●心不全診療の最前線!!［ I ］心不全の疫学と病態生理

3．拡張不全―病態理解の進歩と治療への応用
高橋利之＊

左室収縮機能が保持されている心不全症例が高頻度（40〜50％）であることが報告され，左室拡張機能障害に起因する心不全（拡張不全）に対する関心が再び高まっている．左室拡張機能障害の病態は，心筋レベルでの弛緩障害，線維化，肥大などから，心室レベルでの幾何学的形状の変化や不均一性まで多様であり，最終的に左室拡張期圧，左房圧の上昇をきたして心不全症状を呈する．分子レベルで左室拡張機能を規定する要因としては，収縮装置および細胞骨格の構成要素，心筋細胞内 Ca2＋動態に関与する分子や一酸化窒素（NO）などの体液性因子が挙げられている．拡張不全の原因疾患としては，肥大心（高血圧性心疾患，肥大型心筋症等）や虚血性心疾患の頻度が高く，臨床的に重要である．
拡張不全の診断は，基本的には心不全例から左室収縮機能障害による心不全（収縮不全）等を除外するプロセスである．左室拡張機能障害の診断には，超音波ドプラ法が有用であり，種々の解析法が提唱されているが，限界もある．他方，左室拡張期充満圧の指標として血中脳性利尿ペプチド（BNP）濃度の有用性が報告されており，ドプラ法との併用が拡張不全の診断に役立つ可能性がある．
拡張不全の治療に関しては，収縮不全同様，血行動態の改善と，生命予後ないしは細胞内メカニズムの改善とに分けて考える必要がある．血行動態の改善には，硝酸薬，利尿薬が有効であり，特に前者は，NO を介して左室拡張機能自体をも改善する可能性がある．他方，生命予後と細胞内メカニズムを改善する治療法については，原因疾患の治療（虚血性心疾患に対する血行再建など）の他に，分子レベルでの治療（心筋弛緩，心筋線維化の改善など）が求められる．後者に関しては，大規模臨床試験が行われるとともに，新薬の開発や遺伝子治療の可能性についても検討がなされつつある．

Diastolic heart failure―advances in the understanding ofpathophysiology and their applications to therapies
TOSHIYUKI TAKAHASHI Department of Cardiovascular Medicine, Graduate School of Medicine, University of Tokyo
たかはし・としゆき：東京大学大学院医学系研究科循環器内科学助
手．昭和55年東京大学医学部卒
業．同年東京大学医学部附属病院
内科研修医．昭和58年同第二内科．昭和62年米国 Harvard Medical School 留学．平成10年現職．
主研究領域／循環器内科学，心不全，心機能，分子生物学．
＊Key words

心不全
左室拡張機能脳性利尿ペプチド（BNP）
一酸化窒素（NO）

心不全診療の最前線 19よって左室拡張（終）期圧が上昇し，さらにはじめには左房圧，肺動脈圧，肺静脈圧，肺毛細管圧拡張不全（拡張不全心不全）とは，心室（主の上昇をきたし，肺うっ血，肺水腫を生じる．に左室）の拡張機能障害に起因する心不全をまた，二次的に右室拡張期圧，右房圧が上昇表す用語であり，通常，左室収縮機能が保持し，浮腫やうっ血肝などの全身のうっ血症状

さ れ て い る 場 合（駆 出 分 画 0.45〜0.50 以を生じる．他方，拡張障害が高度になると，上）に使われる．拡張不全は古くから，循環左室拡張終期容積の減少から一回拍出量，心器病学における主要な研究テーマの一つと拍出量の減少をきたしうる．
以上のような心内圧の上昇や低心拍出量なっている．
しかし最近，拡張不全に対する関心は新た

は，種々の神経体液性因子（交感神経系，レな高まりを見せている．拡張不全についてのニン―アンジオテンシン―アルドステロン系，総説が一流誌に陸続に掲載されている状況で利尿ペプチドなど）を活性化する．それらのあり

1〜3），その理由としては，第一に本症が予活性化は代償的機序の一つであるが，体液貯想以上に高頻度であることが挙げられる．ま留による心不全の悪化，心筋細胞肥大や線維た拡張不全が，その病態の複雑さや診断・治化による左室拡張機能障害の増悪などの不利療の困難さから，研究の対象としての新鮮さ益な作用ももたらす．

を失わないことも理由の一つである．

2）左室拡張機能障害の病態生理

本稿においては，このような状況に鑑み，左室拡張機能障害とは，基本的には左室拡拡張不全の疫学，病態生理と病因，診断法お張期圧―容積関係の変化をもたらす病態であよび治療法における最近の進歩と今後の展望る（図 1 A）．このような変化には，同関係のについて概説する．

平行移動（左室拡張期伸展性［diastolic distensibility］の変化）と，傾きの変化（左室拡張期

1．拡張不全の疫学
上述したように，拡張不全に対する関心の高まりの理由として，最近の疫学研究4,5）の意

スティフネス［dP!
dV］またはコンプライアンス［dV!
dP］の変化）がある（図 1 B）
．拡張期伸展性の変化とスティフネスの変化は必ずしも平行しない．

義は大きい．これら地域住民を対象とした検左室弛緩速度の低下も左室拡張機能障害に討において，収縮機能が正常な心不全例の頻分類されるが，上記のような左室拡張期圧―

4）5）

度は 43％ ，51％ と高かった．厳密に言え容積関係の変化との関連性には不明な点が多ば，「左室収縮機能が正常な心不全」＝「拡張不い．すなわち，弛緩速度の低下だけで左室拡全」
ではない．しかし，実際的な観点からは，張終期圧や左房圧の上昇をきたすか否かにつこれらを同一視しても問題ないと提唱されていては議論の余地がある．

2）いる ．他方，拡張不全の危険因子としては，左室拡張機能障害をきたす心疾患と病態と高齢者，高血圧，女性などが挙げられている．の間には複雑な関係がある（表 1）．たとえば肥大型心筋症（HCM）は，左室壁厚の増加と2．病態生理と病因内腔の狭小化による左室スティフネスの上昇のほかに，さまざまな弛緩障害が加味されて

1）拡張不全の病態生理特異な左室拡張機能障害を呈しているものと拡張不全においては，左室拡張機能障害に思われる．最近の研究は HCM において，一拍20 第 122 回日本医学会シンポジウム

Ａ

収縮不全と拡張不全の対比
収縮不全拡張不全圧圧

正常

正常

収縮不全
拡張不全
正常

正常容積
Ｂ

容積

左室拡張機能障害の病態
圧

拡張期伸展性低下

圧

拡張期スティフネス上昇

容積容積

図1

拡張不全の病態生理

A：収縮不全と拡張不全の対比．収縮不全（左）では，左室収縮終期圧−容積関係が右下に偏位（大矢印）しているが，拡張終期圧−容積関係には変化がない．拡張終期圧の上昇は，拡張終期容積の増加（Starling 機序）による（小矢印）．拡張不全（右）では，左室収縮終期圧−容積関係には変化がなく，拡張終期圧−容積関係が上方に偏位，ないしは急峻化（あるいはその両方）している（大矢印）．拡張終期圧の上昇は，拡張終期圧−容積関係の変化による（小矢印，拡張終期容積は不変）．B：左室拡張機能障害の病態．拡張期伸展性（diastolic distensibility）の低下とは，左のように拡張期圧−容積関係（動的ないしは静的［拡張終期］）の上方偏位のことである．それに対し，拡張期スティフネス（diastolic stiffness）の上昇（右）とは，拡張終期圧−容積関係の傾きの急峻化のことである（矢印）．拡張期伸展性の変化と拡張期ス
ティフネスの変化は必ずしも平行しない（右向き矢印参照）．

ごとの（動的な）拡張期圧―容積関係と，拡室心筋スティフネスの上昇のほか，心筋細胞張終期の（静的な）左室拡張期圧―容積関係

肥大，エネルギー代謝異常などのさまざまな6）の間に乖離を生じることを示した ．
他方虚血性心疾患は，心筋線維化による左メカニズムを介して左室拡張機能障害を生じる．特に，狭心症発作時にみられる一過性の心不全診療の最前線 21

表1

左室拡張機能障害の病態生理と病因

・左室拡張期スティフネスの上昇（コンプライアンス低下）
左室外からの圧迫：収縮性心膜炎
左室心筋スティフネスの上昇：心筋線維化（虚血性心疾患，肥大心）
左室 geometry の変化（壁厚増加，内腔狭小化，偏平化）：肥大心（HCM，圧負荷），右室負荷・左室拡張期伸展性の低下
左室拡張期圧―容積関係（静的［static］あるいは動的［dynamic］）の上方偏位：肥大心（特に HCM）
，狭心症発作時（demand ischemia），心タンポナーデ
・左室弛緩速度の低下（時定数τの延長）
心筋細胞不活性化（inactivation）障害：虚血性心疾患，肥大心
左室不均一性：虚血性心疾患，肥大心（特に HCM）
負荷条件の変化：肥大心（特に HCM）
，圧負荷・左室粘弾性（viscoelasticity）の変化

表2

左室拡張機能障害のメカニズム（文献 3 より改変引用）

・心筋外：血行動態的負荷，不均一性，心膜の拘束
・心筋自体：
心筋細胞：・カルシウム動態：Ca2＋濃度，細胞膜，SR 機能，修飾蛋白・心筋線維：トロポニン-C，トロポニン-I，心筋線維 Ca2＋感受性，
α / βミオシン重鎖 Ca2＋ -ATPase 比・エネルギー代謝：ADP/ATP 比，ADP と Pi 濃度
・細胞骨格：微小管，デスミン，アクチン，タイチン，ネビュリン
細胞外マトリックス：コラーゲン，プロテオグリカン，MMP/TIMP
神経体液性因子の活性化：RAS 系，交感神経系，エンドセリン，NO，利尿ペプチド

左室拡張機能障害（いわゆる demand ische-心筋細胞自体や細胞外マトリックスを構成すmia）が臨床的にも重要である．Demand ische-

る分子と神経体液性因子になる．心筋細胞自mia においては左室拡張期伸展性の低下（動体の要因としては，収縮装置や細胞骨格の構的および静的圧―容積関係の上方偏位）がみ成分子，並びに Ca2＋動態に関与する分子の役られる．そのメカニズムについては，左室外割が明らかにされつつある．体液性因子とし（心膜の拘束等）および左室自体の要因の重要ては一酸化窒素（NO）が重要である．また，性が示唆されているが，少なくとも左室自体多くの体液性因子が心筋の肥大や線維化をき7）の要因が関与することは間違いない ．

たすことも銘記すべきである．

なお，高血圧性心疾患も肺水腫を呈するような重症の拡張不全を呈することが再認識され て お り8），そ の 病 態 生 理 の 解 明 が 待 た れ

3．拡張不全の診断
拡張不全診断のためのアルゴリズムを図 2

る．
3）左室拡張機能障害のメカニズムに示す．まず，心不全患者において左室収縮最近の分子生物学的知見の進歩により，数機能が，症状を説明するほど低下していない多くの分子が左室拡張機能に関与することがことを確認することが出発点となる．
ここで，

3）

分かってきた（表 2） ．それらは大別すると，
22 第 122 回日本医学会シンポジウム

心不全症状（呼吸困難や浮腫など）の非特異

心不全症状，身体所見
心不全の診断スクリーニング検査（X線，心電図， BNP）

心エコー図，ドプラ法（心プール，MRI）
左室収縮機能障害
その他の原因（弁膜症等）

収縮不全
Yes

No
左室拡張機能障害？
？

Yes

Yes

拡張不全（確定診断）

心臓カテーテル検査（圧，LVG，CAG）

拡張不全（疑い）？

左室拡張機能異常
NoYes

図2拡張不全診断のアルゴリズム性が問題となるが，血中 BNP 濃度（左室拡張わゆる偽正常化の存在），単独で左室拡張機能終期圧のレベルを反映）をスクリーニング検の評価に用いるのは困難である2）．また，肺査に加えることで，診断率は向上する．

静脈血流や組織ドプラのパターンは記録や結次のステップでは，心不全の原因としての果の解釈に専門的修練を必要とする．した弁膜症などを鑑別しながら，現実に左室拡張がって，実際に左室充満圧（肺動脈楔入圧，機能障害があることを示すことになる．心不左室拡張終期圧）を測定しなければならない

全症状，正常な左室収縮機能（72 時間以内に場合もある（左室拡張期圧―容積関係の解析示されたもの）に，左室拡張機能障害の客観が望ましいが，ルーチンには施行困難）．

的証拠が加わって，初めて拡張不全の診断は

ここで，左室拡張終期圧を反映する血中確 実 な も の に な る1）．た だ し 上 述 し た よ う

BNP 濃 度 と ド プ ラ 法 に よ る 僧 帽 弁 血 流 パに，左室収縮機能正常な心不全例を，詳細なターンを併用すると，拡張不全の診断率が向拡張機能の評価なしに拡張不全（または拡張上すること9）が注目される．これら両者の併不全の疑い1））として取り扱っても，実質上問用は，今後拡張不全のスタンダードな診断法

2）

題はないとの意見もある ．になると期待される．

心エコー図上の左房径の拡大，ドプラ法にところで，拡張不全の特殊な病型である収よる僧帽弁血流パターンの変化，推定右室圧縮性心膜炎においては，左室充満圧の上昇程の上昇などの所見は，拡張不全の存在を示唆

度に比べて血中 BNP 濃度は低く，貫壁性の充する．
しかし周知のように，僧帽弁血流パター満圧が低いこと，または，左室心筋自体の障ンは左房圧によって強く規定されるため（い害に乏しいことに関連するものと考えられ
心不全診療の最前線 23

表3

拡張不全の治療・血行動態の改善
左室拡張期圧の低下，左室後負荷の軽減
・硝酸薬，利尿薬，カルシウム拮抗薬，ACE 阻害薬，ARB，hANP
脈拍数のコントロール
・カルシウム拮抗薬（verapamil，diltiazem），β遮断薬
・長期予後ないしは細胞内メカニズムの改善
心筋細胞肥大・線維化の抑制，消退・ACE 阻害薬，ARB，spironolactone（？），新薬
臨床試験：perindopril（PEP-CHF）, candesartan（CHARM）,losartan（Wake Forest）, irbesartan（I-PRESERVE）
細胞内 Ca2＋動態の改善
・MCC-135（治験中）， β遮断薬？（reverse remodeling）
心筋虚血に対する治療
・血行再建，薬物療法

る．拘束型心筋症では血中 BNP 濃度は高いた

点に関して，現在，大規模臨床試験がいくつめ，このマーカーを用いると，拘束型（restric-か行われており（表 3），その結果がまたれる．

tive）と収縮性心膜炎様（constrictive）の血行

また，心筋細胞の肥大，線維化，細胞内 Ca2＋動態の鑑別が可能であると思われる．

動態異常の分子機構についての知見が蓄積されつつあり，それらを制御する薬剤の開発や遺伝子治療の可能性について，活発に研究が4．拡張不全の予後と治療なされつつある．

拡張不全の生命予後は，一般人口より悪い4,5）．収縮不全との比較では，生命予後は良5）4）好という報告 と，変わらないという報告 がある．いずれにせよ，罹病率は高いとされている．虚血心疾患例の予後は不良である．
拡張不全の治療は，血行動態（うっ血症状）の改善と，生命予後ないしは細胞内メカニズムの改善に大別される（表 3）．
血行動態の改善には硝酸薬，利尿薬等が有用であるが，引きすぎ（左室拡張終期容積の過度の減少）による低心拍出量状態の出現に注意が必要とされる．ここで，NO による左室拡張期伸展性の改善は興味深い知見であり10），このような機序が働けば，左室拡張終期容積を減らさずに左室拡張終期圧を低下させることができる．
他方，生命予後や細胞内メカニズムを改善する治療法については不明な点が多い．この24 第 122 回日本医学会シンポジウム〔文献〕
1）Vasan RS, Levy D : Defining diastolic heart failure : acall for standardized diagnostic criteria. Circulation
2000 ; 101 : 2118―2121.
2）Zile MR, Brutsaert DL : New concepts in diastolic dysfunction and diastolic heart failure : part I. Diagnosis,prognosis , and measurements of diastolic function .
Circulation 2002 ; 105 : 1387―1393.
3）Zile MR, Brutsaert DL : New concepts in diastolic dysfunction and diastolic heart failure : part II . Causal
mechanisms and treatment. Circulation 2002 ; 105 :1503―1508.
4）Senni M, Tribouilloy CM, Rodeheffer RJ, et al . : Congestive heart failure in the community : a study of allincident cases in Olmsted County, Minnesota, in 1991.
Circulation 1998 ; 98 : 2282―2289.
5）Vasan RS, Larson MG, Benjamin EJ, et al . : Congestive heart failure in subjects with normal versus reduced left ventricular ejection fraction : prevalence
and mortality in a population-based cohort. J Am CollCardiol 1999 ; 33 : 1948―1955.
6）Pak PH, Maughan WL, Baughman KL, et al . : Marleddiscordance between dynamic and passive diastolicpressure-volume relations in idiopathic hypertrophic
cardiomyopathy. Circulation 1996 ; 94 : 52―60.
7）Takahashi T, Levine MJ, Grossman W : Regional diastolic mechanics of ischemic and nonischemic myocardium in the pig heart. J Am Coll Cardiol 1991 ;
17 : 1203―1212.
8）Gandhi SK , Powers JC , Momeir A-M , et al . : The
pathogenesis of acute pulmonary edema associatedwith hypertension. N Engl J Med 2001 ; 344 : 17―22.
9）Lubien E, DeMaria A, Krishnaswamy P, et al . : Utilityof B-natriuretic peptide in detecting diastolic dysfunction . Comparison with Doppler velocity recordings .
Circulation 2002 ; 105 : 595―601.
10）Matter CM, Mandinov L, Kaufmann PA, et al . : Effectof NO donors on LV diastolic function in patients withsevere pressure-overload hypertrophy . Circulation
1999 ; 99 : 2396―2401.

えば心エコーのドップラーで流入パターンを見るとか，BNP を見ていれば，心不全状態になる前に予防できるというようにも考えられますか．
高橋

そうですね．むずかしいところはありますが，いわゆる拘束型パターンを呈するような症例におきましては，心不全症状が出る前に拘束型になる場合があるということです．たとえば年齢不相応に E 波の高い人など，E!
A 比の増加をみた場合に，そこで BNPが多少上昇しているような状態では，拡張機能障害があることはわかると思います．
座長

いわゆる ACC!
AHA のガイドライン

で stage A というような分類が設けられまし
たが，こういうことを意識してということでしょうか．

質疑応答

高橋

そうですね．ドップラーの E!
A，そのほか左房径も参考になるのではないかと思座長（永井） ありがとうございました．よいます．そういったものと BNP を合わせてみく特発性肺浮腫といいますか，レントゲンでていくことが重要ではないかと思います．

みると butterfly shadow になっていて，しか座長

最後に先生は NO のことを強調されし心エコーでみると心臓の動きは悪いわけでましたが，最近コレステロールを低下させるはないという症例を経験しますが，こういうスタチンを動物実験で使うと心不全になりに症例は拡張能不全で説明できるのでしょうか．

くいというようなこともいわれています．ス

高橋

そうだと思っています．虚血例と，タチンは NO の産生を高めますが，そうしま高血圧が基礎にあって虚血があまりハッキリすと，スタチンも将来は心不全治療薬，あるしないものと両方あるようですが，特徴はやいは予防薬としても位置づけられるという可はり血圧が比較的高いといったこと，その他能性はありましょうか．

心肥大が少しあるということです．
座長

高橋

はい．NO という分子はいわゆる両このあたりの概念は，教科書にはそ面性といいますか，光と影の二面を持っていれほど強調されていませんね．研修医の先生

まして，NO が多すぎても今度は収縮障害がに話してもあまりわからなくて，肺の血管の起きてしまうことがありまして，なかなかむ透過性の亢進として理解している人が多いとずかしいところがあります．たしかにスタチ思います．しかしベースには多分血行力学的ンのような薬剤で，あまり過量ではなく，適な問題があるのだろうということですね．

度に NO を出して行くことができますと，拡高橋

そうですね．

張期の伸展性は改善するが，収縮障害は出さ座長

そうしますと，拡張能障害による心ないということで，もしかしたら都合がよい不全を起こす前に，ある程度は診断はできるというように考えてよいのでしょうか．たとのかもしれません．
座長

どうもありがとうございました．
心不全診療の最前線 25