高原ピカ（Ochotona curzoniae）における、長期間の換気適応と低酸素に対する換気反応：nNOSとドーパミンの役割

著者: FavretFabrice, GeRi-Li, JinGuoen, MarchantDominique, PichonAurélien, RichaletJean-Paul, ShufengHan, ZhenzhongBai

原題: Long-term ventilatory adaptation and ventilatory response to hypoxia in plateau pika (Ochotona curzoniae): role of nNOS and dopamine.

概要

本研究は、高地ピカとラットにおける換気パターンと低酸素への反応を比較しました。ピカは、高地ラットよりも潮気量が多く、呼吸回数が少なく、低地ラットよりも潮気量が多く、呼気時間が短かった。ピカでは、重度の急性低酸素への感受性は、末梢nNOS機構によって調節されているようです。

論文詳細　

原文の要約 :

We assessed ventilatory patterns and ventilatory responses to hypoxia (HVR) in high-altitude (HA) plateau pikas, repetitively exposed to hypoxic burrows, and control rats. We evaluated the role of neuronal nitric oxide synthase (nNOS) and dopamine by using S-methyl-l-thiocitrulline (SMTC) inhibitor ...掲載元で要旨全文を確認する

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高原ピッカ（Ochotona curzoniae）における長期換気適応と低酸素に対する換気反応： nNOSとドーパミンの役割

本研究では、低酸素環境の巣穴に繰り返し暴露された高地（HA）高原ピッカと対照ラットにおける換気パターンと低酸素に対する換気反応（HVR）を評価しました。それぞれS-メチル-l-チオシトルリン（SMTC）阻害剤とハロペリドール拮抗剤を用いて、神経型一酸化窒素合成酵素（nNOS）とドーパミンの役割を評価しました。換気量（Vi）は、意識のあるピッカ（n=9）と低地（LA）ラット（n=7）において、異なるPi(O(2))（56、80、111、150、186 mmHg）で、およびHA適応ラット（n=9、4,600 mで8日間）において、2つの異なるPi(O(2))（56と80 mmHg）で、全身体積測定器を用いて測定しました。NaCl、SMTC、ハロペリドールの換気パターンに対する影響は、Pi(O(2))=56および80 mmHgでピッカにおいて評価しました。

高原ピッカにおける換気適応

ピッカとLAラットの間で、Vi、潮汐量（VT）、吸気時間/総時間（T(i)/T(tot))が大きく、ピッカの方がラットよりも呼気時間が短いという主な種差が見られました。ピッカは、低酸素状態では、HAラットと比較してVTが大きく、呼吸数が少なかった。ピッカとラットのHVRは、統計的に有意な差はありませんでした。ピッカにおいて、SMTCは、Pi(O(2))が56 mmHgの場合、ViとVTを有意に増加させましたが、PiO(2)が80 mmHg（ピッカの生息高度）の場合、効果はありませんでした。ピッカにおいて、ハロペリドール注入は、いずれの換気パラメーターにも影響を与えませんでした。ピッカにおける長期換気適応は、主にHVRの有意な改善は見られないものの、呼吸パターンの改善（VTとT(i)/T(tot))によるものです。ピッカにおける重度の急性低酸素に対する感受性は、末梢nNOS機構によって調節されていると考えられます。

高原環境への適応

この研究は、高原ピッカが、低酸素環境に適応するために、独特の換気パターンと低酸素に対する換気反応（HVR）を発達させていることを示唆しています。特に、神経型一酸化窒素合成酵素（nNOS）が、高原ピッカの低酸素環境への適応に重要な役割を果たしていることが明らかになりました。この知見は、低酸素環境に適応する生物メカニズムを理解する上で重要な貢献となります。砂漠のラクダも、厳しい環境に適応するために、様々な生理的な変化を遂げてきました。高原ピッカの研究は、私たちに、環境への適応の素晴らしさと生物の潜在能力を改めて教えてくれるでしょう。

ラクダ博士の結論

ラクダ博士は、この研究が、高原環境における低酸素への適応メカニズムを解明する上で重要な一歩であると考えています。高原ピッカの研究は、私たちに、生物の適応能力の素晴らしさを改めて教えてくれるでしょう。砂漠のラクダも、灼熱の太陽と乾燥した空気の中で、水分を節約するための特別な生理機能を発達させてきました。生物は、様々な環境に適応するために、驚くべき能力を備えているのです。