초록
가토 심실근에서 추출한 mitochondria에서 $Na^+$ 및 $K^+$이온에 의한 $Ca^{++}$ 유리작용을 관찰하였다. 반응액에 첨가한 1-3mM의 소량 $Na^+$은 mitochondria막에 미리 결합되어있던 $Ca^{++}$을 현저히 유리시켰으며, $K^+$은 단독으로는 $Ca^{++}$ 유리를 유도하지 않았으나 $Na^+$에 의한 $Ca^{++}$ 유리에 대하여는 $Na^+/K^+$비에 따라 그것이 클수록 $Ca^{++}$ 유리를 증가시켰다. 간 및 신장 mitochondria에서도 $Na^+$에 의하 $Ca^{++}$ 유리현상을 보였으나 심근mitochondria에 비하여 $Na^+$에 대한 감수성이 훨씬 미약하여 약 $1/10{\sim}1/5$에 지나지 않았다. 이와같은 mitochondria의 $Ca^{++}$ 유리현상은 비교적 $Na^+$에 특이한 작용이었으며 다른 일가양이온중에서는 $Li^+$에 의해서만 어느 정도 보였다. 부전심근 mitochondria에서의 $Na^+$에 의한 $Ca^{++}$유리는 정상심근 mitochondria에서와 같았으며 이때 digitalis 강심배당체가 직접적으로는 별 영향을 미치지 않았다. 이상에서 심근의 경우 mitochondria는 세포내 $Ca^{++}$을 조절할 수 있는 기구로서 심근수축의 E-C coupling과정에서 세포막의 전기적 흥분현상과 결부하여 $Ca^{++}$을 유리할 수 있을 것으로 추정하였으며, 한편 digitalis배당체의 강심작용기전에 있어서는 digitalis 배당체에 의한 세포막의 $Na^+$, $K^+$-ATPase 억제결과 초래될 수 있는 세포내의 $Na^+$ 증가 및(또는) $K^+$감소가 간접적으로 mitochondria에서부터 $Ca^{++}$ 유리를 증가하여 E-C coupling 과정을 촉진할 수 있을 것을 사료하였다.
The $Na^+$-and $K^+$-induced $Ca^{++}$ release was measured isotopically by Milipore filter technique in mitochondria isolated from rabbit ventricles. The release of $Ca^{++}$ from mitochondria could be induced by 1-3 mM of $Na^+$ added in incubating medium under the presence of 0.5mM EGTA to prevent the released $Ca^{++}$ from rebinding with mitochondrial membrane. The amount of $Ca^{++}$ released was increased by increasing the concentration of $Na^+$ added. 100mM $K^+$, in itself, did not induce the $Ca^{++}$ release from cardiac mitochondria, the $Na^+$-induced $Ca^{++}$ release, however, was potentiated by the presence of $K^+$. The potentiation of $Na^+$-induced $Ca^{++}$ release by $K^+$ was proportional to the $Na^+/K^+$ ratio presented in the incubating medium. Among the monovalent cations other than $Na^+$, the release of $Ca^{++}$ from cardiac mitochondria was shared only by $Li^+$. The $Na^+$-induced $Ca^{++}$ release could be also observed in the mitochondria isolated from liver and kidney. However, the $Na^+$ sensitivity was somewhat lower in liver and kidney mitochondria than in heart mitochondria. The release of $Ca^{++}$ induced by $Na^+$ in the mitochondria isolated from the experimentally produced failured heart was not different from that in the normal heart mitochondria, and was not directly modified by $10^{-6}{\sim}10^{-5}$ M of Ouabain. From the experiments, it was suggested that the $Ca^{++}$ released from mitochondria by $Na^+$ could be used in excitation-contraction coupling process to initiate the contraction of the cardiac myofibrils. Futhermore, it appeared that the phenomenon of $Ca^{++}$ release from cardiac mitochondria by $Na^+$ and $K^+$ might be related to the inotropic effect of digitalis glycoside which could bring about the increase of $Na^+$ or the reduction of $K^+$ intracellulary through the inhibition of $Na^+$, $K^+$-ATPase.