心筋保護インタラクティブガイド

心筋保護の科学を解き明かす

開心術の安全性を支える心筋保護液。その歴史的変遷から最新のトレンド、未来の展望までを、対話的に探求するインタラクティブガイドへようこそ。

基本原則と目的

現代の心筋保護が目指す、多面的な目標を理解します。

⚡

電気機械的静止

迅速かつ持続的に心拍を停止させ、心筋の酸素消費量を最小限に抑えます。

🔋

エネルギー温存

虚血中のATPなど高エネルギーリン酸化合物を温存し、細胞機能を維持します。

🛡️

アシドーシス緩衝

嫌気性代謝による細胞内アシドーシスを中和し、酵素活性の低下を防ぎます。

🚫

Ca²+ 過負荷防止

細胞死の引き金となる細胞内カルシウムイオンの過剰な流入を防ぎます。

🔄

再灌流傷害の軽減

血流再開時に発生する酸化ストレスや炎症反応などの組織障害を抑制します。

🧬

心停止機序

高K+による脱分極性停止と、低Na+等による分極性停止の2つの主要な方法で心臓を安全に停止させます。

革新の軌跡

心筋保護法の発展の歴史をたどります。

1950年代

黎明期

全身低体温法や局所心筋冷却法が導入される。1955年、Melroseらがクエン酸カリウムによる化学的心停止法を発表し、新時代の幕開けとなる。

1970-80年代

黄金時代

St. Thomas病院液（細胞外液型）やBretschneider液（細胞内液型）が開発され、心筋を「保護」するという概念が確立。血液心筋保護法も登場する。

1990年代以降

現代のハイブリッド

小児用に開発されたdel Nido液が成人、特に低侵襲手術（MICS）で普及。単回投与で長時間保護できる利便性が評価される。

主要な心筋保護液の比較

下のボタンをクリックして、各保護液の特性をインタラクティブに比較します。

保護液を選択してください

上のボタンから比較したい心筋保護液を選んでください。選択すると、ここに詳細な情報と右側に特性比較チャートが表示されます。

臨床シナリオ別選択ガイド

特定の状況で推奨される心筋保護戦略を探ります。

シナリオを選択

左のメニューから臨床シナリオを選択してください。推奨される戦略と、その根拠が表示されます。

未解決の課題と未来の展望

心筋保護は「保護」から「修復・再生」の時代へ。

虚血再灌流(I/R)傷害

血流再開時に生じる酸化ストレスや炎症が最後のフロンティア。コハク酸代謝など新たな標的に対する薬理学的介入が研究されています。

遺伝子・細胞治療

保護遺伝子の導入や、心筋細胞シート（ハートシート®）の移植など、損傷心筋を積極的に修復する再生医療が臨床応用されています。

エクソソーム治療

幹細胞が分泌する治療因子を含む小胞（エクソソーム）を利用する「細胞フリー」治療。免疫拒絶等のリスクがなく、次世代治療として期待されています。

心臓外科における心筋保護の変遷、現在のパラダイム、そして未来への展望

I. 序論：心筋保護の必要性

開心術における根源的課題

心臓外科手術は、その根幹に一つのパラドックスを抱えている。すなわち、修復を目指す臓器である心臓を、静止させ無血の術野を確保するために、意図的に全体的な心筋虚血状態を作り出す必要があるという点である ¹。この医原性の虚血再灌流傷害のリスクを最小限に抑えることは、単なる補助的手段ではなく、現代の心臓外科を支える礎石である。心筋保護法は、この根源的な課題に対する科学的かつ臨床的な解答であり、その進歩が開心術の安全性を飛躍的に向上させてきた。

現代の心筋保護が目指すもの

心筋保護の目的は、単に心停止を誘発することから、より多面的な戦略へと進化してきた。現代の心筋保護法が目指す目標は、以下の複合的な要素から構成される。

迅速かつ持続的な電気機械的活動の静止： 心筋酸素消費量（MVO2）を最小化するため ²。
高エネルギーリン酸化合物（ATP、クレアチンリン酸）の温存： 虚血期間中の細胞の完全性と機能を維持するため ¹。
虚血性アシドーシスの緩衝： 嫌気性代謝による有害な影響を中和するため ¹。
細胞内カルシウム過負荷の防止： 細胞死と収縮機能不全の主要な引き金となる事象を防ぐため ²。
虚血再灌流傷害の軽減： 血流再開時に発生する複雑な一連の組織障害を抑制するため ⁴。

本報告書の構成と範囲

本報告書は、心筋保護法の歴史的背景から、その根底にある生理学的原則、現代で使用される代表的な心筋保護液の特性、エビデンスに基づいた臨床応用、そして未来のフロンティアに至るまで、包括的な解説を提供する。読者が心筋保護の全体像を体系的に理解できるよう、論理的な順序で構成されている。

II. 心筋保護の歴史的変遷：革新の軌跡

A. 心筋保護液以前の時代：低体温法と無酸素心停止（1950年代）

開心術の黎明期、外科医が直面した最大の障壁は、動き続ける心臓をいかにして安全に手術するかであった。1952年、Lewisらが全身低体温法を用いた初の開心術に成功し、心筋代謝を抑制するという概念を導入した ⁶。しかし、大動脈を遮断するだけでは心筋は深刻な無酸素状態に陥り、Bretschneiderらが提唱した「Wiederbelebungszeit」（不可逆的変化に至るまでの時間）という概念が示すように、許容される虚血時間には厳しい制約があった ¹。1959年にShumwayが導入した局所心筋冷却法は、心臓の温度をより効果的に下げることで保護効果を高める重要な一歩であったが、それだけでは十分な保護は得られなかった ⁷。

B. 化学的心停止法の夜明け（1950年代～1960年代）

心筋保護の歴史における真の転換点は、化学物質による心停止の導入であった。1955年、Melroseらがクエン酸カリウムを高濃度で冠動脈に注入し、心臓を弛緩性心停止させる方法を発表した。これが化学的心停止法の始まりである ²。当初、その高すぎるカリウム濃度による心筋障害が問題視されたものの、高カリウムを用いて電気的活動を停止させるという基本概念は、後の研究で再評価され、現代に至る心筋保護法の基礎を築いた ⁷。1959年にはYoungが、高濃度のカリウムとマグネシウムを含む心筋保護液を発表し、この概念をさらに発展させた ⁸。

C. 「黄金時代」：1970年代～1980年代の画期的な心筋保護液

1970年代から80年代にかけて、心筋保護に関する研究は爆発的に進展し、今日の臨床現場で用いられる多くの心筋保護法の原型が確立された ¹。この時期の進歩は、単に心臓を止めることから、虚血下の心筋を生物学的に「保護」するという概念へのパラダイムシフトを象徴している。

初期の試みは、心臓を機械的に停止させることに主眼を置いていた（Melrose法）²。しかし、臨床経験と研究の積み重ねにより、停止した心臓もまた虚血によって刻一刻と障害されているという事実が明らかになった ¹。この新たな課題に対し、単なる心停止液ではなく、虚血による病態生理学的な変化に積極的に対抗する「保護液」を開発する必要性が認識された。この知的飛躍こそが、心筋保護の歴史における最も重要な進展である。

その代表格が、1975年頃に英国のSt. Thomas病院のHearseらによって開発され、Braimbridgeらによって臨床応用されたSt. Thomas病院液である ⁸。当初の第1液は、高カリウムによる迅速な心停止に加え、マグネシウム（カルシウム拮抗作用）とプロカイン（膜安定化作用）を添加することで、保護効果の増強を図った。しかし、緩衝能を持たない点や、プロカインが米国FDAで未承認であったことなどの課題があった ¹⁰。これらの問題を解決すべく、1981年に改良されたのが

St. Thomas病院第2液である。この第2液は、重炭酸ナトリウムを緩衝剤として加え、各イオン濃度を至適化することで、より安定した保護効果を実現した。この処方は後にPlegisol®（本邦ではミオテクター®）として製品化され、世界標準の一つとなった ⁶。

St. Thomas病院液が「細胞外液型」の組成を基本としていたのに対し、ドイツのBretschneiderは全く異なるアプローチをとった。彼の開発した心筋保護液は、細胞内液に近い極端な低ナトリウム・低カルシウム組成を特徴とし、異なる機序で心停止と心筋保護を達成する「細胞内液型」の概念を確立した ²。

D. 血液心筋保護法の台頭

もう一つの大きな潮流は、患者自身の酸素化された血液を心筋保護液の媒体として利用する血液心筋保護法の登場である。Buckbergらの先駆的な研究により、血液を用いることの数々の利点が明らかにされた ³。すなわち、晶質液にはない優れた酸素運搬能、赤血球による高い緩衝能、膠質浸透圧の維持、そして内因性の保護物質の供給などである。この血液心筋保護法の登場は、晶質液か血液かという、今日まで続く重要な臨床的選択肢を生み出すことになった。

III. 心筋保護液の基本原則と分類

A. 電気機械的活動停止の機序

心筋保護の第一歩は、心拍動を安全かつ可逆的に停止させることである。その機序は大きく二つに大別される。

脱分極性心停止（高カリウム性）： 細胞外カリウムイオン（K+）濃度を健常時の約4 mMから10～30 mMへと意図的に上昇させることが基本となる。これにより、心筋細胞の静止膜電位が約-90 mVから-40 mV程度まで浅くなる（脱分極）。この膜電位では、活動電位の立ち上がりを担う電位依存性Na+チャネルが不活性化状態から回復できなくなるため、新たな興奮が発生しなくなり、結果として収縮が停止する ³。St. Thomas液、Buckberg液、del Nido液などがこの機序を利用する。
分極性／非脱分極性心停止：
- 低ナトリウム性心停止（細胞内液型）： 細胞外Na+濃度を細胞内濃度に近い10～20 mM程度まで極端に低下させる。これにより、Na+チャネルが開いても細胞内へのNa+の流入駆動力（電気化学的勾配）が著しく減少し、活動電位の発生が抑制される。これがBretschneider（HTK）液の主要な心停止機序である ³。
- 薬理学的チャネル遮断： リドカインやプロカインのような局所麻酔薬はNa+チャネルを直接遮断し、エスモロールのようなβ遮断薬は高濃度でNa+およびCa2+チャネルを阻害することで、興奮を抑制し心停止を誘導する ³。

B. 主要な構成成分とその薬理学的役割

現代の心筋保護液は、単なる心停止薬ではなく、多機能な薬液カクテルである。

心停止誘発薬： K+、Mg2+（Ca2+チャネル拮抗作用）、リドカイン／プロカイン（Na+チャネル遮断作用）などが用いられる ³。
緩衝剤： 虚血による細胞内アシドーシスの進行は、酵素活性の低下やイオン輸送の破綻を招くため、その緩衝は極めて重要である。細胞外液の緩衝を主目的とする重炭酸（St. Thomas液など）、細胞内での緩衝能が高いヒスチジン（Bretschneider液）、そして血液心筋保護液におけるヘモグロビンの強力な緩衝作用など、多様な戦略がとられている ³。近年では、重炭酸ナトリウムの不安定性を克服するため、より安定なTHAM（トロメタミン）を緩衝剤として用いる試みもある ¹³。
エネルギー基質と代謝補助： グルコースの添加は基本的な嫌気性解糖の基質を供給する。さらにHTK液に含まれるα-ケトグルタル酸は、TCA回路の中間体として、再灌流時のエネルギー産生再開を円滑にする役割を担う ²。
浸透圧調整剤と膜安定化剤： マンニトールは細胞浮腫を軽減し、フリーラジカルスカベンジャーとしても機能する。HTK液に含まれるトリプトファンは、細胞膜の安定化に寄与すると考えられている ²。
カルシウム管理： 「カルシウムパラドックス」として知られる現象、すなわち、カルシウムを含まない液で灌流した後に正常なカルシウム濃度の液で再灌流すると、細胞膜が破壊され急激な細胞死が起こる。これを避けるため、心筋保護液中のカルシウム濃度は、細胞内への過剰な流入を防ぐために低く抑えつつも、細胞膜の安定性を維持するために微量（約1.2 mM）は維持することが重要となる。特に、細胞内Ca2+ストアが未発達で細胞外Ca2+への依存度が高い未熟心筋では、このバランスがより重要となる ³。

C. 現代的な分類法

心筋保護液は、その組成と媒体によって以下のように大別される。

晶質液心筋保護 vs. 血液心筋保護： 晶質液は、組成が明確で、術野の視認性が良いという利点がある一方、血液希釈を引き起こし、酸素運搬能を持たないという欠点がある ⁹。対照的に、血液心筋保護は、優れた酸素供給能と緩衝能、膠質浸透圧の維持といった生理的な利点を持つが、デリバリーシステムが複雑になり、血液成分による微小循環障害（スラッジ化）のリスクも考慮する必要がある。日本の小児心臓外科では晶質液の使用頻度が高いのに対し、米国では血液心筋保護が主流であるなど、地域や施設による使用傾向の違いが見られる ⁹。
細胞外液型 vs. 細胞内液型： この分類は、Na+濃度に基づく根本的な設計思想の違いを反映している。St. Thomas液に代表される細胞外液型は、生理的な細胞外液に近いイオン組成を基本とする。一方、Bretschneider（HTK）液に代表される細胞内液型は、細胞内液を模倣した極端な低Na+組成を特徴とする ³。

この心停止機序と保護戦略の選択は、互いに深く関連している。高カリウムによる脱分極性心停止は、細胞膜を常に部分的な興奮状態に保つため、それ自体がNa+やCa2+の流入を促し、代謝的な負荷となる ³。この不自然なイオン状態を長時間維持することは心筋にとって有害である。そのため、この戦略では、①全ての代謝プロセスを遅らせるための徹底した低体温と、②乳酸などの代謝産物を洗い流し、緩衝剤を補充するための間欠的な再投与（20～30分ごと）が必須となる ¹⁵。これは「積極的介入と周期的救済」の戦略と言える。

対照的に、Bretschneider（HTK）液のような細胞内液型は、低Na+・低Ca2+環境によって活動電位の発生自体を抑制し、より自然で静的な分極状態を維持することを目指す ³。この状態は本質的に代謝負荷が少ないため、一度に大量の保護液を投与し、心臓を「深い冬眠状態」に置くことで、非常に長時間の保護を可能にする「一回投与」戦略が採用される。このように、投与方法（間欠的か単回か）は恣意的な選択ではなく、心停止を誘発する薬理学的機序の必然的な帰結なのである。

IV. 現代の代表的な心筋保護液の包括的レビュー

現代の心臓外科において、主流となっている心筋保護液はそれぞれ独自の特徴と臨床的役割を持っている。本セクションでは、主要な心筋保護液について、その組成、作用機序、臨床プロファイルを詳細に解説する。

A. St. Thomas病院液ファミリー（Plegisol®、ミオテクター®）：標準的ワークホース

組成と機序： St. Thomas病院第2液は、塩化ナトリウム、塩化カリウム（16 mM）、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、そして緩衝剤としての重炭酸ナトリウムから構成される ²。これは典型的な細胞外液型、高カリウム脱分極性の晶質液心筋保護液であり、その作用機序は確立されている ³。
臨床プロファイル： 通常、4℃程度の低温で、20～30分間隔で間欠的に投与される。世界的に広く使用されており、日本国内でもミオテクター®として承認・使用されている ⁹。その長い使用実績と信頼性が最大の利点であり、多くの施設で血液心筋保護法のベースとしても利用されている。

B. Bretschneider（HTK/Custodiol）液：長時間作用型スペシャリスト

組成と機序： 極めて低いナトリウム濃度（12 mM）、カルシウムを含まない組成、そして強力な細胞内緩衝作用を持つヒスチジン、膜安定化作用を持つトリプトファン、エネルギー基質となるα-ケトグルタル酸というユニークな構成を持つ ²。心停止は主に低ナトリウムによる分極性心停止機序により、ヒスチジンによる強力な緩衝能が長時間の虚血耐性を実現する 3。
臨床プロファイル： Custodiol®として製品化されており、単回投与で最大4時間程度の心筋保護が可能とされる ¹¹。この特性から、再投与が煩雑となる低侵襲心臓手術（MICS）や、大動脈遮断時間が長くなる複雑な手術で特に有用である ¹⁵。一方で、大量（成人で2 L程度）を投与するため、術後の著明な低ナトリウム血症や血液希釈が大きな欠点となる ¹⁶。また、コストが高いことも課題の一つである ¹³。日本では未承認である ¹¹。

C. del Nido液：現代のハイブリッド

組成と機序： Plasma-Lyte Aなどの晶質液をベースに、患者自身の血液を4:1の比率で混合して使用する、低ヘマトクリットの血液心筋保護液である。その組成は、心停止のための塩化カリウム、Na+チャネル遮断作用を持つリドカイン、Ca2+拮抗作用を持つ硫酸マグネシウム、そして浸透圧利尿およびフリーラジカルスカベンジャーとして作用するマンニトールを含む、複合的な処方となっている ³。高カリウムによる脱分極とリドカインによるチャネル遮断を組み合わせたハイブリッドな心停止機序が特徴である。
臨床プロファイル： 元々は小児の未熟心筋保護のために開発されたが、その利便性と有効性から成人心臓外科、特にMICS領域で急速に普及している ¹¹。単回投与で約90分間の安全な心停止時間が得られるとされる ¹¹。日本国内ではベースとなるPlasma-Lyte Aが未承認のため、承認薬のみで同様の組成を再現した「modified del Nido液」が考案され、臨床応用されている ²¹。臨床的な懸念点として、術後の一過性の房室ブロックの発生頻度が他の心筋保護液に比べて高いとの報告がある ²¹。

D. 統合型血液心筋保護法（Buckberg法など）：包括的システム

原則： これは単一の溶液ではなく、手術の段階に応じて組成や温度を変化させる多段階のシステムである。一般的には、①導入期（Induction）：高カリウムの冷たい血液で迅速に心停止させ、心筋を冷却する。②維持期（Maintenance）：低カリウムの冷たい血液を間欠的または持続的に投与し、虚血中の心筋を保護する。③再灌流期（Reperfusion）：大動脈遮断解除直前に、基質を豊富に含んだ温かい血液（”Hot Shot”）を投与し、心拍再開に向けた代謝的回復を促す ³。
臨床プロファイル： 持続的あるいは頻回に酸素と基質を供給できる、極めて生理的なアプローチである。柔軟性が高い反面、灌流回路が複雑になり、体外循環技士による緻密な管理が求められる。

表1：主要な心筋保護液の比較分析

特徴	St. Thomas’ #2 / ミオテクター®	Custodiol® (HTK)	del Nido液
分類	晶質液（細胞外液型）	晶質液（細胞内液型）	1:4 血液:晶質液（ハイブリッド）
主要な心停止機序	高K+による脱分極	低Na+による分極性停止	高K+による脱分極 + Na+チャネル遮断（リドカイン）
主要成分	K+, Mg2+, 重炭酸	ヒスチジン, トリプトファン, ケトグルタル酸, 低Na+	K+, Mg2+, リドカイン, マンニトール, 血液
標準的な投与法	低温、間欠的（20～30分毎）	低温、単回大量投与（約2L）	低温、単回投与（20ml/kg）
保護時間（目安）	約20～30分	最大180～240分	約90分
利点	長い使用実績、信頼性、単純な概念、血液心筋保護のベースとして利用可能	非常に長い保護時間、MICSや複雑手術に最適、術野がクリア	長い保護時間、血液成分（O2、緩衝能）の利点、単回投与でワークフローを簡素化、MICSに有用
欠点・留意点	手術の頻繁な中断が必要	著しい低Na血症・血液希釈、高コスト、一部地域で未承認	一過性AVブロックの可能性、血液混合の手間、90分を超える有効性の議論

V. 臨床応用とエビデンスに基づく選択

A. エビデンスと実践のギャップ

心筋保護法の選択は、長年にわたり、質の高いエビデンスよりも施設の伝統や術者の好みに委ねられてきた側面がある ²⁴。これは、ほとんどの現代的な心筋保護法が高い安全域を持ち、開心術全体の成績が向上したことで、心筋保護法そのものに対する研究開発の必要性が薄れたと認識されてきたためである ⁹。この「成功による停滞」とも言える状況が、心筋保護の基礎理論や臨床的検証を軽視する傾向を生み出してきた ²⁴。また、心臓血管外科領域では、他の内科領域と比較して、質の高いランダム化比較試験（RCT）の実施が困難であるという背景も存在する ²⁶。

B. エビデンスの台頭：RCTとメタアナリシス

しかし近年、この状況は変化しつつある。特にdel Nido液やCustodiol（HTK）液といった新しい選択肢の登場により、従来法との比較検証を目的としたRCTやメタアナリシスが報告されるようになった ²⁴。

del Nido液 vs. 血液心筋保護法： RCTの結果、del Nido液は安全であり、従来の血液心筋保護法と比較して同等もしくはより優れた心筋保護効果（トロポニン値の抑制）を示し、単回投与によって手術のワークフローを簡素化する可能性が示唆されている。ただし、その差が常に統計的有意差に達するわけではない ²⁷。13のRCTを対象としたメタアナリシスでは、脳卒中や一過性脳虚血発作のリスクにおいて、他の心筋保護法との間に有意な差は認められなかった ¹⁷。
del Nido液 vs. Custodiol（HTK）液： 直接比較、特にMICSにおける研究が進んでいる。ある後方視的傾向スコアマッチング研究では、「無血液」のmodified del Nido液とHTK液の間で、早期の死亡率や合併症率に有意な差は認められなかった ²⁸。一方、ブタを用いた動物実験モデルでは、長時間の虚血後において、del Nido液がHTK液よりも左室機能や血管内皮機能の点で優れていたとの報告もある ²⁹。MICSを対象としたネットワークメタアナリシスでは、4つの主要な心筋保護液（血液、HTK、del Nido、St. Thomas）間で主要な臨床アウトカムに有意差はなく、いずれも安全な選択肢であると結論づけられている ³⁰。

これらの研究動向は、心筋保護分野における臨床評価の成熟を示している。かつて、心筋保護法の優劣は術後死亡率のような大きなエンドポイントで評価されていた。しかし、手術手技や周術期管理全体の進歩により、開心術の死亡率は劇的に低下し、現代の有効な心筋保護法の間で死亡率の差を検出することは、現実的な規模の臨床試験では極めて困難になった ⁹。この変化に対応するため、現代のRCTは、より感度の高い代用エンドポイントに焦点を移している。具体的には、心筋逸脱酵素（トロポニン）の上昇度、術後の心機能（左室駆出率、カテコラミン使用量）、自己心拍再開率といった生物学的・機能的指標や、さらには大動脈遮断時間、心筋保護液の投与回数といった手術の効率性に関わる指標である ¹⁷。この評価軸の変化は、研究の問いが「死を防げるか？」から、「より優れた保護を提供し、より速い回復、より少ない合併症、より効率的な手術を実現できるか？」へと深化していることを意味する。

C. 状況に応じた保護法の選択

画一的に最良な心筋保護法は存在せず、患者の病態や手術術式に応じて最適な戦略を選択することが重要である。

低侵襲心臓手術（MICS）： MICSでは、限られた術野とアクセスにより、心筋保護液の再投与や脱気が困難となる特有の課題がある ¹⁹。このため、手術操作を中断する必要のない単回投与の長時間作用型心筋保護液、すなわちCustodiolやdel Nido液が強く推奨される ¹⁶。また、術者が大動脈基部の硬さを触知できないため、心筋保護カニューレに付属した圧ラインを用いて大動脈基部圧を直接モニタリングし、適切な注入圧を確保することが極めて重要となる ¹⁹。
未熟心筋（小児）： 新生児や乳児の心臓は、成人と比較して代謝率が高く、エネルギー備蓄が少なく、細胞外Ca2+への依存度が高いといった生理学的特性を持つ ³。これらの特性を考慮して開発されたのがdel Nido液であり、小児心臓外科領域で広く用いられている ¹¹。日本国内では、九州大学式心筋保護液やミオテクター®といった晶質液と、血液心筋保護法が併用されているのが現状である ⁹。
肥大心・不全心： これらの心臓は、心筋酸素消費量の増大、心筋保護液の不均一な分布リスク、そして機能的予備能の低下といった深刻な課題を抱えている ³³。酸素供給能に優れた血液心筋保護法や、冠動脈入口部の閉塞・偏位が問題となる大動脈弁置換術などでは冠静脈洞から逆行性に注入する方法が有効な選択肢となる ¹⁴。

D. 臨床ガイドラインの影響

心筋保護の実践を個々の経験や好みから、より客観的なエビデンスに基づくものへと転換させるため、近年、学術団体によるガイドライン策定の動きが活発化している。特筆すべきは、2024年に日本体外循環技術医学会（JaSECT）、日本心筋保護研究会（JSMP）、日本胸部外科学会（JATS）、日本心臓血管外科学会（JSCVS）、日本心臓血管麻酔学会（JSCVA）の合同研究班によって策定された、世界初となる包括的な「開心術中心筋保護法の選択および実践のガイドライン」である ³⁶。このガイドラインは、生理学、薬理学、具体的な投与方法、安全管理、倫理的配慮に至るまでを網羅し、日本の臨床現場における心筋保護の標準化と質の向上に大きく貢献することが期待される ³⁶。

表2：特定の臨床シナリオにおける心筋保護法の選択

臨床シナリオ	主要な目標／課題	推奨される戦略	根拠とエビデンス
MICS（僧帽弁形成術など）	手術ワークフローの中断回避、限られたアクセス	単回投与、長時間作用型（del Nido液またはCustodiol液）	頻回な再投与を避け、手術を円滑に進めるため。MICSにおける有用性が複数の研究で示されている。¹⁹
高度な左室肥大を伴う大動脈弁置換術	高いMVO2、心内膜下虚血リスク、不均一分布	血液心筋保護法（温・冷）。逆行性投与も考慮。	肥大心筋が必要とする酸素を供給するため血液が優れる。逆行性投与は冠動脈入口部の問題を回避し、均一分布を助ける。¹⁴
複雑な新生児心臓手術（Norwood手術など）	未熟心筋、長時間虚血、チアノーゼ	del Nido液または小児用血液心筋保護法。厳密な温度管理。	del Nido液は未熟心筋のCa2+感受性や代謝プロファイルに合わせて設計。血液はチアノーゼ心への酸素供給に有利。³
待機的CABG（良好な左室機能）	標準的な保護、効率性	多様な選択肢が有効。間欠的冷血液心筋保護法（St. Thomas液ベースなど）が一般的標準。	健常な心筋は多くの手法に対して忍容性がある。施設のプロトコルと効率性が選択の主因となることが多い。²⁴

VI. 未解決の課題と未来への展望

A. 虚血再灌流（I/R）傷害という根強い問題

現代の心筋保護における「最後のフロンティア」は、虚血再灌流（I/R）傷害の克服である ⁴。たとえ完璧な心停止と虚血中の保護が達成されたとしても、血流が再開した瞬間に、新たな組織障害の連鎖が始まる。

その主要な機序として、以下の点が挙げられる。

酸化ストレス： 再灌流に伴い、ミトコンドリアから活性酸素種（ROS）が爆発的に産生される ⁵。
カルシウム過負荷： 細胞内のカルシウム恒常性が破綻し、過収縮（hypercontracture）やアポトーシスを引き起こす ²。
炎症反応： 補体系の活性化や好中球の浸潤が組織障害を増悪させる ⁴⁰。
代謝異常： 近年の重要な発見として、虚血中に蓄積したコハク酸が、再灌流時のミトコンドリアにおけるROS産生の主要な駆動源となることが明らかにされた ⁵。

現在、C1インヒビターのような薬剤による補体活性化の抑制 ⁴¹や、運動誘発性ホルモンであるマイオネクチンの保護作用 ⁴²、トレハロースによる細胞保護効果 ⁴³など、I/R傷害を標的とした薬理学的介入の研究が進められている。

B. 脱分極からの脱却：次世代の薬理学的保護

高カリウムによる脱分極性心停止は、それ自体がCa2+流入を促進し、心筋にとって負荷となりうる。この課題を克服するため、非脱分極性の心停止法が注目されている。高マグネシウム液やエスモロールを用いた心停止法は、前臨床研究において、より安全で効果的な代替法となる可能性が示されている ⁶。

また、新たな代謝的介入として、mTOR-ロイシン経路を介した心筋保護作用が報告されている。この経路は従来のインスリンシグナルとは独立しており、糖尿病モデル動物においても有効性を示したことから、増加し続ける糖尿病合併患者に対する新たな治療戦略として極めて重要である ⁴⁴。

さらに、短時間の虚血を繰り返すことで心筋の内因性保護機構を活性化させる虚血コンディショニング（プレコンディショニング、ポストコンディショニング）は、実験的には強力な保護効果を示すが、大動脈の反復遮断による塞栓リスクなど、臨床応用には課題が多い ⁶。将来的には、薬物によってこれらの効果を模倣する「薬理学的コンディショニング」が有望視される。

C. 再生のフロンティア：保護から修復へ

心筋保護の究極的なパラダイムシフトは、既存の心筋を「保護」することから、損傷した心筋を積極的に「修復・再生」することへと向かっている。

遺伝子治療： アデノ随伴ウイルス（rAAV）ベクターやプラスミドDNAを用いて、肝細胞増殖因子（HGF）やヘムオキシゲナーゼ-1（HO-1）といった、抗線維化作用や抗アポトーシス作用を持つ保護的な遺伝子を心筋に導入し、長期間にわたる保護・修復効果を目指す研究が進められている ⁴⁰。
細胞ベース治療： 自己骨格筋芽細胞をシート状に培養して心表面に移植する「ハートシート®」は、再生医療等製品として既に臨床応用されている ⁴⁸。これらの細胞治療の主な作用機序は、移植細胞が心筋細胞に分化（transdifferentiation）するのではなく、血管新生や周囲の心筋細胞の保護を促す成長因子などを分泌する「パラクライン効果」によるものであることが明らかになっている ⁴⁹。しかし、移植した細胞の生着率や生存率の低さが依然として大きな課題である ⁵³。
エクソソームとナノベシクル：細胞フリー治療の未来： この課題を克服する次世代の治療法として、幹細胞が分泌するエクソソーム（内部に治療効果を持つmiRNAやタンパク質を含むナノサイズの小胞）を利用した「細胞フリー」治療が注目されている。これは、細胞移植に伴う免疫原性や腫瘍化のリスクなしに、パラクライン効果の恩恵のみを享受できる画期的なアプローチである ⁵⁴。さらに、ナノベシクルを血小板膜でコーティングして損傷部位への標的性を高めるハイブリッド技術など、最先端の研究が進行中である ⁵⁷。

D. 個別化心筋保護への道

本報告書の最後に展望するのは、心筋保護法の選択が、もはや施設の慣習ではなく、患者個々の遺伝的背景、糖尿病などの併存疾患、心臓の病態、そして予定される手術術式に基づいて最適化される「個別化医療」の未来である。これは、本報告書で論じてきた全ての概念が統合された、心筋保護の究極的な姿と言えるだろう。

VII. 結論と専門的提言

主要な知見の統合

心筋保護の歴史は、単なる機械的な心停止という目標から、虚血再灌流傷害の複雑な生物学的プロセスに対抗する多面的な戦略へと進化してきた。著しい進歩にもかかわらず、臨床現場での実践は依然として多様であり、「唯一最良」の解決策は存在せず、その選択は極めて文脈依存的である。心筋保護の分野は現在、エビデンスに基づき現在の実践を洗練させる段階と、再生医療という革命的なアプローチが目前に迫る、まさに変曲点にある。

臨床実践への提言

チームベースアプローチの徹底： 心筋保護は、外科医、麻酔科医、そして臨床工学技士（体外循環技士）の三者が連携して担うべき共同責任である。円滑なコミュニケーションと確立されたプロトコルの遵守が、安全な手術の遂行に不可欠である ⁵⁸。
最新ガイドラインの遵守： 2024年に本邦で策定されたガイドラインのような、エビデンスに基づいた指針を積極的に導入し、単なる個人の好みや施設の慣習に基づいた実践から脱却すべきである ³⁶。
文脈に応じた戦略選択： 本報告書の表2で詳述したように、MICS、肥大心、小児心といった特定の臨床シナリオに応じて、保護戦略を柔軟に選択する原則を徹底することが求められる。

将来の研究への提言

質の高いRCTの推進： MICSやハイリスク患者といった特定の、明確に定義された患者集団を対象に、del Nido液、Custodiol液、最新の血液心筋保護法などを比較する、大規模・多施設共同のRCTをさらに推進する必要がある ²⁴。
再灌流傷害の克服に焦点を： コハク酸代謝のような新たな標的を含め、I/R傷害を臨床的に軽減するための治療法の開発を目指す、トランスレーショナルリサーチを優先すべきである ⁵。
再生医療の促進： エクソソームのような細胞フリー治療や標的遺伝子治療は、保護から修復へのパラダイムシフトを実現する最大の可能性を秘めており、これらの基礎および臨床応用研究への継続的な支援が不可欠である ³¹。

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