足利 洋志

Hiroshi ASHIKAGA

Division of Cardiology, Johns Hopkins University

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ジョンスホプキンス大学は，NIHから受け取る研究費総額が毎年全米1位に，また付属病院が20年間連続で全米1位にランキングされていることから明らかなように，研究・臨床ともに全米最高峰の施設です．循環器部門は，クリーブランドクリニック，メイヨークリニックに続いて全米3位にランキングされています．
　人間の心臓は毎分6リットルの血液を受け取り，送り出す．このように膨大な仕事をこなすにもかかわらず，心臓を構成する個々の心筋細胞の機械的機能は大したことはない．典型的な心筋細胞は，収縮時に長軸方向に15％縮み，短軸方向に8％太くなる．しかし，人間に心臓では1回の収縮で左室内血液は60％以上も拍出され，左室壁は40％以上も厚くなる．明らかに，心臓の機能は細胞レベルと臓器レベルでギャップがある．心臓はどのようにこの機能的ギャップを埋めているのだろうか？答えは，心臓の微細構造にある．心臓は，高度に洗練されたデザインで心筋細胞を空間的に配置することによって，個々の心筋細胞の機能から莫大な仕事量を引き出している．
　個々の心筋細胞は単核で比較的短い（約100μm）が，長軸方向にギャップ結合を介して結合しているので，骨格筋線維の例に従って，心筋線維とも呼ばれる．この線維状配列を，タンパク質の例にならって，心筋細胞の一次構造と呼ぶ．心筋線維は心室を包むように，空間的にらせん状に走行している．これを心筋細胞の二次構造と呼ぶ．加えて，心筋線維は層状に配列して心筋シートという構造をとっている．これを心筋細胞の三次構造と呼ぶ．
　心筋細胞の一次構造，二次構造，三次構造およびその結果としてもたらされる心筋力学は，正常心臓の機能や心臓病の病態を理解する上で極めて重要である．また，新しい治療法を開発する上でも大きなヒントを与えてくれる．