イソプレナリン誘発性心筋梗塞の実験モデルにおける内側前頭前野の生体電気活動の変化

Alterations of medial prefrontal cortex bioelectrical activity in experimental model of isoprenaline-induced myocardial infarction.

• Marko Vorkapić
• Andrej Savić
• Milica Janković
• Nemanja Useinović
• Milica Isaković
• Nela Puškaš
• Olivera Stanojlović
• Dragan Hrnčić

抄録

背景:

臨床研究や動物実験では、急性心筋梗塞（AMI）後に不安や抑うつが有意に多いことが明らかになっている。内側前頭前野（PFC）は、高次脳機能と心血管系の制御という二重の役割を持っており、心と脳の双方向のつながりを説明するための論理的な候補となっている。我々は、心電図（ECG）と心電図（ECoG）の平行登録を用いて、AMIモデルのラットにおける内側PFCの生体電気活動のAMI誘発変化を調査した。

BACKGROUND: Clinical and animal studies have found that anxiety and depression are significantly more common after acute myocardial infarction (AMI). The medial prefrontal cortex (PFC) has a dual role: in higher brain functions and in cardiovascular control, making it a logical candidate for explaining the perceived bidirectional heart-brain connection. We used parallel Electrocardiography (ECG) and Electrocorticography (ECoG) registration to investigate AMI-induced changes in medial PFC bioelectrical activity in a rat model of AMI.

材料と方法:

研究には、成体雄のWistarアルビノラットを使用した。金メッキされた記録電極は、ECoG記録のための前頭皮質の上に移植された。心電図はジャケットで固定された背中の皮膚に取り付けられた2つのホルター電極を介して記録された。AMIの誘発は、イソプレナリン（150mg/kg、i.p.）によって行われた。ECoGおよびECG信号は、ベースライン時、イソプレナリン投与後3時間の間、およびイソプレナリン投与後24時間の間に登録した。

MATERIALS AND METHODS: Adult male Wistar albino rats were used in the study. Gold-plated recording electrodes were implanted over the frontal cortex for ECoG recording. ECG was recorded via two holter electrodes attached on the skin of the back fixed in place by a jacket. Induction of AMI was performed by isoprenaline (150 mg/kg, i.p.). ECoG and ECG signals were registered at baseline, during 3 hours after isoprenaline administration and at 24 hours after isoprenaline administration.

結果:

イソプレナリン投与後、異なる時間間隔でシータ、アルファ、およびベータ脳波（EEG）バンドパワーの有意な増加が観察された。シータバンドのピーク周波数の有意な増加も、イソプレナリン投与後1時間目に観察された。イソプレナリン投与前の測定値と投与後24時間後の測定値との間には、バンドパワー活性の統計的に有意な差は認められなかった。

RESULTS: Significant increases of theta, alpha, and beta electroencephalographic (EEG) band power were observed in different time intervals after isoprenaline administration. Significant increase of theta band peak frequency was also observed during the first hour after isoprenaline administration. No statistically significant differences in band-power activity were found between the pre-isoprenaline measurements and 24 hours after administration.

結論:

我々の結果は、イソプレナリン誘発AMIモデルにおいて、αβ帯とθ帯の脳波バンドパワーが有意に増加したことを示している。これらの結果は、イソプレナリン誘発AMI時の心臓障害と皮質の生体電気活動の障害を結びつけた初めての知見である。

CONCLUSION: Our results demonstrate significant increases in EEG band power of alpha beta and theta bands during isoprenaline-induced AMI model. These are the first findings to connect heart damage during isoprenaline- induced AMI to disturbances in the cortical bioelectrical activity.