奈医誌.(J. N ara Med. Ass.) 45, 487~502, 1994
全身・腎血行動態と血中および心筋・腎組織内 カテコラミンに及ぽす α1受容体遮断薬の影響
奈良県立医科大学第1内科学教室
伴 圭一郎
(487)
EFFECTS OF BUNAZOSIN, A N a'l‑RECEPTOR BLOCKING AGENT,
O N SYSTEMIC AND RENAL HEMODYNAMICS, PLASMA CATECHOLAMINE CONCENTRATIONS, AND CATECHOLAMINE
STORES IN CANINE HEAR T AND KIDNEY
KEIICHIRO BAN
The First Dψartment 01 Internal Medicine, Nara Medical University Rec巴ivedSeptemb巴r19, 1994
Abstract: A study was performed on anesthetized adult mongrel dogs to investigate changes in hemodynamics, plasma catecholamine concentrations, and catecholamine stores in the heart muscle and kidney induced by administration of a selective α[‑receptor blocking agent, bunazosin (Bu). To investigate the effects of Bu on systemic and renal hemodynamics, cardiac output (CO), renal blood flow (RBF), and renal cortical blood flow (RCBF) were measured with an electromagnetic flowmeter and regional blood flow‑meter ; effects on noradrenaline (NAD) and adrenaline (AD) concentrations were measured by high‑performance liquid chromatography. Intravenous administration of Bu at an interme‑ diate dose (0.05 mg/kg) or a high dose (0.25 mg/kg) caused the following : 1) reductions in the aortic and renal blood pressure ; 2) a decrease in CO ; 3) decreases in RBF, RCBF, effective renal blood flow, and glomerular filtration rate ; 4) decreases in N AD concentra同 tions in aortic, coronary sinus, and renal vein blood at the intermediate dose, but increases at the high dose. The concentrations of NAD stored in heart muscle and kidney increased at the intermediate dose, but were unchanged at the high dose; 5) AD concentrations in aortic, coronary sinus, and renal vein blood increased to a greater extent at the intermediate dose than at the high dose. The increases in AD stores in heart muscle and kidney were almost the same as that seen in plasma AD concentration.
The results suggest that the effects of Bu on systemic and renal hemodynamics varied with the dose, with alterations in plasma catecholamine concentrations and catecholamine stores in canine heart and kidney.
Index Terms
bunazosin, catecholamine stores in heart and kidney, hemodynamics, plasma catecholamine concentrations
(488) { 半十
緒 言
高血圧症の発症機序に多種・多様の因子が関与してい る1)ことは周知のとおりであるが,その機序のひとつに α受容体を介した交感神経の緊張克進に起因する末梢 血管抵抗の増大が挙げられるの.現在,高血圧の降圧治療 にはCa拾抗薬, ACE阻害薬, β受容体遮断薬,日1受容 体遮断薬などの様々な薬物が使用されている.そのうち,
al受容体遮断薬は, α受容体を直接遮断することで末梢 血管抵抗を減弱させて降圧効果を発揮する薬物3)として 汎用されている.最近では,al受容体遮断薬は,脂質改 善作用4)5)やインスリγ感受性改善作用6)も有することが 報告されており,動脈硬化性疾患の予防薬としても注目
されている.
al受容体遮断薬は,カテコラミンの受容体での結合を 阻害することにより血管を拡張させ,血行動態を変動さ せる薬物である3).しかし ,al受容体遮断薬をはじめとす る種々の血管拡張薬は,全身の各臓器血管に対して同ー の拡張作用を示すものではないので,臓器によっては血 管が拡張するにもかかわらず臓器血流が減少する場合も 知られている7)8).つまり ,al受容体遮断薬投与が全身お よび腎血行動態に及ぼす影響については未だ不明な点が 多いといえる.加えて ,al受容体遮断薬の投与が血中お よび組織内カテコラミンに及ぼす影響,血行動態と血中 および組織内カテコラミンの関係についても同様である.
そこで著者は,全身麻酔,開胸および調節呼吸の条件 下で,al受容体遮断薬である塩酸bunazosin(Bu)のイヌ への全身投与が全身および腎血行動態と,血中および心 筋・腎組織内カテコラミンに及ぼす影響について検討し た.
実 験 方 法
1.実験動物
体重7‑15kg(平均11kg)の雑種成犬24頭を, Bu無 投与群〔対照群, 8頭),中等量投与群(Bu0.05 mg/kg投 与 群 8頭),および大量投与群(Bu0.25 mg/kg投 与 群 8頭〉の3群に分けた.
2.方法 (1)全身血行動態
。前処置
イヌの腹腔内にベントパルビターノレ30mg/kgを投与 後,レスピレータによる調節呼吸下に左第4あるいは第 5肋間を切開して左第5肋骨を4‑5cm切除し,開胸し て大動脈起始部を鈍的に剥離した.ついで、大動脈起始部 に内径12‑14m mの電磁流量計プロープ(米国Narco
圭 Jl!~
社製〉を装着した.さらに右大腿動脈から5Frのカテー テノレを挿入して先端を大動脈起始部に,また右大腿静脈 から6Frのカテーテノレを挿入して先端を腎静脈分岐部 より中枢側の下大静脈内に留置し, これらのカテーテノレ を圧トランスジューサ(三栄測器製MPU‑0.5‑290およ びLPU‑O.1‑350)に接続した.心電図電極は,左・右上肢 と左下肢にそれぞれ装着した.
すべての前処置の終了後, 10分間イヌの血行動態が安 定しているのを確認してから, Bu投与群には生理食塩 水に溶解した0.05mg/kgあるいは0.25mg/kgのBu 溶液2m!,対照群には生理食塩水2m!を肘静脈内に投 与し,実験を開始して以下に記載した項目を測定した (Fig. 1).
2)測定項目
心拍数(HR; beats/min)・心電図の連続3R‑R間隔 の平均値から算出した.
大動脈圧(ABP; mmHg) :大動脈起始部に挿入した カテーテノレを介して測定した.平均血圧(MBP)は,記録 した圧曲線から求めた.
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全身・腎血行動態と血中および心筋・腎組織内カテコラミンに及ぼす
日l受容体遮断薬の影響 (489)
下大静脈圧(IVP; mmHg) :下大静脈内に挿入した カテーテノレを介して測定した.
心拍出量(CO; ml/min'kg) :大動脈起始部に装着し た電磁流量計フ。ロープを用いて測定し,体重1kg当りの 血流量に換算した.
全 末 梢 血 管 抵 抗(TPR;mmHg・mln・kg/mI) (MBP‑IVP)/COから算出した.
3)測定時期
HR, ABP, IVP, COおよびTPRは, Bu投与前と投 与後1分 3分 5分 7分, 10分, 15分および20分 の各時点で測定した.
(2)腎血行動態 1)前処置
全身血行動態の測定と同様の処置を加えてから,後腹 膜腔に達するまで左側腹を切開し,神経を損傷しないよ うに注意して左腎動脈,左腎表面を露出し,左腎動脈に 内径2‑4mmの電磁流量計フ。ロープを装着した.つい で右大腿動脈から5Frのカテーテノレを挿入して先端を 腹部大動脈内腎動脈分岐部に留置し,圧トランスジュー サに接続した.さらに水素カ守ス発生電極と水素濃度検出 電極からなる双極電極(パイオメディカノレサイエンス社 製BE‑ND 400‑30)を左腎表面から2mm(皮質外層〉と 4mm(皮質内層〉の深さにそれぞれ刺入し,不関電極(パ イオメディカノレサイエンス社製BE‑R10)を左側腹切開 部の真皮組織に埋没させ,これらの電極を電解式組織血 流計〔バイオメディカノレサイエンス社製RBF‑1)に接続
した(Fig.1). 2)測定項目
腎動脈圧(RBP;mmHg) 腹部大動脈内腎動脈分岐 部に挿入したカテーテノレを介して測定した.平均腎動脈 圧(MRBP)は,記録した圧曲線から求めた.
腎血流量(RBF;ml/min.g) 左腎動脈に装着したプ ロープを用いて測定し,腎湿重量19当りの血流量に換 算した.
腎血管抵抗(RVR; mmHg.min.g/mI) : (MRBP
‑IVP)/RBFから算出した.
腎皮質血流量(RCBF; ml/min・g):電解式水素クリ アランス法9)10)で得られたクリアランス曲線から,半減時 間t1/2(min)を求めた.ついで塩化カリウム4g溶液の静 注による心停止下での測定値〔拡散によるみかけ上の血 流量〉を求めた.これらの測定値をもとに甲州らの方法10)
にしたがって,次式の
{(69. 3/t1/2) ‑(拡散によるみかけ上の血流量)}/100 から腎湿重量19当りの腎皮質外層血流量(OCBF)お よび腎皮質内層血流量(ICBF)をそれぞれ算出した.
3)測定時期
RCBFは薬物投与前と投与後5分, 10分, 15分および 20分の各時点,その他の腎血行動態は薬物投与前と投与 後1分 3分 5分 7分, 10分, 15分および20分の 各時点で測定した.
(3)腎機能 1)前処置
全身および腎血行動態測定時の前処置に加え,左尿管 を露出して18Gのカテーテルの先端を腎孟まで挿入し た.
すべての前処置が完了してから10分間イヌの血行動 態が安定しているのを確認した時点で, 8 mg/l王gのパラ アミノ馬尿酸ナトリウム(PAH)と30mg/kgのFレプ チニン(Cr)を溶解した20m1の生理食塩水をイヌに1 回静注したのち, PAHを0.25mg/kg/min,Crを0.58 mg/kg/minの速度で持続点滴してPAHとCrの血中 濃度を一定に保持させた.
2)測定項目
有 効 腎 血 流 量(ERBF;ml/min‑g) : PAH 7リアラ ンス(CPAH)をへマトクリット(Ht)で補正してから,腎湿 重量19当りの量に換算した.
糸球体猪過量(GFR;ml/min.g) :外因性クレアチニ ンクリアランス(Ccrうから求めた.つまり, Ucr・V/Pcr (Ucr;左腎尿中Cr濃度, V;左腎の1分間尿量, Pcr;
血媛Cr濃度〕から算出し,これを腎湿重量19当りの量 に換算した.
糸球体漏過率(FF): Ccr/CPAHから算出した.
3)測定時期
腎機能は, Bu投与前後にそれぞれl回ずつ測定した (Fig目1).
(4)カテコラミン 1)血中カテコラミン濃度
i )検体の採取
薬物投与前と投与20分後に,大動脈血と腎静脈血は大 動脈圧測定用カテーテノレと左腎静脈内に留置した7Fr のスワンガンツカテーテノレから,冠静脈i同血は冠静脈j同 の穿刺でEDTA入りの氷冷したスピッツグラスに採取 した.
ii)測定法
検体の処理:採取した検体は,ただちに遠心(3,000 rpm, 15分, 40C)し,得られた血撲を‑6Q"Cで保存し た.検体の前処理は,アノレミナ吸着法11)によった.すなわ ち,血媛2.0m1に1.5Nトリス緩衝液(pH8.5)1.0 m1, 3,4ジヒドロキシベンジノレアミン(0.5ng/mI)50μ1,活 性アノレミナ50mgを混和してから遠心(1, 500 rpm, 1
(490) { 主'
分〉し,上清を除去した.ついで, 2 %トリス緩衝液(pH 8.5)1.0 mlを添加し,撹持c1分〉と遠心(1,500rpm, 1 分〉により上清を除去した〔洗浄操作).この洗浄操作を 2 回繰り返してから, 0.75 N酢 酸0.2mlを 加 え て 遠 心 (1,500 rpm, 5分〉し,得られた上清50μlを分析した (Fig・2).
装置:カテコラミンの分離には,高速液体クロマトグ ラフィー(米国Waters社製M 510型高圧ポンプ, V6K インジェグター〉を用いた.カラムにはμBondapack C'8カラム,移動相には酢酸ナトリウム 50mM,クエン酸 20mM,ジ nブチノレアミン1mM,イオンベアーにはオ クタンスルホン酸ナトリウム 3.75mMを含む脱イオン 蒸留水溶液を用いた.0.8ml/minの流速でシステム全体 に100mlの移動相を送液した.
分析法:分析はKissingerの方法叫』こしたがった.検 体の処理により得られた上清50μlを高速液体グロマト グラフィーに注入し,ノノレアドレナリン濃度(NAD;
pg/ml)とアドレナリン濃度(AD;pg/ml)は電気化学検 出器(米国Waters社製460)を用いて分析し,データモ ジューノレ(米国Waters社製M 740)に記録した.なお,検
圭 一 郎
出条件は, 1. 5 nA, 600 m Vとした.
2)心筋および腎組織内カテコラミン量 i )検体の採取
実験開始20分後の時点で塩化カリウム4g溶液を静 脈内投与し,心停止後速やかに心臓および腎臓を摘出し た.心筋検体は,心外膜と心内膜を含むものを左心室,
右心室,心室中隔,左心房,右心房の計5個所から,腎 組織検体は皮質・髄質の計2個所からそれぞれ湿重量1
gずつ採取した.
ii)測定法
検 体 の 処 理 検 体 は , 摘 出 後15分 以 内 に 凍 結 し て ‑ 60'Cで保存した.検体の前処理は, Refshaug巴巴tal目の方 法13)にしたがった.氷冷したホモジナイズ用容器に検体 と1N硫酸ナトリウム 1ml, 0.1 N EDTA 1 mlおよ び0.05N過塩素酸27mlの混合溶液を入れ,ホモジナ イザー(オメガエレクトリッグ社製SM‑3)でホモジナイ ズした14).つぎに遠心(3,000rpm, 10分, 0 'C)し,上清 を 孔 径0.45μmの メ ン プ ラ ン フ ィ ル タ ー 〔 米 国Mil lipore社製MILLEX‑HV)で漏過した(Fig.3).
装置:血中カテコラミン濃度の測定と同じ装置を使用
2.0 ml of plasma
l4ーー …50μlof 350 mg …of A1umina …,4‑dihy…droxybenzy1ami5)n e (0.5 ng/m1) and
centrifuge (1,500 rpm for 1 min)
sediment
│←叩1.0 m1 odfw 2 it% h Tris buffer (pH 8.7)
stir (for 1 min) and
centrifug巴(1,500rpm for 1 min) for 2 times
↓
supernatant
superl natant sedit削
│卜卜←̲su凶叫叩叩s叩叩Pμe凶山山山n1吋d仇山仇山州叫川w川山羽iri必i抗t
0.2m1oぱfO.75M aおc巴eti叩ca配C1ほd centrifuge (υ1,500 r中pmfor 5 min)
i
high】performanc巴1iquidchromatography
S巴diment
Fig.2目 Preparationof blood catecholamine concentrations.
全身・腎血行動態と血中および心筋・腎組織内カテコラミンに及ぼす
a'1受容体遮断薬の影響 (491) dog heart (lg of wet weight)
or
dog kidney (lg of wet weight)
…N sodium bisulfi
4酔 一 一 1 mlofO.lNEDTA and
27 ml of 0.05N perchloric acid homogenize
j
centrifuge (3,000 rpm for 10 min, at O'C) sedil ment
J
sup巴riatant fil…I1704柑5μm印
ft
印i口lt旬怠r陀官d
high‑perl formance liquid chromatography
AU ρ
u
vl ρしν
噌︐
. v h u
・lp?t
n u
u
Fig. 3. Preparation of tissue catecholamin巴stores
した.
分析法:血中カテコラミン濃度の測定と同様に,得ら れた漉過液50μlを高速液体クロマトグラフィーに注入 し , 電 気 化 学 検 出 器 を 用 い てNAD量Cng/g)とAD量 Cng/g)を分析し,データモジューノレに記録した.
3 推計学的処理
測定値の比較は,分散分析で検討したのちStudent's pairedあるいはunpairedt‑test,群間の比較は分散分析 で検定した.有意水準は,危険率が5%未満とした.な お,本文の測定値は,平均土標準誤差で示した.
実 験 成 績
l 全身血行動態
HR 中等量投与群と大量投与群の両群で,投与前後 に有意の変動を示さなかったCTable1).
ABP 中等量投与群と大量投与群の両群で, 1分後か ら有意に下降 3分以降も徐々に下降した.実験終了時 の20分後には,中等量投与群では前値の104:t8mmHg から82土8mmHgへ , 大 量 投 与 群 で は 前 値 の108:t8 mmHgから81土9mmHgへそれぞれ有意に下降した.
しかし, 20分間の実験中での変動の程度は,大量投与群 が中等量投与群に比して高度の傾向を示したにすぎなか
ったCTable1).
IVP:中等量投与群と大量投与群の両群で,投与前後 に有意の変動を示さなかったCTable1).
CO:両群でl分後には減少せず, 3分後から減少する 傾向を示した.中等量投与群では 5分以降に有意に減 少し,20分後には前値の134土8ml/min・kgから113:t9 ml/min・kgへ有意に減少した.大量投与群では, 5分以 降も減少したが, 20分後には前値の133土7ml/min・kg から 115土9ml/min・kgへ有意に減少した.なお, 20分 間の実験中での変動の程度は,両群聞に差がなかった CTable 1).
TPR・中等量投与群では, 1分後に前値の0.76士0.05 mmHg'min' kg/mlか ら0.66土0.05mmHg'min・kg/
mlへ有意に減弱した.しかし 3分後には0.69土0.05 mmHg・m m・kg/mliこ復し,以後はその減弱が持続し た . 大 量 投 与 群 で も 1分 後 に 前 値 の0.77:t0.04 mmHg'min・kg/mlか ら0.64士0.03mmHg・min・kg/
mlへ 有 意 に 減 弱 し 3分 後 に は0.67土0.05mmHg' min・kg/mlに復したが,以後はその減弱が持続した.し かし, 20分間の実験中での変動の程度は,大量投与群が 中等量投与群に比して高度の傾向を示したにすぎなかっ たCTable1).