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アイテム
ラットにおけるパラコートの胎子動脈管収縮作用に関する実験的研究
https://az.repo.nii.ac.jp/records/3233
https://az.repo.nii.ac.jp/records/323384cf6f05-8685-4aaa-a468-9738ff5446d5
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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diss_dv_otsu0371 (6.6 MB)
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diss_dv_otsu0371_jab&rev (259.8 kB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 公開日 | 2013-02-05 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | ラットにおけるパラコートの胎子動脈管収縮作用に関する実験的研究 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | Studies on the effects of Paraquat on fetal arterial duct constriction in rats | |||||
| 言語 | en | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | jpn | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec | |||||
| 資源タイプ | thesis | |||||
| 著者 |
本谷, 真澄
× 本谷, 真澄 |
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| 抄録 | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | 胎子は栄養分や酸素を母体から胎盤をとおして吸収しており、また、羊水中で生活しているため肺は機能していない。そのため、末梢から心臓へ送られた血液は肺を経由せず、成体で見られる循環とは異なる独自の循環系をもっている。胎子循環の特徴のひとつとして動脈管の存在がある。動脈管は肺動脈を直接大動脈へと結ぶ太いバイパスで、胎子循環系の重要な役割を果たしている。また、動脈管は胎生期においては拡張し肺への血液流入を大部分阻止する役目を果たしており、出生後は呼吸の開始とともに次第に収縮閉鎖し動脈管索として遺存する。 この動脈管は胎子血液PO_2が低いことと、胎子と胎盤で生合成されるプロスタグランジンE_2(PGE_2)の作用によってその拡張が維持されているが、近年、インドメタシンなどの抗炎症薬がPGE_2の合成を阻害することによって、動脈管に対して収縮作用を持つとの報告がなされた。胎生期における動脈管の収縮は胎子肺高血圧症を引き起こしその影響は出生後も残ることから、動脈管に対するインドメタシンと同様の作用を持つ種々の化学物質の検索が注目されるようになった。 本研究に用いたパラコート(1,1'-dimethy-4,4'-bipyridylium)は有用性の高い除草剤として今日なお、世界中で使用されている。パラコート毒性の標的器官は肺であり、出血や水腫といった急性期の変化を特徴とする。また、ヒトではこの初期の変化の後に致死的な経過をとる肺線維症が誘発されることが知られている。一方、胎子に対するパラコート毒性は、成体に対する毒性に比べ比較的低いと考えられているが、胎子動脈管への影響に関する報告はない。そこで、本研究はパラコート(PQ)の胎子に対する毒性、とくに動脈管に対する作用およびその期序についてラットを用いて究明した。 第1章では、妊娠ラットおよび胎子でのPQの動態を調べるために、妊娠21日の母親ラットにPQ25mg/kgを皮下投与し、その後の母体および胎子の血漿中PQ濃度を測定した。その結果、母体の血漿中PQ濃度は、投与後1時間において最高血漿中濃度を示し、その後急速に低下し、6時間以降は24時間までゆるやかな減少を示した。一方、胎子においては、最高血漿中濃度は投与後2時間に観察され、その後はゆるやかに減少した。母体と胎子の血漿中PQ濃度の推移を比較すると、最高血漿中濃度では、母体の43.65±4.76μg/mlに対し胎子では3.35±0.36μg/mlと低く、また、投与後24時間では母体(0.83±0.32μg/ml)と比べて胎子(1.51±0.36μ9/ml)の血漿中PQ濃度がより高かった。このように、PQは容易に胎盤を通過し胎子へ移行すること、また、母体と比べ胎子では血漿中濃度は低いものの、その排泄は非常に遅く、血漿中濃度が長時間維持されることを明らかにした。 第2章では、PQが胎子動脈管に対し収縮作用を有するかどうかを調べるために、妊娠21日の午後1時を剖検時間として、その1、3、6および24時間前に母親ラットにPQ2、7および25mg/㎏を皮下投与し、胎子動脈管の内径の変化を急速全身凍結法にて計測した。その結果、PQ2mg/kg投与群では対照群に比べ有意な差はみられなかったが、PQ7mg/kg投与群では投与後3時間に動脈管の有意な収縮がみられた。PQ25mg/kg投与群では投与後3および6時間に有意な収縮がみられた。これらの結果から、PQは妊娠末期のラット胎子の動脈管に対して強い収縮作用を持つこと、また、この収縮作用は用量依存的な変化であることを立証した。 第3章では、PQの動脈管収縮作用が胎生期のいつの時期に感受性を示すのかを明らかにするために、妊娠19、20および21日の母親ラットにPQ25mg/kgを皮下投与し、その3時間後の胎子動脈管の内径の変化を急速全身凍結法にて計測した。その結果、胎齢19日2/3、20日および21日の胎子動脈管では収縮がみられたが、胎齢19日1/2の胎子動脈管においては観察されなかった。したがって、胎子動脈管のPQに対する感受性の臨界期は、胎齢19日1/2と19日2/3の間にあることを究明した。 第4章ではPQによって一旦収縮した動脈管のPGE_2に対する反応性を検討するために、妊娠21日のラット母体にPQ25mg/kgを皮下投与してから2時間後、胎子に直接PGE_2を皮下注射し、その1時間後の胎子動脈管の内径を測定した。その結果、PQを投与した母体の胎子の動脈管は対照群と比べて有意に収縮していたが、母体PQ投与後、PGE_2を投与した胎子動脈管は対照群と同様に拡張していた。 第5章では、プロスタグランジン合成酵素であるプロスタグランジンエンドペルオキシドシンセターゼ(シクロオキシゲナーゼおよびヒドロペルオキシターゼ)に対するPQのin vitroにおける影響を検討した。すなわち、アラキドン酸を基質として、PQ存在下でプロスタグランジンエンドペルオキシドシンセターゼを含有するヒツジ精嚢ミクロソームを作用させて、PGG_2およびPGH_2の生成量を測定した。その結果、PGG_2およびPGH_2の生成量はPQ存在下においても影響を受けなかったことから、PQはプロスタグランジン合成酵素に対して影響を与えない(in vitro)ことを明らかにした。 第6章では、in vivoにおけるPQのPGE_2に対する作用を検討するため、妊娠21日の母親ラットにPQ25mg/kgを皮下投与し、その3時間後の母体および胎子の血漿中PGE_2濃度をRIA法を用いて測定した。その結果、母体および引子の血漿中PGE_2濃度は対照群との問で有意な差は認められず、PQはin vivoにおいてもPGE_2に対して影響を及ぼさないことを立証した。 以上、本研究では 1)PQはラット母体に皮下投与した時、胎子に移行すること。 2)PQを妊娠末期のラット母体に投与すると、その子の動脈管に用量依存的な収縮を引き起こすこと、また、この動脈管の収縮は可逆的な変化であること。 3)PQのラット動脈管収縮作用の臨界期は、ラットにおいて胎齢19日1/2から胎齢19日2/3の間にあること。 4)PQはin vitroにおいて、プロスタグランジン合成酵素(プロスタグランジンエンドペルオキシドシンセターゼ;シクロオキシゲナーゼおよびヒドロぺルオキシターゼ)に対して影響を及ぼさないこと。 5)PQはラット母体に投与しても、その子の血漿中PGE_2濃度には影響を及ぼさないこと。 を証明した。 このように、筆者は、パラコートが胎子動脈管に対して収縮作用のあることを明らかにし、さらに、このパラコートの動脈管収縮作用の機序はPGE_2を介したものではないことを立証した。 |
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| Abstract | ||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||
| 内容記述 | The fetus does not yet have a fully functioning lung system since it is located within the amniotic fluid and intakes nutrients and oxygen from the mother through the placenta. Thus, the blood flow from the peripherals to the heart does not go through the lung, resulting in a unique circulatory system that differs from that seen in mature rats. One of the characteristics in the fetal circulatory system is the presence of the arterial duct. It is a large bypass which provides a direct connection between the pulmonary artery and aorta, and serves an important role in the fetal circulatory system. Moreover, the arterial duct dilates during the prenatal stage in order to block a large portion of the blood flow to the lung. However, upon birth and initiation of breathing, the arterial duct gradually constricts and finally closes to form arterial ligament. The fetal blood PO_2 level is low, since the arterial duct can be maintained in a dilated state through the action of Prostaglandin (PGE_2) biosynthesized by the fetus and placenta. However, in recent years, anti-inflammatory agents such as indomethacin have been reported to inhibit the synthesis of PGE_2, resulting in a constrictive action on the arterial duct. Arterial duct constriction in the prenatal stage causes fetal pulmonary hypertension whose effect remains after birth. Hence, the search for chemical substances which possess a similar action on the arterial duct as indomethacin has come to be focused upon. The paraquat (1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridylium) used in this study is an effective herbicide used today throughout the world. The target organ for paraquat toxicity is the lung, characterized by the changes in the acute phase such as hemorrhaging and edemas. Moreover, pulmonary fibrosis has been known to be induced, resulting in death after these changes occurred in the early stages. Conversely, paraquat's toxicity for the fetus is considered low compared with that in a mature rat. However, its effect on the fetal arterial duct has yet to be reported. Therefore, the purpose of our study is to clarify the toxicity of paraquat (PQ) on the rat fetus, specifically focusing on its action on the arterial duct and the mechanism involved. In the first chapter, to investigate the PQ kinetics on pregnant rats and their fetuses, we administered PQ to the mother at 25mg/kg s.c. on day 21 of gestation and measured the serum levels of PQ in the mother and fetus. The results showed that serum PQ concentration in the mother was highest at 1 h after administration, subsequently dropped and then gradually decreasing between the 6 and 24 h after administration. Whereas, the highest PQ concentration in the fetus was observed at the 2 h after administration, slowly decreasing thereafter. Comparing the changes of PQ concentration in the mother and fetus sera showed that the highest level was 43.65±4.76 μg/ml in the mother compared to a much lower level of 3.35±0.36 μg/ml in the fetuses. However, the serum PQ level of the fetuses(1.51±0.36 μg/ml) was higher than that of the mother rats (0.83±0.32 μg/ml) at 24 h after administration. This demonstrates that PQ readily passes through the placenta to the fetus. It also revealed that, although the serum concentration of the fetuses was lower than that in the mother rats, the serum PQ concentration was maintained for a long time since the excretion of PQ in the fetuses was quite slow. In the second chapter, to determine whether PQ displayed a constrictive action on fetal arterial ducts, we administered PQ to the mother rats at the levels of 2, 7, and 25mg/kg s.c. on 1, 3, 6 and 24 h before performing a pathological autopsy at 13:00 on day 21 day of gestation. After administering PQ, the changes in the internal diameter of the fetal arterial duct were measured using rapid total body freezing. The results showed no significant difference between the 2mg/kg group and the control group, however a significant difference in constriction was observed at 3 h after PQ administration in the 7mg/kg group. Moreover, a significant amount of constriction was observed at the 3 and 6 h in 25mg/kg group. These results demonstrate that PQ has a strong constrictive action on the arterial duct of the fetus in the late stage of gestation. It was also indicated that the constrictive action was a dose-dependent change. In the third chapter, to clarify at which prenatal stage the constrictive action on the arterial duct can be induced by PQ administration, we administered PQ to the mother rats at 25mg/kg s.c. on day 19, 20, and 21 of gestation. The changes in the internal diameter of the fetal arterial duct were measured at 3 h after PQ administration by rapid total body freezing. The results showed constriction in the fetal arterial duct at the 19 2/3, 20 and 21 days of fetal age. However no constriction was observed in the fetal arterial duct on day 19 1/2 of fetal age. Hence, it was revealed that the critical period of sensitivity of the fetal arterial duct on PQ was between the fetal ages of 19 1/2 and 19 2/3. In the fourth chapter, to investigate the reaction of the arterial duct to PGE_2, which had once been constricted by PQ administration, we injected PGE_2 subcutaneously to the fetus 2 h after administering PQ to the maternal body at 25mg/kg s.c. on day 21 of gestation. Then the internal diameter of the fetal arterial duct was measured 1 h later. The results indicated that the arterial ducts of the fetuses whose mothers had been administered PQ showed significantly more constriction than the control group. However, the fetal arterial ducts showed similar dilation as that in the control group, when PGE_2 were administered following PQ injection to the maternal body. In the fifth chapter, we investigated the effects of PQ on the prostaglandin synthase, prostaglandin endoperoxide synthase such as cyclooxygenase and hydroxyoxygenase under in vitro conditions. Using a arachidonic acid as a substrate, we activated lamb seminal vesicle microzomes containing prostaglandin endoperoxide synthase in the presence of PQ and measured the production of PGG_2 and PGH_2. The results demonstrated that the production of PGG_2 and PGH_2 was not influenced by the presence of PQ, revealing that PQ has no effect on prostaglandin synthase in vitro. In the sixth chapter, to investigate the action of PQ on PGE_2 in vivo, we administered PQ to mother rats at 25mg/kg s.c. on day 21 of gestation. Then, we measured the serum PGE_2 concentrations in the mother and fetus by RIA at 3 h after PQ administration. The results showed no significant difference on PGE_2 concentration in either the mothers nor fetuses between the respective control and 25mg/kg groups, indicating that PQ has no effect on PGE_2 in vivo either. The above results demonstrated that 1) PQ passed readily into the fetus after being subcutaneously injected into the maternal body; 2) Injecting PQ into the maternal body in the final stage of gestation causes dose-dependent, yet reversible, constriction in the respective fetus's arterial duct; 3) The critical period of arterial duct constriction due to PQ administration is between the fetal ages of 19 1/2 and 19 2/3; 4) PQ has no effect on prostaglandin synthase, prostaglandin endoperoxide synthase such as cyclooxygenase and hydroxyoxygenase. 5) PQ administration can have no effect on a fetus's serum PGE_2 concentration, even if injected into the mother. It was thus revealed that Paraquat has a constrictive effect on fetal arterial ducts, yet the mechanism does not involve PGE_2. |
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| 学位名 | ||||||
| 学位名 | 博士(獣医学) | |||||
| 学位授与機関 | ||||||
| 学位授与機関名 | 麻布大学 | |||||
| 学位授与年月日 | ||||||
| 学位授与年月日 | 1998-03-04 | |||||
| 学位授与番号 | ||||||
| 学位授与番号 | 乙第371号 | |||||
| 著者版フラグ | ||||||
| 出版タイプ | AM | |||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa | |||||
