管 作用 機序 関す 研究 腸 収縮 け

腸

管

機序

‑ モ ル モ _ッ ト回腸 神 経 叢^におけ^{る サ}ブ^ス タン ス P , セ ロ ト ニ ン

お よ び ^コ リ ^ソ作 動 性 神 経^の相^互作 用^{につ いて ‑}

金沢 大 学 医 学 部 内 科 学 第^二講 座 ( 主 任^: 竹田亮 祐 教 授)

大 森 俊 明

( 平 成5年2月2 日受 付)

近年, 腸 管^の運 動 調節^における様々な神 経 伝 達 物 質^の役 割が解 明さ れつ つ ある^{. こ}れら^の神 経 伝 達 物 質は大 きく^{ア セ チ}

ルコリン _, ペプチ ド類, ア ミン頼^に大 別^{さ れ る. サブス タン ス P とセロ トニ ン}(^5‑hydr o xy try p ta min e, 5‑^{H T) はそ れ ぞ れ代 表} 的な^べ プチ ド お よ びア ミン額^の腸 管 収縮 物 質である^. 腸 管運 動^におい て これ ら 2 ^つ物 質^の効 果 発現^に相互作 用がある と想定さ れて いる が. そ^の詳 細ほ未だ^に不明である･ そこ で, モ ル モッ ト腸 管 縦走 筋お よ び輪考^{筋の収縮を同時に記 録 する方 法を 用い}

て, 腸 管 収縮 物 質^である^サブス タン スP , 5‑^{H T お よ びア セ チ ルコ リンの相互作 用を検 討し た. まず, 5‑H T3} 受 容 体 括 抗 薬 I C S 2 0 5^‑9 30 ほ低 濃 度 (lpM) ^において選 択 的5^,H T3 受 容体 作 動 薬2^‑m ethyト5T^{H T (2‑Meふ H T) によ る 両筋 層の収縮を完 全に} 遮 断^{し た が}, 5‑^{H T｡} 受 容 体作 動 薬⁵‑^{m etho x}y try p ta min e(^5‑MeO T ) に よ る腸 管収 縮^を抑 制^{し な か った. 一} 方 高 濃 度 (^{1 0}F^LM) ^の I C S 2 0 5‑^{93 0 は両 作 動薬の収縮を完 全に遮断し た. これ らの成 績は,} 低 濃 度 (¹F^LM) ^の I C S 2 0 5‑^{9 3 0 は}選択 的5‑^{H T3} 受 容 体 括 抗 薬と し^て作用 し, 高濃 度 (1 0F^LM) ^のI C S 2 0 5^‑9 3 0 は 5 H T3受 容 体括 抗 作用^に加え て 5^‑H T. 受容 体 括 抗 薬^{と して の}作 用^を合^わ

せ持^{つ こ}と を 示酸^{して いる.} 次^{に サブス タ ン ス} P (1nM ^‑1F^LM) ^によ る 両筋 層^の収 縮^における I C S 2 0 5‑^{9 3 0(1 ‑1 0FLM) の影響を} 検 討し た^. 低 濃 度 (1 ^‑3F^LM) ^のI C S 2 0 5‑^{9 3 0 はサブス タ ンスP} (1nM‑¹J^上M) ^によ る 両筋 層^の収縮^に何 等 影 響を与え な かった^. しか し. 高濃 度 (^{1 0}pM) ^のI C S 2 0 5^‑9 3 0 は^サブス タン スP (^l〟M ) によ り誇発^{さ れ た}輪 走 筋^の収縮^{を5 5.1 土8.2}% ^{にま で}選 択 的

に抑 制し た(p< 0.0 5)^{. こ の}高 濃 度 (^{1 0}pM) ^{の I C S 2 05‑9 3 0 に}よ る輪 走筋 収 縮 抑 制 作^{用 は}他^{の タ ヒ}キ^{ニ ン}煩 (^{ニ ュ ー ロ} キ ^ニン A , B) や^{ア セ チ} ル ^コリンによ り誘 発さ れ た筋 収 縮^において は認め ら れ な かった. ま た, ア ト^ロ ピン(1 0/^JM) 存 在 下にお^いて^サ ブス タン スP (¹/^上M) 誘 発輪 走 筋 収 縮^{ほ4 3.5 士7 .8}% ^{にま で}有 意^に抑 制さ れ た が(p <0^.0 5), こ の抑 制 作用 は高 濃 度^のI C S 2 0 5 鴻3 0 存 在下^における輪 走筋 収 縮 抑制 (5 5^.1 ±8 ^.2% ) と同 程 度であり, 両 者を同 時に前 処 置し た 上 での輪 走 筋 収 縮 抑 制 (4 0.8 ±7.1% ) と同硬 度であっ た. さ ら^に 5‑^{H T(1 0}F^LM) によ り誘 発^{さ れ た}輪 走 筋 収 縮 活 性^{はアトロ ピソ}(^{1 0}pM) ^によ り1 2^.9± 7.3如^こま で抑 制さ れ, テ ト^ロ ド ト^{キ シ ン}(¹〟M) ^によ り完 全に遮 断さ れ た^{. こ}れ らの結 果か ら, サブ^ス タン ス P に よ る^{モ ル} モッ ト回腸 輪 尭 筋^の収 縮^の大 部 分ほ ^一 旦セ ^ロト ^ニソ作 動性 神 経か ら^の 5‑^{H T 放 出を促し た後, コ リン}作 動性 神 経^{上の 5}‑^{H T.} 受 容 体^を介して筋 収 縮^を誘 発す^{ること が 示}唆^{さ れ た. しか し 一}部^には放 出さ れ たセ^ロ ト^ニ ソが他^の介 在神 経上^の 5^‑H T 受 容 体を 介して筋収 縮を起^こす 経 路が存 在し, ま た ^一 部^には直 接 平滑 筋^{上の サブス タン ス P} 受 容 体を介し て作用する経 路が存 在 する^こ と が 示唆され た^{. 一}方^サブス タン スP によ る縦 走 筋 収縮は I C S 2 0 5^‑9 3 0, アト^{ロ ピ}ン_, テ ト^ロ ドトキ^シンいず^れの影響 も受 けな かったこと よ り, そ^のほ と ん どが直 接縦 走 筋^{上の サブス タン ス} P受 容 体を介して直 接 的に筋 収縮を誘 発させる と考え られ た^.

Key ^{w o r}d^s 5^‑hydro xy try p t^amin e_, g^{a S}tr Ointestinal m otilit y, gul n e a^‑plg ile u m , I C S 2 0 5^‑9 3 0,

s ubstan c e P

近 年, 電 気 生理 学 的手 法, 免疫 組 織 化 学 的手 法, 分 子 生 物学 的 手 法, 生 化学 的合 成 技 術^の発達に よって腸 管の運 動 調 節に お ける様^々な神経 伝 達 物 質^の役 割が解 明されつ つある, これ ら^の 神 経 伝達 物 質^のうち腸 管 収 縮 物質^は, 古 典 的収 縮 物 質^{の ア セ チ}

ル コリ^ンのほ か大 きく^{べプ チ ド}頬, ア ミン類^に分 けら れ る^. サブス タンスP は1 9 5 7年^{Eule r ら1 )によ り ウマ の}腸 管 抽 出 物 質か らアトロピソでは抵 抗さ れ な^い平 滑 筋収 縮 物 質と し て発見 された^. そ^の後4 0年を経て1 9 7 1年^{に C ha n}g ら^{2 )}に よってア ミ ノ

酸構造^が決 定^{さ れ}, 同年 ^{Tr a}ge a r ら^{3)に よって}全 合 成が 可能^と

な った^. 本 物質^{ほ1 1}個^{の ア ミ ノ}酸から なる^ペ プチド ホル モ ン

でt 1 98 3年^に分離^{同 定された ニ ュ ー ロキニ ソ}A お よ び B と とも

に噛乳 煩^{タ ヒ キ ニン}類^に属^し, 中枢お よ び末梢 神 経に広く分 布 すること が知ら れて いる^. 生体 内^{で の サブス タン ス}P ほ, 腸管 収 縮の他, 中 枢 神 経 系▲ 知 覚神 経, 気 道 収縮, 血管 拡 張な ど^へ 作 用する^こと が知ら れ て^いる^{4 )､8)}

一 方^{セ ロト ニ}ン (5^‑hydr o xy t^ry p t^{a m}in e,5‑^{H T}) ^{はモ ノ ア ミン} 系^の古典 的 神 経 伝 達 物質と し て, これ もま た広 く 中枢お よ び末 梢 神経 系に分 布 すること が知ら れ て お り, 食餌 中^の必 須^{ア ミ ノ} 酸であ^{る ト リ プ トファ ンか ら}生 体 内^で合 成さ れ る^{. セ ロ}ト^ニ ン

は現在, 体 温 調 節, 精神 運 動, 行 動, 記 憶, 心 血管 系な ど^{へ の} 関 与^のほ か腸 管 収 縮物 質と し て有名であり^{7 )}, 蠣 動 運 動に密接 に関 与 す^{る と}考え られ^てい る^{8) 9) .} 1 9 5 7年 ^{Gad du m} ら^{1 0 ) が}

A b br e viatio n s : 5^‑H T ･5^‑h_ydr o xy t^ry p t^ami n e;5^‑M eO T ,5^‑m eth^{o x}y t^ry p t^ami n e;2^pM e^‑5^‑H T,2^‑m eth_yl^‑5^‑H T

腸 管 収 縮^におけるサブ^ス タン ス P の作用機 序 1 9 1

5^‑H T 受 容 体を D お よ び M 受 容 体^の 2 ^つに分 類し た が, 後 年 Br ad ley ら^{1 1 )} は 5‑^{H Tl,5}‑^{H T2, 5}‑^{H T3 の 3 つに分 類し た■ 最近}

では▲ 様^々の結合 物 質や阻 害物 質^{によ る}各 組織^{で の}反 応^の違^い か ら, さ ら^に多様な分類が な さ れて いる^. そ れ らの中^でとくに 5^■H TI A.1 P.｡.4 受 容 体^は腸 管 収 縮^に重要^な役 割^を担 うと報 告^{さ れて}

いる1 2 卜 1 8 )

と^ころ で腸 管 運 動は液性 制 御お よ び神 経 性 制 御を受 けている と考えら れ^{て い}る が, 後者は さ らに交 感^{お よ び}副 交 感神 経^によ る外来 性 神経 制 御^と消 化管 壁 在 神 経^によ る内在 性 神 経制 御^に分 けられ る^{. こ の}内在 性 神経 制 御^{におい て サブス タン スP とセロ}

ト^{ニ ソ}の効 果 発 現^が相互作 用を有 す^{る との}報 告^が多 数 あ^る が^{7 )g 〉}l g ト 2 5 )

, これ ら 2 つが同^一 神 経 細 胞よ り同 時^に遊 離し て働 く

のか,

一方^は伝 達 物 質^{と し て}, 他 方^ほ神 経 調 節 田子 と し^て働 く

のか, ま た後 者^の場 合どのような受 容 体を介して いる^のか^の疑 問^{につい て}未^{だ 不}明である. そ^こで著 者は, モ ル モ ット腸管 縦 走筋お よ び輪 走 筋^の収縮を同 時^に記 録 す^る方 法^{2 6}によ り}, サ ブ

スタンスP , セ ^ロ ト^ニ ソお よ びア セ チ ル ^コ リ^ン の相互作用 を 5‑^{H T3.｡} 受 容 体 括 抗 薬^のI C S 2 0 5‑^{9 3 0}, コ リン作 動 性神 経 遮 断 薬

アト^ロ ピソ

, 神 経 遮 断 薬テ ト^ロ ド ト キ^{シ ン}を 用^いて検討し た^. 材料 および 方 法

Ⅰ. 実 験動 物

餌^{お よ び}水^を自 由摂 取^{さ せ た}雄^{ハ ー トレ 一} 系モ ル モ ッ ト (30 0‑^{60 0}g) (日本^{エ ス ･ エル ･ シ ー ,} 浜松) を 用^いた.

Ⅱ. 腸 管 標 本の作成 法

雄^{ハ ー} ト^{レ 一} 系^{モ ルモ} ッ トを放血屠殺^の後 車^ちに回腸^を摘 出 し, 管 腔を ^{ク レ}ブ ^ス 液( NaC 1 1 17m M , K C1 4 ^.7m M

,

CaC O2

･2 H20 2.5m M , NaH C O3 2 5m M , NaH2P O4 1^.2m M ,

MgC 121^.2m M , glu c o s el lm M) に て洗 浄し た^{. クレ}ブス液 存 在 下で腸管 膜 付 着 部に沿っ て切り開 き, 紫 膜 面を 上^にシリ^{コ ン}板

に固定^{し た}後, 幅^{2 ‑ 3 m m} , 長^{さ 1 0 ‑1 5m m のL} 字型 標 本を 実 体顕 微 鏡 下^で作 成し た^{2 6〉.} L 字 塾標 本ほ消 化 管 神 経叢, 粘膜,

筋肉^を含^む消化 管 全 層^{か ら な り}, そ^の一 方ほ縦 走 筋^の収 縮を見 る た め腸 管膜 付 着 面^に沿^っ て平 行^にな る よ う^, ま た他 方^は輪 走 筋^の収 縮を見る た め前 者と垂直^にな る よ う^に切 開し作 成し た^.

Ⅲ. 湾 流 法

作成した L 字 型 標 本ほ 1 0ml の濯 流 層^に移し, 流 速^{1 0ml}/

min., 3 7 ℃に加 温^{したクレブス}液に て濯 流し, 充 分な9 5% 02/

5 % C O2 混 合^{ガス の}飽 和を行った^.

Ⅳ. 腸管 収 縮の記 録 法

L 字 塾標 本^の両 筋 層^の交 点^を固定^し, 2 つの自 由端ほ 歪増 幅 器( M ^.C^. c o m m e r cial Ltd^., 東 京) ^に接 続^{し たのち, 両}筋 層^の収 縮活 動^を等張 性^に記 録^{し た (}図1 ). 実 験ほ▲ シ リ^コ ン板を約2 時 間国 定し た港 流 槽 内^に, 3 0分 毎^に1/^JM の ア セ チ ル^コ リン

(Sigm a, St, Lo uis, U S A ) を投 与し^一 定^の収縮が得ら れ る よ う になった ところ で開始^{し た,} 以下^に述^べる方 法^で薬 剤^を湾 流 槽 内に直 接 投 与し腸 管 収 縮 活 動を記 録した^. 腸 管 収縮 活 性^ほ収 締 高を測 定 することによって求め た,

Ⅴ^. 実 験 方 法

1^. 5^‑H T3,5‑^{H T4受 容 体 作 動薬に よ り誘 発さ れ た腸 管 収縮に} 対する I C S 2 0 5 増3 0 の作 用

選 択 的5‑^{H T3} 受 容 体 作 動 薬 ^2‑m eth_yl^‑5‑^{H T} (²‑^{M e‑5‑H T)} (Re s e a r ch B io che micalsIn c o op^{e r a}ted, On e Str athm o r elo ad,

U S A) お よ び 5^‑H T▲受 容 体 作 動薬 ^{5‑m etho x}y try p ta min e

( 5‑^{MeO T )(S i}g^{m a}) そ れぞれ単 独投 与 時^の両筋 層^の収 縮 活 性を 測 定し た^. 次^に,I C S 2 0 5^‑9 30(Sa ndo z, Ba s eI, Switzla nd) ^の前 投 与^を行^った状 態^{での2‑Me‑5‑H T お よ び 5}‑^{M eO T によ る 両筋} 層^の収 縮 活性^を測定した^.

2 ^{. サ}ブス タン スPによ り誘 発^{さ れ た}腸 管 収 縮^に対 する I C S 2 05^‑9 3 0 お よ び他^の選択 的^{5‑H T}3 受 容 体 括 抗 薬^の作 用

異な った濃 度^の I C S 20 5^‑9 3 0 (1 ^‑1 0pM) お よ び選 択 的 5^‑H T3 抵 抗 薬 ^{B R L 2 36 9 4} (^{Be e cha m} . Ha rlo w , U K). G R 3 8 0 32 F (^{G l}a x o, H^{e r}ts, U K) ^の前 投 与を行った状 態^{での サブス}

タン スP (l/^JM) ^の収 縮活 性を測 定した^. ま た対 象 実 験と し て I C S 2 0 5 凋3 0(^{1 ‑1 0}/^上M) ^を前投 与^した状 態^{での アセチ ル コリン},

ニ ュ

ー ロ キ^{ニ ン}A ( ^ペプチド研 究 所, 大 阪), ニ

ュ

ー ロキ^ニソB

( 矢 内 原昇 教 授, 静 岡県立薬科 大 学 生物 薬 品 化学 研 究 室) ^によ り 誘 発さ れ た腸 管 収 縮 活性を測 定^{し た.}

3 ^. サブス タン スP によ り誘 発さ れ た腸 管 収縮^に対 するア ト

ロ ピンお よ び I C S 2 05^‑9 3 0 り作 用

サブ^{ス タン ス} P単 独投 与 群, サブス タン スP + I C S 2 0 5^‑9 3 0 (1 0pM) 群, サブスタン スP + ^{ア トロ ピ}ソ(1 0F^LM) (S igm a) 群,

サブス タン スP + I C S 2 0 5^N9 3 0(^{1 0}pM) ^{+ ア トロ ピソ}(^{1 0}F^LM) 投 与 群^の4 群を設 けた^. サブス タ^{ン ス}P 各 濃 度(1nM ^‑ レ^上M ) ^{に つ}

い てそれぞれ収縮 活 性^を測 定し た.

4 ^{. セ ロ} ト^ニンによ り誘 発さ れ た腸管 収 縮^に対 する^{ア トロ} ピ

ンお よ びテ ト^ロ ド ト キシ ンの影 響

F ig^.1. T he sim ulta n e o u s r e c o rding ^sy^ste m of both lo ngitu^‑

d in al a nd cir c ula r m u s cle c o ntr a ctio n s^. A lb in o m ale g^uin e a^qpi_g (3 0 0 ^‑6 0 0g) w e r e u s ed fo r this study^･ A fte r

ile u m w a s r e m o v ed∴しshaped m u s cle strips w e r e m ade^.

T he pr epa r atio n s w e r e s u spe nded in l O ml o rga n bath

c o ntaining m odified Kr ebs‑^Ringe r s ol_uti_{o n} which w a s kep t at 37 ℃ a nd bub bled with 9 5 % 02/^{5 % C O2 mi xtu r e. T he} ju n ctio n al _{pa r}t _of b^oth m u s cle stirips w a s fix ed a nd the

fr e e e nd of e a chr n u s cle w a s c o n n e cted to afo r c e^‑displa c^‑ e m e nt tr a n sdu c e r fo r is oto nic r egistr atio n of m e cha nic al

a ctivi_{t )}^r.