し引けば,脈波伝達時間になる.
が減少し, TPRは増大するという.同様に無麻酔イヌで
つまり ABP波
, RBP波および RPTGについてそれぞ
も低酸素負荷によって PaC0
2が増加すると , TPRが増
れ Q-S時間を測定し, PEPを差し引けば,大動脈弁口部
,の影響は,神経切除実験から頚動脈
この PaCO
から大動脈基部,腎動脈および腎皮質表層までの圧脈波
大する
洞反射を介すると推測されている 23)24),木実験において,
伝達時間が得られる.しかし実際には大動脈弁口部と,
TPRが有意の変化を示さなかったのは,麻酔イヌを使用
ABP波を記録した大動脈基部の距離は無視し得るので,
,変動の少ない l
s
o
c
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p
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cの状態であっ
しており PaCO
ABP波の Q-S時聞はほぼ PEPに一致しており,大動脈
たためと考える.
弁口部カミら腎皮質表層までの脈波伝達時聞は C(RPTG
2
. 腎循環の変化
の Q-S 時間 )~(ABP 波の Q-S 時間 )J で表される.また
低酸素負荷による RBFの変化は負荷の程度により異
一般に中大動脈以下の動脈における脈波伝達の速度 C
・
は
,
なり,高度の低酸素負荷では減少するが,軽度の低酸素
(
4
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4
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布 谷 隆 治 〔 他 1名
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巴で,流量波形は f
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巴f
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巴c
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d wav
巴で構成されるとした. van d
e
n
wave-r
性率,p 血液比重, γ.脈管の内径〉によって表わされ
Bosら3引は同様の解析法を用いて,薬剤負荷により血管
る.従って脈波伝達の速度は動脈壁弾性の低下,動脈の
抵抗を増減させた際の上行大動脈と肺動脈の各波形につ
収縮によって速まることになるが,生体ではその他の因
き検討した結果,血管抵抗が減少すれば, r
e
f
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c
t
e
dwave
子,とりわけ血庄の影響を強く受けるといわれる 30),本実
が減少するために圧波形と流量波形が類似するとし,逆
験では RPTGの Q-S時聞は負荷 7分までは短縮傾向を
e
f
l
巴c
t
巴dwaveが増加し,両
に血管抵抗が増大すれば, r
示しており,これは ABPの上昇と RVRの増大に対応
波形の形が相違してくることを証明した.本実験におけ
していた.また負荷 710分には RPTGの Q-S時間が
る大動脈基部の圧波形および流量波形の第 l高調成分の
延長し, ABPは前値へ回復する傾向を示した.また RBP
パワースベクトノレムをみると,負荷 1-3分後に TPR
波・ PRTGの Q-S時聞から ABP波の Q-S時聞を差し
の減少に伴っていずれも減少したが
ヲ│いて脈波伝達時間を求めると, RBP波では負荷開始後
の増大に伴い圧波形は流量波形とは異なった変化を示し
5分以後は TPR
不変であるのに対し, RPTGでは負荷 7分から延長傾向
た. 1
0分後に再び TPRが減少すると,第 l高調成分は
を示し,腎表層血管系が拡張したと考えられる.
減少傾向を示した.しかし腎動脈では,負荷による圧波
S-P時間:圧脈波形の立ち上がり点 Sから頂点 Pま
での時間である S-P時間 (
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巴t
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)は,左心室の
形および流量波形の周期成分の変化が,必ずしも RVR
の変化とは一致じなかった.また RPTGの周期成分につ
最大駆出時間に対応し,心収縮力の低下,動脈系の狭窄
いては, TPRの増減と比較して第 O高調成分が類似の変
・収縮によって延長するとされている叫.本実験におい
化を,第 l高調成分が反対の変化を示し,第 O高調成分
ては, RPTGの S-P時聞は 7分から短縮傾向を示し,腎
・第 1高調成分の変化が TPRの変化を推測するのに有
皮質血管の拡張を示唆した.
用と考えられた.
Hn!Hp:切痕係数 Hn!Hpは血管の弾性率と血管径に
結
関係した指数で,血管壁が弛緩し,血管の弾性率が増大
するとこの係数が減小する 31).本実験では, ABP波およ
語
腎皮質外層血管容積変動を反映する腎表層容積脈波
び RBP波の Hn!Hpは,それぞれ TP
,
R RVRの増減と
(RPTG)と体循環・腎循環の関係を解析して, RPTG記
一致する変動を示した.すなわち低酸素負荷によって
録の意義を明らかにするため, レスピレータによる低酸
TPR は~fl.減少したのち増大したが,
ABP波の Hn!Hp
素 021
0%・ N29
0%ガス吸入前および吸入開始後の体循
も増大し, RVRの増大に従って RBP波の Hn!Hpも増
環・腎循環と RPTGを同時記録し,マイグロコンピュ-
大した.一方, RPTG波形の Hn!Hpは
, RVRの変化や
Fを用いて解析した.
RBP波・ RBF波形の Hn!Hpの変化とも比例して有意の
(
1
) 体循環の変化としては心拍出量 (ABF)が増加し,
0分後には RPTGの Hn!Hpは減
変化を示した.しかし 1
大動脈圧 (ABP)が上昇した.腎循環においては,腎動脈
少傾向を示した.これは h
ypoxiaによって産生が元進す
圧(
RBP)の上昇にもかかわらず腎血流量 (RBF)は増加
るといわれるヒスタミンの影響叫などを受けて,腎皮質
せず,腎血管抵抗 (RVR)の増大,つまり腎動脈の収縮が
血管の微小循環系が拡張することを示唆したものと考え
示された.
られる.
4
. 各波形の構成成分の変化
Lathamら叫は, ヒトの動脈波形をフーリエ解析した
(
2
) RPTGでは低酸素負加によって Q-S時間・ S-P
時聞が短縮し,切痕係数 (Hn!H
p
)
が増大した. Hn!Hpは
負荷 7分を過ぎると漸次減少し,腎皮質血管系の拡張を
結果,大動脈の波形の主たる成分は腎動脈への分岐点お
示唆した. Q-S時間の変化は ABPの変化を反映し, Hn
よび大腿動脈への分岐点からの反射波で構成されるとい
の変化は RVRの変化を反映すると考えられる.
!Hp
う.本実験の結果,末梢である指尖容積脈波の波形が中
(
3
) フーリェ解析によると, RPTGの周期成分は低酸
枢である大動脈波形に類似しているのと同様, RPTG波
素負荷前には ABF波の周期成分に類似するが,負荷開
形の周期成分はむしろ ABF波形のそれと類似した.圧
始後は異なる変化を示した.負荷による RPTGの第 0高
波形および流量波形の解析法について, W
esterhof
叫は
調成分の推移は全末梢血管抵抗 (TPR)と類似の推移を,
各波形を中枢部である心臓から駆出される成分である
第 1高調成分の推移は TPRと逆の推移を示した.
fowardwav
巴と,末梢部である血管からの反射によって
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d waveに分解した結果,圧波形は
合成される r
以上 RPTGの記録により, Q-S時間の推移から ABP
の変化を, Hn!Hpの推移より RVRの変化を,第 O高調成
体循環・腎循環と腎表層容積脈波 (RPTG)に関する実験的研究
分・第 1高調成分の推移から TPRの変化をそれぞれ推
(
4
3
5
)
5
8,1
9
7
8
.
1
1
)塩見直幸:高血圧の腎循環ー低酸素負荷による検討.
測することが可能と考えられる.
稿を終えるにあたり,ご指導とご校閲を賜りました恩
奈医誌. 4
0・6
6
9,1
9
8
9
師石川兵衛教授に深甚なる誠意を捧げますとともに,本
1
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研究にご協力下さいました血行動態グノレープの諸兄に感
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本論文の要旨は第 2
2回,第 2
3回目:本脈管学会総会,
第2
4回日木腎臓学会総会,および第四回,第四回日本
目
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臨床生理学会総会で発表した.
文
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光電脈波計による臓器容積脈波記録の試み脈波 5:
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)石川兵衛,松島明彦,紀川弥衛,松井宏照,進藤敬
久,森藤哲章,岡林正純,野中秀郎低酸素負荷時
の腎・肝循環.脈派 1
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) 岡田和夫.種々の病態における臓器血流分布と薬剤
の影響.最新医学 3
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1)印南比呂志:PaCO,の全身臓器血流分布に及ぼす
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1)吉村正治,宮道文夫脈波のみかた.医学出版社,
東京, p
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