環境 汚染 物質(炭 化 水 素)の 生 態系へ の影 響
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(2) 1046. 荻 Table. *. Application. 1.. 野. List of haloganated. of gas chromatography. for the. 泰. 夫 hydrocarbons. used. measurement. of partition. coefficient. 及 び 酸 化 能(ADP/O比)は. 萩 原 の 方 法13)に よ. っ て 算 出 し た. K+区. 画 性 の 測 定: 0.15M塩. ト リ ス‑塩. 酸 緩 衝 液(PH. 被 検 物 質(終. 化 コ リ ン, 10mM 7.5)中. 末0.4mM)添. 出 して く るK+を. 加 え,. カ リ ウ ム 電 極(Beckman社. 製)を. 用 い て 経 時 的 に 測 定 し た.反. ml,反. 応 温 度25℃ で 行 っ た.. 試 薬:各. にMtを. 加 後,反 応 液 中 に 遊. 応 液 量3.0. 被検 物 質 は個 々 にエ タノー ル に 溶解 し. 0.1M溶. 液 を 調 製 し た.こ. れ を適 宜 希 釈 して,. 呼 吸 測 定 の 終 末 濃 度 が0.067〜0.40mMに. なる. よ う に 添 加 し た.. 結. Fig. 1. Concentration dependence of the effect of monohaloganated benzenes on the respiratory activity of rat liver mitochondria. Experimental conditions are described in meth ods. 果. 1.各. 種 モ ノハ ロ ゲ ンベ ンゼ ン に 対 す る 作 用. 1)呼. 吸 活性 に対 す る作 用. 図1にMtの. 呼 吸 活性 に対 す る各種 モ ノハ ロ. ゲ ンベ ン ゼ ン の 作 用 を 示 す.図. か ら 明 らか な よ. う に い ず れ の 被 検 物 質 に つ い て も, State (終 末0.02mM)を お,反. 加 え全 酸 素 消 費 量 を求 め た.な. 応 液 量3.0mlで. 行 っ た.呼. 吸 調 節 能(RCI). 吸 の 活 性 化, State ま た,そ. 4呼. 3呼 吸 の 抑 制 が 見 ら れ る.. の 作 用 強 度 はC6H5I>CsH5Br>C6H5.
(3) 環 境 汚 染 物 質(炭 化 水 素)の 生 態系 へ の影 響. 1047. Fig. 2. Concentration dependence of the effect of monohaloganated benzenes on the ADP/O ratio of rat liver mitochondria.. Fig. 4. Potassium release from rat liver mito chondria treated with monohalogenated benzene (1mM).. Fig. 3. Concentration dependence of the effect of monohaloganated benzenes (fluorobenzene, chlorobenzene, bromobeneene, and iodobenzene) on the respiratory control of rat liver mitocon dria. RCI; (state 3/state 4).. Cl>C6H5. Fの 順 で あ っ た.上 記4種. ゲ ンベ ン ゼ ン に つ い て,そ. の モ ノハ ロ. れ ぞれ の作 用 強度 を. 更 に 詳 し く観 察 す る た め にADP/O比 に 対 す る 作 用 を 比 較 し た.そ くADP/O比 C6H5. 及 びRCI. の 結 果,図2の. はC6H5I>C6H5. Br>C6H5. Fの 順 に 低 下 し,ま た,図3の. Fig. 5. Concentration dependence of the effect of haloganated benzenes (bromoform, boron car bide, bromobenzene, o- m- p-dibromobenezene, 1. 2. 3. -tribromobznzene) on he respiratory con trol of rat liver mitocondria.. 如 Cl>. 如 くRCI. に よ るMt内. のK+遊. 出 作 用 はADP/O比. 及 びRCIに. 対 す る 作 用 とほ ゞ相 関 す る こ とが. に つ い て も 同 様 で あ っ た.. 明 らか に な っ た.. 2). 2.各. 種 ブ ロム 化炭 化 水 素 に対 す る作 用. 1)呼. 吸 活 性 に 対 す る作 用. K+区. 画 性 に 対 す る作 用. 以 上 の 結 果 か ら,各 に よ るMt膜 に, Mt膜 るK+の 果,図4に. 種 モ ノ ハ ロ ゲ ンベ ンゼ ン. 機 能 の 低 下 が 明 ら か で あ る が,更 が 持 つ 重 要 な 機 能 の 一 つ と 考 え られ. 区 画 性 に 対 す る 検 討 を行 っ た.そ 示 す よ う に,モ. の結. ノハ ロ ゲ ンベ ンゼ ン. 二 種 の 脂 肪 族 ブ ロ ム 化 炭 化 水 素 と三 種 の 芳 香 族 ブ ロ ム 化 炭 化 水 素 に つ い て, RCIに. 対 す る作. 用 強 度 の 比 較 を 行 っ た.そ. 被検 物 質. と も0.1〜1.6mMの. の 結 果,各. 濃 度 範 囲 で, RCIは. 図5.
(4) 1048. 荻. 野. 泰. 夫. 画 性 を 乱 し,外. 部 にK+を. 遊 出 させ る 作 用 を持. つ こ と が 認 め ら れ,物. 質 区画性 の面 か ら も これ. らの 物 質 に よ るMt障. 害 が 示 さ れ た.正. 内 に 大 量 に 存 在 す るK+は に 保 た れ て お り, H+と. 常 なMt. 能 動 的 に 一 定 レベ ル 共 にMtの. エ ネルギー状. 態 に よっ て 変 化 す る こ とが 明 らか に さ れ て い る16,17).例 え ば,共. 役 阻 害 剤18),,重 金 属17)の よ. う に 解 離 す る イ オ ン に よ っ てMtの. エ ネ ル ギー. 状 態 を 低 下 させ る こ とに よ り, Mt内 外 部 に 放 出 さ れ る.し. か し,本. のK+は. 実 験 の ため に 用. い た ハ ロ ゲ ン化 ベ ン ゼ ン の 極 性 の 順 序 はI> Br>Cl>Fの. Fig. 6. Potassium release from rat liver mito chondria treated with aliphatic and aromatic brominated hydrocarbons (0.25mM).. 順 で か り, ① ハ ロ ゲ ン基 自体 の 差. 異 ② 極 性 の 差 異(Octanol/Water比. はC6H5I,. C6H5Br,. 1028,. 214)極. C6H5Cl,. C6H5Fで2120,. 性 に 伴 う 水 に 対 す る 溶 解 度 の 差 異 で,ハ. ロ ゲ ン 化 ベ ンゼ ン に つ い てMtへ の 如 く 濃 度 依 存 し て 低 下 し,そ. の作 用 強 度 は. 873,. の 阻害 作用 の. 強 さ の 差 異 に 影 響 し て い る と考 え る.. C6H3Br3>C6H4Br2>CBr4>C6H5Br>CHBr3 の 順 で あ っ た 。 な お,こ. のRCIの. ロ ゲ ンベ ンゼ ン の場 合 と同 様, State 向 とState 2). K+区 図6は,上. 3の 低 下 傾. 4の 増 加 に よ る も の で あ っ た. 画性 に対 す る作 用 記5物. 質 のMt膜. を示 し た が,相. のK+区. 画性に. か ら明 らか. 場 合 の み や ゝ異 っ た パ タ ー ン 互 間 のK+遊. 出 作 用 強 度 はRCI. に 対 す る 作 用 とほ ゞ相 関 し て い た.. 考. 論. 環 境 汚 染 物 質 の 生 体 へ の 作 用 を調 べ る 目 的 で ハ ロ ゲ ン 化 炭 化 水 素 の ラ ッ ト肝 ミ トコ ン ド リア 膜 に 対 す る 作 用 を 検 討 し,以. 対 す る 作 用 を調 べ た 結 課 で あ る.図 な よ うにCBr4の. 結. 低 下 は モ ノハ. 1.モ. ノ ハ ロ ゲ ン 化 ベ ン ゼ ン はState. とState. 4の 上 昇 と に よ り, RCI,. 2.上. K+遊. 共. 記 の 作 用 強 度 を 比 較 す る とC6H5I>C6 に 強 く,し. か も,. 出 作 用 と平 行 す る.. 3.ブ. ミ トコ ン ドリア の電 子 伝 達や それ に共 役 した. 3の 低 下. ADP/O比. に 低 下 させ る.. H5Br>C6H5Cl>C6H5Fの)順. 察. 下 の 成 績 を得 た.. ロ ム 化 炭 化 水 素 は モ ノ ハ ロ ゲ ンベ ンゼ ン. と 同 様 にRCIとADP/0比. を低 下 させ,そ. エ ネル ギー 伝 達 を阻害 す る物質 の 阻害様 式 は①. 用 強 度 はC6H3Br3>C6H4Br2>CBr4>C6H5Br>. 電 子 伝 達 阻害② 脱 共役③ リン酸 化 阻害 の三 つ に. CHBr3の. 順 に 強 く, K+遊. の作. 出 作 用 と平 行 す る.. 大 別 す るこ とが で きる.し か し,こ れ らの区 別 が 不 明確 な物 質 も少 な くな い.本 実 験 で用 いた ハ ロゲ ン化 炭 化 水素 のMtに 対 す る作用 はS tate 4呼 吸 の上 昇 とADP/O比. の低 下か ら脱 共. 役 作 用が 考 え られ る.一 方, State. 3呼 吸 の 抑. 制 か らエ ネ ル ギー 伝 達 阻害 作 用 も考 え られ,こ ゝに示 した 実 験結 果 の み で上 記 の 作 用様 式 を決 定 す る こ とは 困難 であ る. PCB, PCN14,15)に お い て も同様 な作 用 が 観 察 さ れて お り,酸 化 的 リ ン酸 化 能 に対 す る 同様 な 阻害 機 構 が示 唆 され る. 本実 験 に 用 い たす べ て の化 合 物 はMtのK+区. 謝. 辞. 本 稿 を終 え る に あ た って,御 指 導,御 稿 閲賜 っ た 恩 師 緒 方 正 名 教 授 に心 か ら感 謝 い た し ます..
(5) 環 境 汚染 物 質(炭 化 水素)の 生 態 系へ の影 響 1.化 2.環. 学 工 業 日 報 社 編,. 6877の. 境 庁 保 健 調 査 室 編,化. 3.. Carter,. 4.. Harris,. L.J.:. 化 学 薬 品,. pp. 151‑160,. 学 物 質 と 環 境,東. 京.. 1976,東. 1049. 京.. pp, 81‑89,. 1980.. Michigan's PBB incident; Chemical mixup leads to disaster.. Science 192, 240-243,. 1976. S.J., Cecil, H. C. and Bitman, J.:. dant (fire-Master 5.. Kimbrough,. BP-6) to male rats.. Effects of feeding a polybrominated. Bull. Environ.. 390-395,. of polychlorinated. biphenyls in adipose tissue.. 田 基 郎:ト. 7.大. 森 義 仁,戸. 部 満 寿 夫,石. 8.緒. 方 正 名,荻. 野 泰 夫:塩. 9.荻. 野 泰 夫:臭. 素 系 有 機 溶 剤 類 の 魚 体 へ の 移 行,岡. 10.荻. 野 泰 夫,谷. 本 浩 一,石. リハ ロ メ タ ン の 毒 性,用. of intact. submicroscopic K.:. chim.. 会 講 演 集,. 15. Ogata, guro, stered. -499, 17.. 18.. particulate. 谷 川 亨,荻 pp. 298‑299,. T.: rats,. Oxidative. from. material. J.. in the rat. G. H.: liver;. Biol.. 境 保 全 研 究 報 告 成 果 集,. 90,. 24,. I‑29,. 695‑699,. 1451‑1456,. Gytochemical. 1980.. 1977.. 1978.. swelling. studies. biochemical. 172,. Acta Med.. for the application. 134-142,. 本 公 衛 誌,. some. Chem.. mitochondrial. 野 泰 夫:. 1981.. ロ ゲ ン 系 炭 化 水 素 及 び 芳 香 族 炭 化 水 素 の 魚 体 へ の 移 行,第. rat. Pi fraction.. Techniques. 619-635,. induced. 17,. of polarography. tissues.. of mitochondria. and. 1948.. by inorganic. Okayama. of mammalian. properties. phosphate. 258-271,. and accumu. 1963.. to mitochondrial. respiration.. Bio. 1961. PCB,. PCT,. PCN類. の 生 体 膜 機 能 に 対 す る 作 用,第52回. 日本産 業 衛 生 学. 1979.. M., Hasegawa,. 16. Settlemire, effect. Adenofibrosis. Arch. Environ. Health 27,. 1979.. mitochondria. Biophys Acta 46,. 方 正 名,長. 907‑914,. 山 医 学 会 誌,. 方 正 名:ハ. p. 785,. Relation between. B.:. 23,. 沢 泰 夫:環. W. C. and Palade,. of P in mitochondrial. 13. Hagihara,. 村 顕 雄,中. 田 立 夫,緒. G. H., Schneider,. 1. Isolation. 14.緒. 館 基,谷. 水 と 廃 水,. 素 系 有 機 溶 剤 類 の 魚 体 へ の 移 行,日. 日本 公 衆 衛 生 学 会 講 演 集,. 11. Hogeboom,. lation. 1978.. 1973.. 6.富. 12. Utsumi,. biphenyl flame retar. 19, 692-696,. R. D., Linder, R. E., Burse, V.W., Jennings, R. W. and Ga, C.:. liver; with persistence. 38回. Contam. Toxicol.. T., Takahara,. K., Ohguma,. phosphorylation. Industrial. Health. C. T., Hunter,. 19,. of liver. mitochondria. 235-240,. G. R. and Brierley,. of ethylenediaminetetraacetate. K., Ogino,. Y., Mori,. from. T., Watanabe,. polychlorinated. S. and Me. naphthalene. admini. 1981. G. P.:. Ion transport. on monovalent. ion uptake.. in heart Biochim.. mitochondria Biophys.. XIII.. The. Acta 162,. 487. 1968.. Miyahara,. M., Utsumi,. K.:. chondria.. Cell struc. Func.. Stanbury,. S. W. and Madge,. Med. 82,. 675-681,. 1953.. Oxydative 1,. 51-59,. G. H.:. phosphorylation. controlled. by potassium. in rat. liver. mito. Soc. Exp.. Biol.. 1975.. Potassium. metabolism. of mitochondria.. Proc..
(6) 1050. 荻. Studies. on the. biological pollutants. Report. 2.. The. effect. toxicity. liver. and. 夫. of several. hydrocarbon. environment. of halogenated. hydrocarbons. potassium. on oxidative. compartmentalization. mitochondria. Yasuo. Department. 泰. of the. phosphorylation of rat. 野. OGINO. of Public Health, Okayama (Director:. University. Prof.. Medical School of Okayama. M. Ogata). In order to investigate the influence of various environmental pollutants on living organisms, the effects of hlogenated hydrocarbons on the mitochondrial membrane were examined. The results obtained were as follows: 1) Monohalogenated benzenes decrease state 3 respiration and increase state 4 re spiration, resulting in a decrease in both respiratory control (RCI) and the ADP/O ratio. 2) The above activity is in the decreasing order of iodobenzene, bromobenzene, chlorobenzene and fluorobenzene. This order of activity is parallel to that of potassium releasing activity. 3) Similarly to the effect of monohalogenated benzenes, brominated hydrocarbons also decrease both RCI and the ADP/O ratio. The activity is in the decreasing order of tribromobenzene, dibromobenzene, boron carbide, monobromobenzene and bromoform, which parallels the potassium releasing activity..
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