殖能力を検討する過程において、Cd投与59日後の精巣の脂質過酸化と精巣重量の変化 を調べた(Table14,15)。生殖能力を有するラットではDDrrC及びDSFの投与量に関
係なく脂質過酸化の増加が抑制された。生殖能力のないラットでは精巣の萎縮や石灰化 などが進行しており、脂質過酸化の測定を行うことはできなかった。また、Cd投与59
日後では、生殖能力のあるラットではCd投与による精巣重量の減少はDDrTC及び DSFのいずれの投与量においても抑制されたが、生殖能力のないラットではすべて精巣
の萎縮に伴う重量減少が見られた。
2)カドミウム投与後の組織中のカドミウム及び必須金属に対するジエチル ジチオカルバメート及びジスルフイラムの影響
Cd投与7日後の肝臓,腎臓,心臓,脳中のCd濃度をTablel6に示した。心臓中のCd
濃度はDDTC及びDSFのすべての投与量で有意に減少し、肝臓中のCd濃度もDDrrC (0.5,1,mol/kg),DSF(0.1も.5,mol/kg)投与により有意に減少した。一方、腎
臓中のCd濃度はDDI、C及びDSF投与により増加し、また脳中のCd濃度もキレート 剤投与により増加傾向を示した。Cd投与7日後の精巣中のCd濃度及びCaとFe濃度
をTable17,18に示した。Cd投与7日後の精巣中のCd濃度はDDTC(0.2-1
,mol/kg)又はDSF(0.1も.5,mol/kg)の投与により有意に減少した。Cd投与後の Ca濃度の著しい増加はDDrrC(0.2-1,mol/kg)又はDSF(0.1イ.5,mol/kg)の投
与により有意に減少した。Cd投与後のFe濃度の増加は、DDI℃(0.5,1,mol/kg)
又はDSF(0.5,mol/kg)の投与により有意に抑制された。
生殖能力を調べる実験でCd投与59日後の精巣中Cd濃度は、DDTCやDSFのいず れの投与量でも生殖能力の有無にかかわらず低濃度を示した。一方、Cd投与59日後で は、生殖能力のあるラットではCdによるCa濃度の増加はDDI℃及びDSFのいずれ の投与量においてもコントロールまで抑制されたが、生殖能力のないラットではCa濃 度の著しい増加が見られた。
3 ) カ ド ミ ウ ム に よ る 生 殖 障 害 に 対 す る ジ エ チ ル ジ チ オ カ ル バ メ ー ト 及 び ジ ス ル フ イ ラ ム の 防 護 効 果
-40-
Doseof
c h e I a t i n g agent ( m m o l / k g
)
TabIel4・EffectsofCheIatingAgentsonLipidPeroxidati◎ninTestesofRats
afterCdAdministrati◎、
L i p i d p e r o x i d a t i o n a
)
(nmolTBARS/mgpmtein)
Doseof
c h e l a t i n g agent ( mmol)kg/
Treatment
Treatment
59Days (
F e r t i I e r a t s 7Days )
59Days
CCCC
TTTTFFFF 1DDDDSSSS mDDDDDDDD m++++++++ ◎dddddddddCCCCCCCCCC
0.43±0.03 0.89±0.03b)
0.90±0.20b)
0.55±0.05c)
0.55±0.05c)
0.48±0.01c)
0.91±0.08b)
0 . 5 1
±0.02c) 0 . 5 3
±0.06c) 0 . 5 0
±0.08c)
0.46±0.02
55 12500125 。●●■●●●■ 00010000 7232432200000000 ●●■●①●●● 00000000
士士士士士士十一士釦顕馴幻幻妃帽拓 ●●●●●●●● 00000000
FertiIerats Sterilerats R
a t s w e r e i n j e c t e d i n t r a p e r i t o n e a I I y w i t h c h e I a t i n g a g e n t s 3 0 m i n a f t e r s u b c u t a n e o u s i n j e c t i o n o f C d C l 2
(3mgCd/kg).Theratswe『ekjlIed7daysor59daysafterCdandIipidpemxidationinthetesteswas
determined・
日)Thevaluesrep『esentthemean±S、D、forfOuranimaIs.
b ) S i g n i f i c a n t I y d i f f e 鱈comrftn o n t r o l , p<.05.0
c ) S i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m C d , p<0.05.
Table15.EffectsofCheIatingAgentsonTcsticularWeight◎fRatsafterCd
Administration
0 . 2 0 士5.)0.0 0 . 1 9
±0.08). 0 . 2 3
±).07.0
T e s t i c u I a r w e i g h t a
)
(%ofbodyweight)
M a I e r a t s w e
『neousinjectiaftersubcutagagents30minwithcheIatinapentoneaIlyinjectedintre o n o f C d C I 2 ( 3,9cd/kg).
a)Thevalues『epresentthemean士S、D・forfOuranimaIs.
b ) S i g n i i i c a n t I y d i W e r e n t f r o m c o n t r o l , p<0.05.
c
》diftIyanficniSig l e r e n t f r o m C d , p<5.0.0
. ) S i g n i f i c a n t I y d i f f e r e n t f
『rntocom O I ( f e r M l e r a t s ) , p<.05.0
1452112910000000
●凸●●●c●●00000000 士士士士士士士士 7509313377876887
●①●●●●●●00000000
55
12500125
●●●●●●●●00010000
7Days
0.85±0.04
0 . 1 3
±0.03). 0 . 2 0
±0.05). 0 . 2 3
±.)200. 0 . 2 3
±.100.)
CCCC
I画面画面詐詐詐評 、DDDDDDDD m++++++++ 0dddddddddCCCCCCCCCC
-41-
1.04士0.06
0 . 6 1
±0.03)b 0 . 6 8
±0.04)b 0 . 9 6
±0.07)c 1 . 2 0
±0.07)c 1 . 1 3
±0.03)c 0 . 7 1
±41.0 b
) 1.00)±c61.0 1 . 0 6
±0.10)c 1 . 0 9
±)c50.0
Table16.EffectsofCheIatingAgentsonTissueConcentrationofCd
-42-
C o n c e n t r a t i o n o f C d 仏 / g g w e t t i s s u e ) a
)
Doseof
c h e l a t i n g agent ( m m o I / k g
)
Treatment
Doseof
c h e I a t i n g agent ( mmoI)gk/
Heart ainBr
Kidney
L i v e
『
59Days
943622283000000100 ●■●●●●●●● 000000000 士士士士十一士士士士 037333531232333333 ■●■●●●●●■ 000000000
2.35±0.35
1 . 2 4
± 0 . 1 4 ) b 1 . 2 3
± 0 . 1 2 ) b 1 . 1 4
± 0 . 1 7 ) b 1 . 2 8
± 0 . 3 1 b ) 1 . 3 3
± 0 . 1 4 ) b 1 . 2 5
± 0 . 2 6 ) b 1 . 1 8
± 0 . 1 0 ) b 1 . 0 5
± 0 . 0 4 ) b
1111j bbbbb 922301927 巳■●●。●●●● 322551011 +一士士士士士士士士 848208400 ,■●●●●●●● 755807917122232232
24.7士6.8 23.9±2.0
18.8±1.8
1 3 . 8 ± 2 . 1 b ) 1 1 . 9 ± 4 . 2 ) b
16.7±1.6
14.6±0.2)b 12.1±1.8)b 11.0±0.8)b
CCCC TTTTFFFF DDDDSSSS DDDDDDDD ++十+++++ dddddddddCCCCCCCCC
55
12500125 ●ロ●●■●●■ 00010000
7Days
RatswereinjectedintrapentonealIywithcheIatingagents30minaftersubcutaneousinjectionofCdCl2
(3mgCd/kg).Theratswe『ekiIIed7daysor59daysafierCdandCdconcentraMonwasdetermined.
a)ThevaIuesrep『esentthemean±S、D・fOrlOuranimaIs.
b ) S i g n i f i c a n t I y d i f f e r e n t f m m C d , p<0.05.
Table17.EffectsofCheIatingAgentsonTestisCOncentrationofCd
R a t s w e r e i n j e c t e d i n t r a p e r i t o n e a I l y w i t h c h e I a t i n g a g e n t s 3 0 m i n a f t e r s u b c u t a n e o u s i n j e c t i o n o f C d C I 2 ( 3mgCd.g)/k
Theratswerekilled7daysor59daysafterCdandCdconcentrationwasdetermined・
a)Thevaluesrepresentthemean±S、D・forfOuranimaIs.
b ) S i g n i f i c a n t I y d i f f e r e n t f r o m C d , p<0.05.
C o n c e n t r a t i o n o f C d ( U g / g w e t t i s s u e ) a
)
FemIerats
1111jj
bbbbbb 465326921100010001 ●●●●●●●●■ 000000000
+一士士十一士士士士士471489794964446344 ■●●■●●●●■ 000000000
Treatment
2112122200000000 ●■●●●●●● 00000000
土十一士十一十一十一士十一4740468111121112 ●C●●●●●● 00000000
0.23±0.02 0.28±0.07 0.28±0.05 0.18±0.03 0.21±0.01 0.28±0.09 0.24±0.01
55
12500125 ●●●■●●●■ 00010000
SteriIerats
dddddddddCCCCCCCCC ++++++++ DDDDDDDD DDDDSSSS TTTTFFFF CCCC
CCCC
TTTTFFFF 1DDDDSSSSODDDDDDDD 耐十十十十十十十十 0ddddddddd CCCCCCCCCC
mmol/kg)投与では7匹中2~5匹(妊娠率約30~70%)に生殖能力が認められた。
TabIel8、EffectsOfChelatingAgentsonTestisCOncentrationofCaandFe
23.3±2.8
1397±29b)
2284士541b)
222士1.1c)
24.8±1.7c) 19.8±0.8)c 1634±463b)
21.1±1.6c)
23.3±2.1c)
20.4±2.2c) C o n c e n t r a t i o n o f m e t a I ( U g / g w e t t i s s u e ) a
)
Doseof
c h e I a t i n g agent ( mmol)gk/
22.1±10.7 17.7±2.8 21.7±2.3 21.4±3.3 17.1±1.5 19.3±3.5 20.8±1.0 23.1±6.9
F Ca e
Treatment
2 4 0 6 8 士).5054
2 7 3 3 4 士3598).
5053±975.)
55 12500125
●●●●●●■●00010000
59Days 7Days
7Days
-43-
Sterilerats Feni1erats
( 3,9cdkg)./ 15.7±3.0 3 3 . 1
±3.8b) 2 6 . 0
±0.9b) 23.9±4.0b)
18.2士2.3c) 13.1±2.1c) 32.5±6.1b)
26.6±1.0b)
理2士0.6b)
17.8±2.0c)
16.0±2.7
Cd投与による生殖障害に対するDDrTC及びDSFの防護効果について検討した くrablel9)。Cdによる生殖障害は、DDr1℃(1,mol/kg)又はDSF(0.5,mol/kg)
投与によりほぼ完全に抑制されたが、DDTC(0.1-0.5,mol/kg),DSF(0.05も.25
Table19.EffectsofCheIatingAgentsonFertiIityofRatsafterCd
Administrati◎、
2 6 5 9 5 士).8373
2 9 8 2 5
±).5585
5181±179.)
5400±354.)
所叩叩叩印印叩叩叩所
M a I e r a t s w e r e i n j e c t e d i n t r a p e
『aenoti l l y w i t h c h e I a t i n g a g e n t s 3 0 m i n a f t e r s u b c u t a n e o u s i n j e c t i o n
o f C d C l 2 ( 3 mgCdr.lekg)saf/daye『52maIingfearte『gin,stThvirystha8dawiMOrtedasmatwaa
C d
、 T h e f e r t i I i l y r a t e w a s e x p r e s s e d a s t h e n u m b e r o f f e m a I e s i m p r e g n a t e d v e r s u s t h e n u m b e r o f
maIestested.
55
12500125
●●P●c●●●00010000
F e r t i I i t y r a t e M
a I e r a t s w e r B i n j e c t e d i n t r a p e
『yIIeantoi w i i h c h e 1 a U n g a g e n t s 3 0 m i n a f t e r s u b c u t a n e o u s i n j e c t i o n o f C d C 1 2
ayThevaluesreprGsentthemean±S、D・forfOuranima喝.
b ) S i g n i f l c a n t l y d i W e r e n t f
『omcontmI0p<0.05. c
) S i g n i f l c a n M y d i f f e r e n t f r o m C d , p<0.05.
. ) S i g n i f i c a n t l y d i f f e
『mIntcotmmen ( f e n i I e r a t S ) , p<5..00
0dddddddddCCCCCCCCCC mDDDDDDDDn++++++++ lDDDDSSSS TTTTFFFF
CCCCDoseof
c h e I a t i n g agent ( m m o l / k g
)
Treatment
第 2 項 考 察
本研究では、Cd投与7日後に精巣中の脂質過酸化及びCa,Fe濃度の著しい増加と精 巣重量の減少が見られ、Cd投与59日後にはさらに精巣障害が進行していることが認め
られた。第4章で述べたように、脂質過酸化の増加は比較的初期に生じるCdによる精 巣障害発症過程での現象であり、活性酸素の関与が考えられている。Cdによる精巣障 害発現の要因として、WongやKlaassenらは、精巣の毛細血管の内皮細胞に病変が起
こり、次に血管壁の血液凝固により血管透過性が冗進して出血を生じ、その結果、脂質
過酸化が増加すると報告しているが85)、本実験結果はこれを支持するものであり、精巣
中の脂質過酸化と出血との相関性が示唆された。また、精巣中のCa濃度の著しい増加 は、脂質過酸化の増加により精巣細胞が障害を受けたことによるものと考えられる。Cdによる生殖障害は、DDI℃(1,mol/kg)又はDSF(0.5,mol/kg)投与により ほぼ完全に抑制されたがDDrC(0.1-0.5,mol/kg)又はDSF(0.05-0.25,mol/kg)
の投与で完全な抑制は見られなかった。また、Cd投与7日後の脂質過酸化及びCa濃 度の増加,精巣重量の減少はDDrrC(0.2-1,mol/kg)又はDSF(0.1$.5,mol/kg)
の投与で抑制された。Cd投与59日後では、生殖能力のあるラットではDDTC及び DSFのいずれの投与量においても脂質過酸化の増加及び精巣重量の減少は抑制された が、生殖能力のないラットでは抑制効果は見られなかった。これは、ラットのCdに対 する感受性の違いやDDrrC及びDSFの代謝速度の違いによるものと思われる。また、
Cd投与7日後の精巣中のCd濃度はDDrTC(0.2-1,mol/kg)又はDSF (0.1-0.5,mol/kg).の投与により減少し、肝臓,心臓中のCd濃度もDDTC及びDSF
投与により減少した。しかし、腎臓及び脳中のCd濃度はキレート剤投与により増加傾 向を示した。これは、DUTCが脂溶性の大きいCd-DDrTCキレート化合物を形成して
再分布を起こしたためと考えられる。また、Cd投与59日後の精巣中Cd濃度は、生殖 能力の有無にかかわらずDDrC及びDSFのいずれの投与量でも低濃度を示した。Cd 投与7日後のFe濃度の増加は、精巣の出血性炎症によるものと考えられるが、DDI,C
(0.1,0.2,mol/kg)又はDSF(0.05-0.25,mol/kg)投与では有意な抑制が見られな
かったことから、精巣の血管障害に対して防護効果を示すにはDDrrC(1,mol/kg)
又はDSF(0.5,mol/kg)の投与量が必要であることが明らかになった。
-44-
第3節カドミウムの精巣障害に対するジスルフイラム経口投与時の防護効果
第2節において、Cdによる精巣障害に対してDSFはDDTCの1/2の投与量でほぼ同 等の防護効果を有し、また、Cd投与30分後にDSF(0.5,mol/kg)を腹腔内投与する
ことにより優れた防護効果を示すことが明らかになった。そこで本節では、Cd投与30
分,1,3及び6時間後にDSF(0.5,1及び2,mol/kg)を経口投与し、Cdの精巣障
害に対する効果についてDSF(0.5,mol/kg)腹腔内投与と比較検討した。
第 1 項 結 果
1 ) カ ド ミ ウ ム 投 与 後 の 精 巣 の 組 織 病 理 学 的 変 化
Cd投与後の初期における精巣障害を組織病理学的に検討するため、Cd投与後3,6 及び24時間における精巣組織の形態学的変化を光学顕微鏡で観察した(Fig.15)。正常
ラットの精巣(A)では、間質と精細管がはっきりと観察された。Cd投与3時間後(B)で
は、精細管において有意な変化は認められなかったが、間質組織ではわずかな拡がりが 認められた。Cd投与6時間後(C)では、間質の毛細血管の拡張及びそれに伴う浮腫が見
られ、同時に多くの線維細胞が認められた。一方、精細管内において精子形成細胞とセ ルトリ細胞の細胞間隙の拡がりが見られ、間質領域の拡大傾向に反して、精細管径の縮 小が確認された。Cd投与24時間後(D)には、間質における広範な細胞間基質と線維細胞 が見られ、また、毛細血管の縮小が認められた。さらに、精細管において基底側からの 生殖細胞の脱落が起こり、核濃縮や核崩壊が見られた。このステージでの障害は不可逆 的であり、細胞の壊死が認められた。
2)カドミウム投与後の精巣の脂質過酸化及び精巣重量の変化に対する ジ ス ル フ ィ ラ ム の 影 響
Cd投与0.5-6時間後にDSFを経口投与し、7日後の精巣の脂質過酸化の変化を Table20に示した。Cd投与による精巣の脂質過酸化の増加に対して、DSF
-45-
(A)Control (B)Cd投与3時間後
(C)Cd投与6時間後 (D)Cd投与24時間後
Fig.15.LightMicrographofRatTestesafterSubcutaneouslnjectionofCdC'2 (
A ) C o n t o r
.(B)3lyenlarged.aremoderateitiaItissuestionlntersthafterinjec ( C ) 6esareed,MatriceIyenlargrow)isIikylumen(arnCapillarerinjectiohaft edematous,andmanyfibrousstructuresareseen係).lnseminiferoustubules,
i n t e r c e l l u l a r s p a c e s b e t w e e n s p e r m a t o g e n i c c e l I s a n d S e r t o l i c e l l s a p p e a r t o b e
e n l a r g e d
.sretuuctrussro(ib,fesictrma)2arDulellrcteinln4n、ioctjeinterafh a r e e x t e n s i v e l y f o r m e d , w h i l e c a p i l l a r y l u m e n b e c a m e n a r r o w e d ( a r r o w ) . l n s e m i n i f e r o u s t u b u l e s , g e r m c e l l s a r e s l o u g h e d f r o m b a s a l c o m p a r t m e n t e f . )
.ThesloughedceIlsshowpyknosisandkaryorrhexis・HEStaining.X50.
-46-
(0.5,mol/kg)30分後及び1時間後,DSF(1,mol/kg)3時間後及びDSF(2
,mol/kg)3時間後の経口投与群は、DSF(0.5,mol/kg)30分後の腹腔内投与群と 同等の有意な抑制効果を示した。また、DSF(0.5,mol/kg)3時間後及びDSF(l
mmol/kg)6時間後の経口投与群でも脂質過酸化の増加が抑制されたが、コントロー ル値までは抑制されなかった。
Cd投与7日後と59日後の精巣重量の変化をTable21に示した。Cd投与7日後、精 巣重量はコントロールに比べて約40o6減少したが、この減少に対しDSF(0.5,mol/kg)
30分後,DSF(1,mol/kg)3時間後及びDSF(2,mol/kg)3時間後の経口投与群 は、DSF(0.5,mol/kg)30分後の腹腔内投与群と同等の抑制効果を示した。しかし、
DSF(0.5,mol/kg)1時間後と3時間後及びDSF(1,mol/kg)6時間後の経口投
与群では、有意な抑制効果は見られなかった。一方、生殖能力を調べる過程でCd投与 59日後では、生殖能力のあるラットではコントロールとほぼ同じ精巣重量を示したが、
生殖能力のないラットでは精巣の萎縮に伴う重量の減少が見られた。
耐bIe20・Effect◎fDSF◎nLipidPeroxidationinTestesofRatsafterCd
Administration
ControI Cd
Cd+DSF(0.5h,i,p、)
Cd+DSF(0.5h,p、o、)
Cd+DSF(1h,p、o、)
Cd+DSF(3h,po.)
Cd+DSF(3h,p,o、)
Cd+DSF(6h,p,o、)
Cd+DSF(3h,p,o、)
Doseof
c h e I a t i n 9 agent ( mmoI)gk/
L i p i d p e r o x i d a t i o n a
)
(nmoITBARS/mgprotein)
Treatment
-47-
CC jj
句qqququq 237652351000000000 ●●■●□●●●D OOOOOOOOO 士士士十一士士士士士 390594584485445454 ●●●●■■●●● 000000000
5555000 ●●●●■■● 0000112
M a I e r a t s r e c e i v e d t h e i n W a p e r i t o n e a l o r o r a l a d m i n i s t r a t i o n o f D S F a f t e r s u b c u t a n e o u s i n j e c t i o n o f C d C l z
(3,9cd/kg).
a)ThevaIuesrepresentthemean±S、D・fOrfOuranimaIs.
b ) S i g n i f i c a n t I y d i f f e r e n t f r o m c o n t r o l , p<0.05.
c ) S i g n i f i c a n t I y d i f f e r e n t f r o m C d , p<05.0.
0.85±0.04
Table21.EffectofDSFonTcsticuIarWeightofRatsafterCdAdministration
T e s t i c u I a r w e i g h t a
)
(%ofbodyweight)
Doseof
c h e I a t i n g agent ( mmoI)gk/
0 . 1 3 士0.03.)
Treatment 7Days 59Days
0.73±0.09 0.75±0.13
5555000 ●●●●●■● 0000112
Fertilerats Sterilerats
0 . 3 5
± 0 . 0 4 ) .
Control C d
Cd+DSF(0.5h,i,p,)
Cd+DSF(0.5h,p,o、)
Cd+DSF(1h,p,o、)
Cd+DSF(3h,p、o、)
Cd+DSF(3h,p、o、)
Cd+DSF(6h,p,o、)
Cd+DSF(3h,p,o、)
0 . 2 1
± 0 . 0 4 ) .
一
0 . 2 8
± 0 . 0 5 ) .
1.04±0.06
0 . 6 1
± 0 . 0 3 ) b
1 . 0 9±0.05)c 1 . 1 2
±0.02)c
0.92±0.25
0 . 5 6
±0.05b) 1 . 1 3
±0.12)c 0 . 6 2
±0.06)b 1 . 1 2
±c71.0
)
0.76±0.05 0.81±0.07 0.64±0.11 0.77±0.03
Cd投与7日後と59日後の精巣中のCd濃度をTable22に示した。Cd投与7日後の Cd濃度は、DSF(0,5,mol/kg)30分及び1時間後,DSF(lmmol/kg)3時間後及
びDSF(2,mol/kg)3時間後の経口投与群において有意に減少した。またCd投与
59日後のCd濃度は、生殖能力のあるラットでは有意に減少したが、生殖能力のないラッ
トでは減少しなかった。
Cd投与7日後の精巣中のCa,Fe濃度をTable23に示した。Cd投与による精巣中 Ca濃度の著しい増加は、DSF(0.5,mol/kg)30分及び1時間後,DSF(1,mol/kg)
3時間後及びDSF(2,mol/kg)3時間後の経口投与群において有意に抑制された。
また、Cd投与によるFe濃度の増加に対して、DSF(0.5,mol/kg)30分後の経口投 与群のみ有意な抑制効果を示し、DSF(0.5,mol/kg)1時間後,DSF(1,mol/kg)
3時間後及びDSF(2,mol/kg)3時間後の経口投与群は有意に抑制したが、コント
ロール値までは抑制しなかった。
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anersubcutaneousinjectionofCdCI2(3,9cd/kg).
M a I e r a t s r e c e i v e d t h e i n l r a p e r i t o n e a l o r o r a I a d m i n i s t
『ationofDSF e)Thevaluesrepresentthemean士S、D・10rfOuranimaIs.
bcfiigni)S a n t l y d i f f e r e n t f r o m c o n t r o l , p<.05.0
centfferydifantlficigni)S r o m C d , p<5.0.0 . ) S i g n i f i c a n t I y d i f f e
『orftne m c o n t r o I ( f e n i I e r a t s ) , p<.50.0