ジストロフィーハムスターの心臓および骨格筋における過剰な細胞内亜鉛の蓄積

亜鉛は、タンパク質合成、コラーゲンの架橋、膜構造と機能、細胞壊死、筋肉解細分解、および心機能障害において重要であると報告されています。これらすべてのプロセスは筋ジストロフィーの影響を受けているため、高度な肥大性心筋症を伴う7か月の雄のジストロフィーハムスターの心臓および骨格筋のZN濃度を研究しました。年齢および性別が一致した正常なハムスターは、コントロールとして機能しました。カルシウム、マグネシウム、および銅濃度も、ジストロフィーおよび正常組織で測定されました。炎症原子吸光分光光度測定は、硝酸組織抽出物の鉱物量に使用されました。心筋のZn濃度（0.002未満）、ダイアフラム（0.005未満）、および大腿直筋筋肉（p未満）（0.001未満）は、正常なハムスターと比較して異剤のCAの併用上昇とともに有意に上昇しました。CuまたはMg濃度のかなりの変化は心筋では認められませんでしたが、ジストロフィーダイアフラムのCuのわずかな枯渇（0.025未満）とMg（0.05未満のP未満）のMgが存在していました。ジストロフィーハムスターの心臓および骨格筋における細胞内ZnおよびCa蓄積は、タンパク質合成の増加、重要な心筋拡大、特徴的な心電図および機構学的異常、および古典的な病理学的変化など、他のジストロフィー特徴と相関していました。Zn2+は、細胞膜全体にCa2+とともに協調しているか、特定の経路でCa2+を置換される可能性があると仮定します。これらのメカニズムは、細胞レベルでの高エネルギーATPポンプおよび/またはナトリウム - ポタシウム交換システムの影響を受ける可能性があります。我々の観察結果は、筋ジストロフィーにおけるZnの病原性の影響の可能性があることを示唆しており、これは、損傷した心臓および骨格筋を修復するための細胞系による加速された努力に関連する可能性があることを示唆しています。

Zinc has been reported to be important in protein synthesis, collagen crosslinking, membrane structure and function, cellular necrosis, muscle glycolysis, and cardiac dysfunction. As all these processes are affected by muscular dystrophy, we studied the Zn concentrations in the cardiac and skeletal muscles of 7-month-old male dystrophic hamsters with advanced hypertrophic cardiomyopathy. Age- and sex-matched normal hamsters served as controls. Calcium, magnesium, and copper concentrations were also measured in the dystrophic and normal tissues. Flame atomic absorption spectrophotometry was used for mineral quantitation of the nitric acid tissue extracts. Zn concentrations in the myocardium (P less than 0.002), diaphragm (P less than 0.005), and rectus femoris muscles (P less than 0.001) were significantly elevated with concomitant elevations of Ca in dystrophic compared with normal hamsters. Although no appreciable changes in Cu or Mg concentrations were noted in the myocardium, slight depletions of Cu in the dystrophic diaphragm (P less than 0.025) and Mg in the dystrophic rectus femoris (P less than 0.05) were present. The intracellular Zn and Ca accumulations in the cardiac and skeletal muscles of dystrophic hamsters correlated with other dystrophic features such as increased rates of protein synthesis, significant myocardial enlargement, characteristic electrocardiographic and mechanophysiologic abnormalities, and classical histopathologic changes. We hypothesize that Zn2+ may be cotransported with Ca2+ across the cellular membrane or substituted for Ca2+ in certain pathways. These mechanisms may be affected by the high-energy ATP-pump and/or the sodium-potassium exchange system at the cellular level. Our observations suggest a possible pathogenetic involvement of Zn in muscular dystrophy which may be associated with an accelerated effort by the cellular system to repair the damaged cardiac and skeletal muscles.