중부 대학의 신타니 마사미네 조교는 도쿄 대학 대학원의 히구치 히데오 교수, 도쿄 대학 발 벤처의 UT-Heart 연구소 이사의 와시오 타케시씨와 공동으로, 심장이 주기적으로 수축과 이완을 반복하는 박동을 설명 수 수리 모델을 개발.심박 리듬의 항상성이 생기는 메커니즘을 해명했다.
심근 세포의 수축과 이완은 칼슘 농도의 증감에 따라 발생하는 것으로 생각되어 왔다.그러나, 심근세포내의 수축 말기에 있어서의 칼슘 농도의 감소는 느린데, 심장은 신속하게 이완·확장하고 새롭게 혈액을 충전한다고 하는 겉보기 모순된 현상의 이유는 불분명했다.이에 대해 2015년 신타니 조교 등은 두부쥐의 일종인 래트의 유아 심근세포에 있어서, 칼슘 농도의 증감 주기와 일치하지 않는 주기로 근절이 진동하는 열근절 진동 현상을 발견했다 .
열근절 진동은 심근 세포를 체온 정도로 따뜻하게 할 때 나타나는 수축의 최소 단위인 근절의 진동이다.이번에, 살아있는 심근세포내의 근절장을, 고정밀하게 계측할 수 있는 실험계를 구축해 열근절 진동을 상세하게 조사해, 진동의 메카니즘을 시뮬레이션에 근거해 해명했다.그 결과, 분리 심근세포에서는, 심장의 심박 주파수와 다른 저주기로 세포내 칼슘 농도가 변화하고 있지만, 열근절 진동 주파수는 심박 주파수와 같았다.열근절 진동은 칼슘 농도 변화와 함께 진폭과 파형을 크게 바꾸지만 주기는 일정하게 유지되기 때문에 근절에는 리듬의 항상성을 유지하는 메커니즘이 있는 것을 발견했다.
열근절 진동의 진동수가 심박에 가까워 더욱 이완 속도가 빠른 성질은, 전신에 혈액을 보낸 심장이 신속하게 이완해 확장하여 혈액을 충전시키기 위해 중요한 성질로 된다.이번 성과는 확장기심부전의 사전예지 등 의료기술 향상에 공헌할 것으로 기대된다.
