農 薬 曝露 が嗅覚応答 に及 ぼす影 響

本 章 第1節 の 研 究 にお い て,100ｵg/1のfenitrothion溶 液 で 嗅 上 皮 を 曝 露 し た と き,コ イ の 摂 餌 行 動 に お け る 配 合 飼 料 抽 出 液 に対 す る感 知能 力 が 低 下 す る こ と,第2節 の 研 究 に お い て,同 条 件 下 で 嗅 上 皮 組 織 の 細 胞 活 性 の 低 下及 び 嗅 粘 液 分 泌 量 の 低 下 す る こ と が 明 らか に さ れ た 。 こ れ らの こ と は,ferutrothion溶 液 の曝 露 に よ る嗅 上 皮 組 織 の 細 胞 活 性 及 び 嗅 粘 液 分 泌 量 の 低 下 と嗅 覚 機 能 障 害 の 間 に密 接 な 関 係が あ る こ と示 唆 して い る。 そ こで,本 節 で は, 嗅 上 皮 に対 す る100ｵg/1のfenitrothion溶 液の 曝 露 がL‑alanineに 対 す る嗅 応 答 に及 ぼ す 影 響 を 電 気 生 理 学 的 に調 べ,さ らに,嗅 覚 にお け る粘 液 の 役 割 に つ い て 検 討 し,嗅 覚 受 容 機 序

につ い て 考 察 を 加 え た 。

材料 と方法

供 試 魚 と し て120尾 の コ イ(体 重,810±165g)を 用 い た 。 コ イ の 入 手,飼 育 条 件 及 び 実 験 に 用 い た 脱 塩 素 水 道 水 の 化 学 組 成 は 第1章 第1節 に 述 べ た も の と 同 様 で あ る 。

農 薬 に よ る 嗅 上 皮 曝 露 は,鼻 孔 に 装 着 し た カ ニ ュ ー レ(第1章 第1節)に よ っ て 農 薬 を 直 接 嗅 上 皮 に 作 用 さ せ る 方 法 を 採 用 した 。 所 定 の 時 間,嗅 上 皮 を 農 薬 及 び 蒸 留 水(対 照)に よ っ て 曝 露 し た 後,た だ ち に,第1章 第2節 に 述 べ た 電 気 生 理 学 的 手 法 に よ っ て,L‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 を 調 べ た 。 ま た,0。1%のN‑acetyl‑L‑cysteine(特 級,和 光 純 薬)を 嗅 上 皮 に5分 間 灌 流 す る こ と に よ っ て,嗅 上 皮 上 の 粘 液 を 除 去 し た と き,ammonia‑fenneloil

spin.t(fenneloil,anmoniasolution,ethanolの 混 合 溶 液;高 柳,1992)を 嗅 上 皮 に1 分 間 灌 流 す る こ と に よ っ て,嗅 上 皮 上 に 粘 液 分 泌 を 促 進 し た と き の,1σ4ML‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 を 調 べ た 。 嗅 上 皮 上 の 粘 液 除 去 及 び 分 泌 は,本 章 第2節 で 述 べ た 嗅 上 皮 の ak}ianblue染 色 法 に よ っ て 観 察 確 認 し た 。 ・

嗅 応 答 の 統 計 学 的 解 析 は 第2章 第2節 の 方 法 に 従 っ て 行 っ た 。

供 試 農 薬 等 と し て,本 章 第2節 で 用 い た も の と 同 様 のfenitrothion乳 剤(100ｵg〃

fenitrothion原 体,57ｵg/1xylene,28ｵg〃sorpol‑3005Xの 混 合 溶 液),100ｵg/1の fenitrothion原 体(acetoneに 溶 解),28ｵgllのsorpol‑3005Xを 用 い た 。

結 果

コ イ の 一 方 の 嗅 上 皮 をfenitrothion乳 剤 に よ っ て,対 照 と し て 他 方 の 嗅 上 皮 を 蒸 留 水 に よ っ て 所 定 時 間(3,6,9,12,15,18,21,24時 間)曝 露 し,そ の と き に 記 録 し た104Mレ alanineに 対 す る 嗅 球 脳 波 の パ ワ ー ・ス ペ ク トル を 図3‑15に 示 し た 。fenitrothion乳 剤 曝 露

は,曝 露 時 間 の 増 加 と と も に 嗅 応 答 値(ORひ,第2章 第2節)の 低 下 が み ら れ,と く に,曝 露 前 の コ イ の 嗅 応 答 に お い て,高 い 嗅 応 答 値 値 を 示 して い た8〜12Hzの 周 波 数 帯 域 の 活 動 が 曝 露 時 間 の 増 加 と と も に 低 下 し た こ とが 示 さ れ た(同 図,a)。 同 図 のbは,各 曝 露 時 間 の 実 験 区 に お い て,対 照 側 の 嗅 上 皮 を104ML‑alanineで 刺 激 し た と き の 嗅 応 答 値 の 大 き さ を10096 と し た と き の 相 対 的 応 答 値 で 示 さ れ た も の で,そ れ ぞ れ の 実 験 区 で の 値 は,10例 の 平 均 値 と 標 準 偏 差 で あ る 。 嗅 球 脳 波 の 嗅 応 答 値 で み た 場 合 に お い て も,曝 露 時 間 の 増 加 に と も な う 嗅 応 答 値 の 低 下 が み られ た 。6時 間 以 上 の 曝 露 に お い て,対 照 と 比 較 し て,有 意 な 応 答 値 の 低 下(W皿coxonの 符 号 順 位 和 検 定,P<0.05)が 認 め ら れ た(同 図,b)。

fenitrothion乳 剤 に よ る12時 間 の 曝 露 後 に,そ れ ま で に 曝 露 さ れ た 嗅 上 皮 を 蒸 留 水 に よ っ て 灌 流 し,洗 浄 し た と き,ま た,そ の ま まfenitrothion乳 剤 曝 露 を 続 け た と き の そ れ ぞ れ の 場 合 に お け る104ML‑alanineに 対 す る 嗅 球 脳 波 の パ ワ ー ・ス ペ ク トル を 図3。16に 示 し た 。 こ の 図 に お い て も,図3‑15の 場 合 と 同 様 に,対 照 側 の 嗅 上 皮 を1σ4ML‑alanineで 刺 激 し た と き の 嗅 応 答 の 大 き さ を100%と し た 相 対 的 応 答 値 で 示 し て あ る。12時 間 のfenitrothion 乳 剤 曝 露 後,蒸 留 水 で 灌 流 し た 側 の 嗅 上 皮 の 嗅 応 答 は,そ の ま ま 曝 露 を 続 け た と き の 嗅 上 皮

の 応 答 に お け る 嗅 応 答 値 の 相 対 的 応 答 値 と 比 較 し て,有 意 な 増 加 を 示 し(Wilcoxonの 符 号 順 位 和 検 定,P<0.05),13時 間 後 に お い て も,蒸 留 水 に よ る 洗 浄1時 間 に よ っ て,そ の 値

は 曝 露 前 の も の に 近 い 値 ま で に 回 復 して い る こ と が 示 さ れ た 。

嗅 上 皮 を12時 間 のfenitrothion乳 剤 に よ っ て 曝 露 し た と き に 生 じ る 各 濃 度 のL‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 を 図3‑17に 示 し た 。 図 に 示 さ れ た よ う に,対 照 側 の 嗅 上 皮 の 嗅 応 答 は,濃 度 の 増 加 と と も に 嗅 応 答 の 嗅 応 答 値 も著 し い 増 加 を 示 し た の に 対 し て,曝 露 さ れ た 側 の 嗅 上 皮 か ら の 応 答 は,1σ 勧 以 上 のL‑alanineに 対 して わ ず か な 応 答 が み られ た 。 こ の 実 験 例 で は, 対 照 側 の 嗅 上 皮 のL‑alanineに 対 す る 応 答 は,蒸 留 水 に 対 す る 嗅 応 答 と 比 較 し て 求 め た 閾 値 が1σ9Mで あ っ た が,曝 露 側 の 嗅 上 皮 に お け る 閾 値 は1σ6Mで あ っ た 。

各 曝 露 時 間 に お け るL‑alanineに 対 す る 閾 値 の 変 化 を 図3。18に 示 し た 。 対 照 側 の 嗅 上 皮 に お け る 閾 値 は,い ず れ の 曝 露 時 間 の 実 験 区 に お い て も10‑9Mと 低 い 値 を 示 し た が, fenitrothion乳 剤 に よ っ て 曝 露 さ れ た 嗅 上 皮 で は,9時 間 の 曝 露 以 後 に お い て,急 激 な 閾 値 の 上 昇 が み ら れ,す な わ ち,嘆 覚 感 度 の 低 下 を も た ら し た 。18時 間 以 上 の 曝 露 で は,104 MのL‑alanineに 対 し て も応 答 が み ら れ ず,そ れ よ り高 い と こ ろ に 閾 値 が あ る と 思 わ れ る 。

fenitrothion乳 剤 に よ る12時 間 の 曝 露 後,そ れ ま で に 曝 露 さ れ た 嗅 上 皮 を 蒸 留 水 で 灌 流 し, 洗 浄 し た と き,ま た ・ そ の ま まfenitrothion乳 剤 曝 露 を 続 け た と き の そ れ ぞ れ の 場 合 に お け

るL‑alar血eに 対 す る 閾 値 の 変 化 を 図3‑19に 示 した 。 曝 露 後 蒸 留 水 に よ る 灌 流 を 行 っ た 嗅 上 皮 で は,13時 間 後 に お い て も,蒸 留 水 に よ る 洗 浄1時 間 に よ っ て,そ の 閾 値 は 曝 露 前 の も の

と 同 じ1σ9Mま で に 回 復 して い る こ と が 示 さ れ た 。

fenitrothion乳 剤 に 含 ま れ る 各 成 分 物 質 毎 に 嗅 上 皮 を12時 間 曝 露 し た と き,L‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 に 及 ぼ す 影 響 を 調 べ た 結 果,fenitrothion乳 剤 に よ る 曝 露 は,L‑alanineに 対 す る 閾 値 を 対 照 の1σ9Mか ら1σ5Mま で に 上 昇 さ せ た 。 し か し,fenitrothion原 体 に よ る 曝 露 は,曝 露 後 も1σgMの 低 い 閾 値 を 維 持 して い る こ と を 示 し た 。sorpo13005Xに よ る 曝 露 は,L‑alanineに 対 す る 閾 値 を 著 し く 高 め,10.4Mに お い て も 嗅 応 答 が 得 られ な か っ た 。 嗅 上 皮 のN‑acetyl‑L‑cycteine処 理 に よ っ て,嗅 上 皮 の 粘 液 が ほ と ん ど 除 去 さ れ る こ と が alcianblue染 色 に よ っ て 確 認 さ れ た(図3‑20,a)。 ま た,嗅 上 皮 のamm)nia‑fenneloil

spirit処 理 に よ っ て,嗅 上 皮 上 の 粘 液 が 多 量 の 粘 液 分 泌 が 行 わ れ る こ と も 観 察 さ れ た(図3‑

20,b)o

N‑acetyl‑L‑cysteine処 理 に よ っ て 嗅 上 皮 の 粘 液 を 除 去 し た と き の104ML‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 を 図3‑21に 示 し た 。 わ ず か5分 間 の 処 理 に よ っ て,io4ML‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 は,ほ と ん ど み ら れ な くな っ た(T‑1処 理 区)。 し か し,N‑acetyl‑L‑cysteineに よ っ て 同 様 の 処 理 を 行 っ た 後,ammonia‑fennelonspirit処 理 に よ っ て,嗅 上 皮 上 の 粘 液 を 再 び 分 泌 さ せ た と き の10‑4ML‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 を 調 べ た 。 そ の 結 果,1σ4ML‑alanineに

対 す る 嗅 応 答 は,N‑acetyl‑L‑cycteine処 理 前 の と き の 嗅 応 答 値 ま で に,ほ ぼ 回 復 し た こ と が 示 さ れ た(図3‑21,T‑2処 理 区)。

通 常 の 嗅 球 脳 波 の 記 録 時 は,嗅 上 皮 が 常 に 蒸 留 水 に よ っ て 連 続 灌 流 さ れ て お り,電 磁 弁 に よ っ てL‑alanineの 刺 激 液 に 切 り換 え る こ と に よ っ て,嗅 上 皮 をL‑alanineに よ っ て 刺 激 を 行 っ て い る 。 図3‑21のT‑3処 理 区 は,N‑acetyl‑L‑cysteineに よ っ て 同 様 の 処 理 を 行 っ た 後, 蒸 留 水 の 代 わ り に 生 理 食 塩 水 で 嗅 上 皮 を 灌 流 して い る と き の10‑4ML‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 を 調 べ た も の で あ る 。 そ の 結 果,こ の 場 合 に は,1σ4ML‑alanineに 対 して 大 き な 応 答 が 得 ら れ た 。 さ ら に,同 様 の 処 理 後,生 理 食 塩 水 の 中 に 含 ま れ る 各 成 分 に つ い て,10‑4Mレ alanineに 対 す る 嗅 応 答 の 回 復 効 果 を 調 べ た 。 そ の 結 果,1.3x1σ1MNaC1と1.8×10"3M

CaC12は,1σ4ML‑alanineに 対 す る嗅 応 答 をN‑acetyl‑L‑cysteine処 理 の 影 響 か ら 回 復 さ せ る 効 果 が 高 い こ と が 示 さ れ た(T‑4処 理 区 及 びT‑5処 理 区)。2.7×1σ3MKCIに お け る そ の 効 果 は,比 較 的 低 か っ た(T‑6処 理 区)。

図3‑21のT‑7処 理 区 は,嗅 上 皮 をN‑acety1‑L・cysteine処 理 し た 後,100ｵg〃

fenitrothion乳 剤 で1時 間 曝 露 し,さ ら に,嗅 球 脳 波 記 録 時 に 嗅 上 皮 を 生 理 食 塩 水 で 灌 流 し な が ら1σ4ML‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 を 調 べ た も の で あ る 。 そ の 結 果,fenitrothion乳 剤 の 曝 露 は,1時 間 で あ っ た に も か か わ らず,10‑4ML‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 を 抑 制 す る こ と が 示 さ れ た 。T‑8処 理 区 で は,嗅 上 皮 を100ｵg/lfenitrothion乳 剤 で12時 間 を 曝 露 し た 後,ammonia‑fenneloilspirit処 理 に よ っ て,嗅 上 皮 の 粘 液 を 再 び 分 泌 さ せ た と き のiO.4M

L‑alanineに 対 す る 嘆 応 答 を 調 べ た 。 そ の 結 果,ferutrothion乳 剤 の 曝 露 に よ る1σ4ML‑

alanineに 対 す る 嗅 応 答 へ の 影 響 は,ammonia‑fenneloil.spirit処 理 に よ っ て,た だ ち に, 回 復 さ せ ら れ る こ と が 示 さ れ た 。

考 察

11・ 〃 のfenitrothion乳 剤 に よ る 嗅 上 皮 の 曝 露 は,嗅 覚 機 能 に 影 響 を 及 ぼ す こ と が 本 実 験 に よ っ て 明 ら か に さ れ た 。 こ の 濃 度 は48hr‑LC50の 値 で あ る4.9mg〃(第2章 第5節)よ り 低 い 濃 度 で あ る が,1σ4ML‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 値 の 低 下 や 閾 値 の 上 昇 が み ら れ た 。

ま た,配 合 飼 料 抽 出 液 に 対 す る 摂 餌 行 動 に お い て も,そ の 反 応 潜 時 の 遅 延 が み ら れ た(本 章 第1節)。 こ の よ う に 急 性 毒 性 の 現 れ る 濃 度 よ り低 い 濃 度 に お い て も,コ イ の 嗅 覚 器 官 は 生 理 的 影 響 を 受 け る こ と が 明 らか に さ れ た 。 魚 類 の 嗅 覚 は,序 論 で 述 べ た よ う に,種 々 の 魚 類 の 行 動 に お い て 重 要 な 役 割 を 果 た し て い る 。 と く に,摂 餌 は 生 命 維 持 に は 不 可 欠 の も の で あ る た め,そ の 影 響 は 大 き な も の で あ る 。fenitrothion乳 剤 に 対 す る 忌 避 閾 値 は,490Fg/1で あ り(第2章 第1節),こ の 実 験 で 用 い たfenitrothionよ り高 い 濃 度 で あ っ た 。 し た が っ て,も し コイ の 生 息 域 に艶nitrothionが 流 入 す れ ば,コ イ は この よ う な 比 較 的 高 い 濃 度 に 達 す る ま で, そ れ か ら逃 避 す る こ と な く,曝 露 さ れ る こ と も あ っ て,嗅 覚 障 害 を 受 け る 可 能 性 は 高 い と 考 え られ る 。

本 章 第2節 の 実 験 に よ っ て,fenitrothion乳 剤 に 含 ま れ るsorpol3005Xが,嗅 上 皮 組 織 の 酵 素 活 性 を 低 下 さ せ た り,嗅 上 皮 上 の 粘 液 を 除 去 す る こ と が 明 ら か に さ れ た 。 本 実 験 に お い て も,sorpol3005Xは 嗅 覚 感 度 を 低 下 さ せ,L‑alanineに 対 す る 嗅 応 答 閾 値 を 上 昇 さ せ る こ と が 示 さ れ た 。soΦ01の48hr‑LCDは100mg〃 以 上 あ り,fenitrothionよ り 安 全 性 が 高 い と い わ れ て い る(山 崎,1979)。 し か し,コ イ の 嗅 覚 に 及 ぼ す 影 響 か ら み た 場 合, sorpol3005Xの 作 用 はfenitrothionよ り大 き な もの で あ る と い え よ う 。 他 の 界 面 活 性 剤 の linearalkylbenzensulphonateに お い て も,急 性 毒 性 濃 度 よ り 低 い 濃 度 に お い て,サ ケ 科

のArcticcharr稚 魚 の 嗅 覚 に よ る 誘 引 行 動 を 阻 害 す る こ と が 報 告 さ れ て い る(Olsenand Hoglund,1985)。 今 ま で,水 生 生 物 に 対 す る 安 全 基 準 は,.急 性 毒 性 試 験 に 基 づ く デ ー タ か ら 決 め られ る こ と が 一 般 的 で あ っ た が,本 実 験 の 結 果 は こ の 点 に つ い て の 再 考 の 必 要 性 を 提 案 す る も の で あ る 。

嗅 上 皮 のN‑acetyl‑L‑cysteine処 理 とammonia‑fenneloilspirit処 理 の 実 験 は,嗅 上 皮 に お け る 粘 液 の 重 要 性 を 認 識 さ せ た 。N‑acetyl‑L‑cysteineは,医 療 に お い て,気 道 粘 液 溶 解 薬 と し て,ammonia‑fenneloilspiritは 気 道 粘 液 分 泌 促 進 薬 と し て 用 い ら れ て い る が(高 柳,

1989),コ イ の 嗅 上 皮 に お い て も,こ れ ら の 作 用 は 有 効 で あ り,し か も,N‑acetyl‑L‑

cysteine処 理 後 のammonia‑fenneloilspirit処 理 を3回 繰 り返 し て 行 っ た と き で さ え,L‑

alanineに 対 す る 嗅 応 答 に 異 常 が み られ な か っ た こ と か ら,こ れ ら の 物 質 そ の も の の 嗅 応 答