ATPという化学的エネルギーを、収縮という機械的エネルギーへと変換することで、血液を全身に送り出すポンプとして働いています。そのエネルギー効率はどのようにして決められているのかはわかっていません。エネルギー効率の良い心臓を作ることができれば、心臓病の患者さんの多くを救うことができます。ATP産生源の多くは脂肪酸ですが、機能が低下した病的心臓では、代謝リモデリングといわれるグルコースへの変化が知られています。心臓は、どのように代謝基質を選択し、仕事量に応じてATP産生量を調節するかについては解明されていません。都先生が開発し、私が改良した実験法およびその結果の概念図です。心臓本来の正確な収縮性とエネルギー(酸素)消費を、同時にリアルタイム測定することは大変困難であり、本実験法でしかできません。実験手技が困難なため、世界で我々しか本実験法は行うことができません。この実験法では2匹のラットのうち一方から心臓を摘出し、他方のラットを代謝サポーターとし、その頸動・静脈と摘出心臓をつなぎ血液交叉灌流を行います(図1)。左心室内に挿入したバルーンの容積を変化させて左室圧の測定を行います。VO2-PVA直線関係から、基礎代謝および興奮収縮連関の酸素消費を求めることができ、その傾きは、心臓の収縮効率(エネルギー効率)を示します(図2B)。心筋代謝物の網羅的なメタボローム解析を行い、大変興味深い結果を得ています。