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高血圧自然発症ラット(SHR)におけるNa代謝とAtrial Natriuretic Polypeptideとの関連性についての研究

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(1)

原 著

曙璽蕪,譜58㌔齢1言〕

高血圧自然発症ラット(SHR)におけるNa代謝と

Atrial Natriuretic Polypeptideとの関連性についての研究

東京女子医科大学 第四内科学教室(主任『杉野信博教授)

スズ キ ヤス エ

鈴 木 康 江

(受付 昭和62年12月4日)

Study on Relationship between Sodium Metabolism and Atrial Natriuretic Polypeptide in Spontaneously I{ypertensive Rats(SHR)

Yasue SUZUKI

Department of Internal Medicine IV(Director:Prof. Nobuhiro SUGINO), Kidney Center,

Tokyo Women’s Medical College

In an attempt to investigate a pathophysiological role of atrial natriuretic polypeptide(α一hANP)on renal water and sodium handling in spontaneously hypertensive rats(SHR), renal clearance study was carried out before and after the injection of 3μg/kg B.W.α一hANP during O.9%and 3%sodium chloride infusion.

During O.9%sodium chloride solution infusion, renal plasma flow(RPF)and glomerular filtration rate(GFR)in SHR were lower than these in normotensive control Wistar−Kyoto rats(WKY)(p<0.05),

whereas sodium chloride excretion rates were identicaHn both rats. Potassium excretion rate was

lower, but not significantly lower, in SHR than that in WKY. The magnitude of increase in RPF was 1.6times in SHR and 1.1times in WKY, respectively, and the increase in GFR was 1.4 times in both strains after ANP inlection. In addition, the increase in urine volume of 5.2 and 2.4 times and the

increase in sodium excretion rate of 17.7 and 6.9 times the increase in chloride excretion rate was 19.7

and 4.6 times and the increase in potassium excretion rate was 3.O and 2.2 times in SHR and WKY, respectively. As a matter of fact, increased sensitivity to ANP was found in SHR. These data of enhanced natriuresis by ANP ih SHR seem to be considered in the context of exaggerated natriuresis as previously reported for SHR by salt loading.

During 3%sodium chloride infusion, RPF and GFR were the similar in both rats, but water and

sodium chloride excretion rates were significantly lower in SHR than these in WKY(p〈0.05)before

ANP inlection. After ANP injection, the lowered urinary output of water and sodium chloride in SHR

became similar with WKY, While RPF and GFR were not altered in both rats. The present study suggest that SHR have increased response to ANP as compared with WKY and this may indicate a compensatory mechanism which makes SHR to eliminate sodium and water from the circulation

against the primary defect of renal water and sodium excretion in SHR.

緒 言

1981年にDe Boldにより報告1>された心房性

Na利尿peptide(以下ANP)は,心房から分泌さ

れ,体液の容量,電解質balanceあるいは血圧の

調節に働く新しいhormoneである. ANPは強力

は血管拡張・降圧作用,水・Na利尿作用, aldoster− one抑制作用2)3), prostaglandin増加作用4)5)など を有し,分泌動態は心房内圧の増加による心房筋 一376一

(2)

の伸展や頻脈により分泌が促進される.生理的・ 病態生理的意義として,体液量維持,水電解質異 常,浮腫性疾患,心不全,高血圧などと密接に関 与しているものと考えられている. 一方,1963年に岡本,青木により確立された本

態性高血圧の疾患modelである高血圧自然発症

rat(以下SHR)は,遺伝性高血圧ratであり,種々 の機能異常が指摘されている.すなわち,交感神 経系の異常,副腎機能充進,甲状腺機能低下, renin−angiotensin系は不変ないし低下,尿kalli−

krein排泄低下, Ca代謝異常, exaggerated

natriuresisの存在などである.ANPについては,

SHRでは高血圧発症期より血中ANPが上昇し,

左心房内ANP含量は減少するという報告がなさ

れており6)7),本態性高血圧患者においても血中 ANP levelが上昇しているという8).本研究では,

本態性高血圧におけるANPの病態生理的意義を

明らかにするための一助として,実験対象に

SHRを用い,等張液負荷時,あるいは高張液負荷

によりNa負荷を増大させたときに外因性の合成

ANPがSHRの血行動態,腎機能に及ぼす影響を

腎clearance studyを用いて検討した.

対象および方法

1.対象

12∼15週齢の雄性SHRを使用し,対照として

同風齢の雄性Wistar−Kyoto rat(WKY)を用い

た.飼料としては,Oriental酵母工業株式会社製 のNa含量0.41g/100g飼料を用い,飲水(水道水)

および食餌摂取は自由とした.SHRはWKYに

比して有意に高い血圧値(p<0.001)と心拍数

(p〈0.001)を示していた.体重はSHRにおいて

低値であったが有意差は認められなかった

(Table 1). 2.方法 10%sodium thiobutabarbital(Inactin)10mg/ 100gB.W.の腹腔内投与による麻酔下で加温盤上 に仰臥させ,実験中は直腸温を37∼38℃に保持し し

た.気管切開後,両側大腿静脈にpolyethylene

catheterを挿入し,左側より1.2%inulin,0。2% para−amino hippurate(PAH)を含む0。9%ある いは3%食塩液をinfusion pump(TFV−1100,日 Table l Materials

WKY

SHR

Number of rats 51 47 Body weight(9) 277.1±30.8 265.6±31.7

Mean arterial pressure

@ (mmHg) 110.8±9.0 171,0±15.4* Heart rate

@ (beats/min,) 334.2±31,9 355.8±26.2傘

Values are mean±SD. *p〈0.001 本光電社製)を用いて,0.85%/100gB.W。/hrの 速度で持続注入した.右側は内好摩30∼40μ1であ り,合成ANP静注に用いた.次に両側大腿動脈に

catheterを挿入,右側を血圧測定用とし,血圧

transducer(P231D, Gould社製)に接続し,平均

血圧,心拍数を測定した(増幅器:Blophysio−

graph 180 System,三栄株式会社製, recorder; Recti−Horiz−8K,三栄株式会社製).左側は採血お よび輸血に用いた.採尿は腹部縦切開を行い,両 側尿管にcatheterを挿入し採取した.

実験は0.9%食塩液(等張液)負荷時の合成

ANPに対するSHRの反応性と, Na負荷を増大

させた3%食塩液(高張液)負荷時の反応性とに

分けて行った.合成ANPはヒト合成心房性Na

利尿peptide 1−28α一hANP(ペプチド研, MW≒ 3000)を使用した.

Fig.1に腎clearance studyのprotocolを示

す.外科的操作終了後,一定の安定期間をおき尿 量を安定させた後に実験を開始した. 対照期間における採尿・採血の後に,6μg/mlの 濃度の合成hANP 3μg/kg B.W.を静注し,

protocolのAの期間をANP期間として10分間

採尿し,Bの期間をwash out期間とした.期間B

の5分目に採血,期間Cを後期として採尿・採血

を行った.採血量は0.8mlとし,採血後直ちに同量

の2回洗浄を行った同様rat新鮮赤血球液を輸血

した.心拍数は外科操作終了後,安定した後に測

定,一部のratでANP投与後心拍数を測定した.

また,vehicle studyとして, ANPと同量の生理 食塩液を静注し,同様のclearance studyを行っ た.実験終了後は,直ちに両側腎を摘出し,腎周 一377一

(3)

<O,9%NaCI Loadin9>

09%NaCi SotuUon wlth l 2%lnulln十〇2%PAH O 85%〆100g BW/hr lnfuslon /””””ス

α・hANP 3μ9〆kgBW PI LV. P2 P3

。_一&_素一画→←こ.→

1 30』 i 10. 1 20. 1 30 1 MAP(mmH9) 0

1 3σ

P・・i。di ・。・t・。l l A B c l 一10 <3%NaCl Loadin9> 一20 3%NaCi Soluヒlon wlヒh 12%トnulln十〇2%PAHσ85%/100g BW/hr Infuslon

α一hANP 3μ9’k巳BW PI LV、 P∼ P3

↑ 昌 ↑ ↑

←UI→「〈∪∼>rく一一uユー一栄一u4一う1 i I oWKY ●SHR 1 Peri。d l i

L一一」LLiO「

GontroI A B C

Fig.1 Experimental protoco工of renal clearance

study 囲の脂肪組織,腎皮膜を剥離し,腎重量を測定し た.また,尿量(V)は重量法にて測定し,血清お よび尿中のinulin, PAH濃度をそれぞれanth− rone法, diazo化法にて発色させ,比色法にて測

定した.血清および尿中電解質濃度をNa, Kは

且amephotometer M480(Corning社製)にて, Cl はChloride Analyzer M925(Corning社製)にて 測定した.尿中のNa, K, Cl濃度測定にはsample を蒸溜水で3倍希釈したものを使用した. 以上を用いてinulin clearance(CIn), PAH

clearance(CPAH),尿中Na, K, Cl排泄率

(UNaV, UKV, UCIV), Na, K, Cl clearance

(CNa, CK, CCI), Na, K, Clのfractional excre−

tion(FENa, FEK, FEC1)を1g kidney weight あたりで算出した.またhematocrit(Ht)を測定 し,Renal Blood Flow(RBF)をCPAH/1−Htで, renal vascular resistance(RVR)をmean arte− rial pressure−3/RBFで計算した9).

数値はmean±SD。で示し,有意差検定は

Student’s t−testを用いた. 結 果

1.0.9%食塩液負荷時におけるhANPに対す

る反応性 Fig.2, Fig.3に予備検討として行った各種濃

度のANP投与時における最大降圧(」MAP),

∠V,∠UNaVを示す. WKY, SHR共にANP投

1 2 3 5

α・hANP Dose(μg/kg・Bw)

Fig.2Maximum changes in mean arterial pres−

sure afterα一hANP injection during O.9%sodium chloride solution infusion

」V(μ£/min・9・kw) 10 1 2 3 」UHaV(μEq/min・9・kw) 2 1 oWKY ●SHR 5 1 2 3 5 α・hANP Dose(μg/k唇・Bw)

Fig.3 Changes in the increase in urine How and sodium excretion rate afterα一hANP injection during O.9%sodium chloride solution infusion

与量に比例して∠MAP,∠V,∠UNaVの増加を認

めたが,いずれの濃度においてもSHRにおいて

大であった. 1)血圧 Fig.4に3μg/kg B.w.α一hANP投与時の血圧

(MAP)の変化を示す.血圧はANP静注後約30秒

目より下降し始め,約2分で最大降圧を得た.最

大の血圧下降は,WKY:11.7±7.8mmHg, SHR:

15.6±4.3mmHgであり,両群に有意差は認めら

一378一

(4)

Table 2 Results of clearance study before an infusion

d after ev-hANP injection during O .9% sodium chloride solution

Renalfunction

wKy(RN"p'l・5.r-7] sHR(ilN"p'l.5.--s)

Controlperiod ANPperiod Afterperiod Controlperiod ANPperiod Afterperiod s 2.64±O.45 3.12±O.33 2.86±1.42 3.72±1.48**,

v(ptVmin/g・KW)

ANP

2,71±1.19 5.73±1.94**i) 3.12±O.85 2.52±1.45 10.3±2.8**2)s) 2.9±1.1 s O.98±O.2 1,04±0.22 O.69±O,24 O.84±e.1

CIn (mllminlg・KW)

ANP

O.93±O.24 1.24±O.24* O.9±O.21 O.63±O.134) O.86±O,21*4) O.58±O.28

'CPAH

(mlfmin!g.KW)

s 3.03±O.54 3,O±O.45 1.89±O,34} 2.77±O.26**

ANP

3.37±O.92 3.59±O.95 2.95±O.40 1.87±O.175) 2.79±O.54* 1.7±e.865) s O.14±O.04 O.13±O.02 O.12±O.08 O.18±O.15

UNaV

("Eq/min!g・KW)

ANP

0.11±e.08 O,54±O.3**D O,15±O.09 O.13±O.14 1.35±O.s.*2)s) O,26±O.15

s 1,04±O.3 O.97±e.15 O.81±O.57 1.25±1.1

CNa

(#1/minlg・KW)

ANP

O.76±O,58 3.73±2,13.*i) 1.06±O,6 O.91±1.0 9,66±3.46**s}s) 1.92±1.15

s O.11±O.03 e,1±o.o2 o,li±o.es O.14±0.11

FENa

(o/o)

ANP

O.08±O.06 O.29±O.14**i, O.11±O.04 O.14±O,15 1.22±O.6-2)s} O.39±O.195) s O.74±O.43 1.18±O.28 O.49±O.18 O.9±O.25*,*

UKV

(ptEq/minlg・KW)

ANP

O.72±O.37 1.38±O,38'** O.88±O.34 O.39±O.2 O.98±O,41** O.55±O.37

s O.15±O,08 O.27±O,04* O.11±O,05 O.19±O.06**

CK (ml/minlg・KW)

ANP

O.16±O.09 o.34±e.os** O.21±O.07 o.og±o.e4 O.26±O,1*** O.14±O.1

s 15.25±6.88 26.7±7.65** 15.3±4.15 22.9±4.83*

FEK

co/.)

ANP

18,57±10,96 28,22±7.97* 23,59±7.56 14.16±6.25 31.05±10,38** 23.64±12,45

s O.24±O,08 O.33±O.16 e.18±O.12 O,27±O,19 UCIV

(uEq!min/g・KW)

ANP

O.25±O.2 O.95±O.57**i) O,51±O.26** O.15±O.15 1.74±O.52**3)4) O,39±O.23

s 2.54±O.92 3.25±1,69 I.7±1.2 2.52±1,83

CCI

(pt11min/g・KW)

ANP

2,46±2.02 9.08±5.47**D 4.93±2,58* 1.26±O,99 15±3,74**3)(2)p=O.06) 3.29±l,77

s O.26±O.07 O.31±O.16 O.23±O.15 O.3±O.21

FEcJ

(%)

ANP

O.25±O.17 e.71±O.39(*p=O.05) O.54±O.27* O.22±O.19 1.97±O.67***3)s) O,67±O.26

s 32.8±6,2 34.5±3.6 35.9±7.34 30.3±3.67 FF (%)

ANP

30.7±4,15 33.5±4.36 30,2±4.45 34,2±7.98 31.7±10,5 34.1±4.54 s 1.8.2±2.58 18.5±1.97 38.0±6,846) 26.9±3,49*5)

RVR

(mmHg.ming.KW/ml)

ANP

18,O±4.78 14.1±4.18* 18.6±2.27 39.5±5.496) 24,O±3,8*i5) 37.7±5,936} S:saline (vehicle)

*p<0.05, **p<O.Ol, ***

Dp<o.os, 2) p<o.os, 3)

4)p<O.05, 5} p<O,Ol, 6)

p<O.OOI vs control period p<0.001 vs saline

p<O.OOI vs WKY

(5)

-379-れなかった.心拍数はWKY, SHRともにANP

投与前後で変化を認めなかった. 2)腎機能

Table 2にclearance studyの結果を示す.対 照期における腎機能は,V, UNaV, UCIV, CNa, CCI, FENa, FEK, FECIは, WKY, SHRにお

いて有意差はなかった.UKV, CKはWKYにお

いて大きい傾向にあった.Cln, CPAHはSHRに

おいて有意に低値であった(p〈0.05).RVRは

SHRで有意、に大であり(WKY:18±4.78

mmHg・min・gkw/ml, SHR:39.5±5.49

mmHg・min・gkw/ml, p<0.001), FFには両群 間で差はなかった.hANP投与後の腎機i能は, V がWKYで約2.4倍:2.71±1.!9→5.73±1.94 μ1/min/gkw(p<0.01), SHRで約5.2倍:2.52± MAP(mmHg) 1go 180 170 160 150 140 130 12D 月0 100 90 09% NaCI α・hANP(3μ9/k巳・BW)1.V, サ mean土S.D、 SHR (n25) WKY (n57) 一10 −5 0 5 10 15(min.)

Fig.4 Changes in meall arterial pressure before ζnd afterα・hANP inlection during O.9%sodium chloride solution infusion

V(μ1/min./9kw) 10 5 0 OSa阪ne ●ANP

叶乙加)

UkV(μEq/mir)9kw) 申ホ /11勘1」 ノ / 1,0

Before After

WKY

ノ /

磨師

L一一一一一一」 G Befo「e After SHR OSaline ●ANP

(n富7) (n=5)

Before After WKY *ρ<0,05 **PくO,Ol ***P<0.ODl mean土$, D,

(n=5) (n昌5)

Before After SHR

Fig.5 Changes in urine且ow and urinary potassium excretion rates before and afterα・hANP injection during O.9%sodium chloride solution infusion

1.45→10.3±2.8μ1/min/gkw(p<0.01)の増加を 示し,SHRで有意に大であった(Fig.5). UNaV

はWKYで約6.9倍:0.11±0.08→0。54±0.3

μEq/min/gkw(p<0.01), SHRで約17,7倍: 0.13±0.14→1.35±0.5μEq/min/gkw(p< 0.Ol), UCIVはWKYで約4.6倍:0.25±0.2→ 0.95±0.57μEq/min/gkw(p<0.01), SHRで約 19.7倍:0.!5±0.15→1.74±0,52μEq/min/gkw (p〈0.01)でありSHRにおいて過大反応を示し

た(Fig.6). CNa, CCI, FENa, FECIはUNaV,

UCIVとほぼ同様な動きを示した. UKVは,

WKYで約2.2倍, SHRで約3倍に増加したが,両

群間では有意差は認められなかった.Ck, FEkも UkVと同様であった(Fig.5, Table 2).

ClnはANP投与後, WKYは約1.4倍:0.93±

0.24→1.24±0.24ml/min/gkw(p<0.05), SHR は約し4倍:0.63±0.13→0.86±0、21ml/min/ gkw(p<0.05)とそれぞれ有意に増加を示した.

CPAHもANP投与によりWKY, SHR共に増

加を示したが,SHRにおいて有意な増加が認め

られた(WKYは約1.1倍二3.37±0.92→3.59± 0.95ml/min/gkw, SHRは約1.6倍:1.87±0.17 一380一

(6)

U閏aV(μEq/min./9kw) 1.0 0、5 0 UclV(μEq,mh.’gkw) **

8諦

@/触

/ 1’.

ノ勘/ o,,

/墾殴圃。

After Before Afしer Before

WKY SHR OSaline ●ANP / ! // / ! *P〈O.05 **P〈O.Ol ***p〈0、001 mean±S. D. * * 1

樒一

一一

After Before WKY ! (n二7) 1 /

匿」一

After Before SHR

Fig.6 Changes in urinary sodium and chloride excretion rates before and after

α一hANP injection during O.9%sodium chloride solution infusion

Cin(m2/min./9kw) 1.D 0,5 0

一一

* (n=7) 4,0 !! !! ∠__ OSaline ●ANP

Cp^H(m2/min,〆9kw> **

/渉:1:

1.0 L____」 L__」 O

Before A仕er Before After

WKY SHR

1=二

OSaline ●ANP (n=ア) *Pく0.05 **Pく0.01 mean土S,D.

一匹ll:ll

}三

BefQre After WKY

Before Afヒer SHR

Fig.7 Changes in inulin and PAH clearance before and afterα一hANP injection

during O.9%sodiurn chloride solution infusion

→2.79±0.54ml/min/gkw, p<0.01). Vehicle投

与では,WKYにおいては腎機能にほとんど影響

がなかったのに対し(CInは約1.1倍, CPAHは約 1.0倍),SHRではVehicle投与によってもCln,

CPAHの増加を認め(CInは約1.3倍:0.69±

0.24→0.84±0.1ml/min/gkw, CPAHは約1.5 倍:1.89±0.3→2.77±0.26ml/min/gkw, p< 0.05),volumeに対する血管反応性が高いことが 示唆された(Fig。7).FFは両群間で有意差は認め

られなかったが,RVRはWKY:18.0±4.78→

14.1±4.18mmHg・min・gkw/ml(p〈0.05), SHR:39.5±5.49→24.0±3βmmHg・min・gkw/ ml(p<0。01)とそれぞれ有意に減少した. RVR

の減少率には両群間で有意差はなかったが,SHR

で大きい傾向にあった(WKY:20.8±13.5%, SHR:38.2±13.5%).

2.3%食塩液負荷時におけるMNPに対す

る反応性 1)血圧

Fig.8にMAPの変化を示した. hANP投与に

よる最:大降圧は,WKY:5.4±3.5mmHg, SHR: 7.1±3。8mmHgであり,両群問で降圧の大きさに 一381一

(7)

Table 3 Results of clearance study before and after a-hANP injection during 3% sodium chloride solution infusion

Renalfunction

wKy[RN"p'l・7.--s] sHR(RN"p'1.9.=g)

Controlperiod ANPperiod Afterperiod Controlperiod ANPperiod Afterperiod

s 22.2±4.49 28,8±4.56" 12.1±3.676) 14.3±4.526}

V("11minlg・KW)

ANP

23.6±5.16 37.6±7.5*.*i) 24.7±3.67 16.9±5.sli)4) 33.2±9.16.**2) 17.7±5.565) s 1,2±O,17 1.22±O.32 1.07±O,14 1,07±O.18

CIn (ml/minlg.KW)

ANP

1.22±e.21 1.29±O.18 1.19±O.21 1.1±O.16 1.26±O.25C'p=O.05) 1.0±O.2

s 3,39±O.29 3.94±O.88 3.15±O.32 3.07±O,444) CPAH

(mllminlg.KW)

ANP

3,41±1,O 3.69±O.49 3.27±O.43 3.47±O,53 3.65±O.97 3.14±O.84

s 6,67±1,22 8.77±1.6'* 4.78±1,954) 5,53±1.76) UNaV

(gEq/minfg・KW)

ANP

6.99±1,22 10.4±1.08..*i) 7.66±O.69 4.82±1.834} 8,97±2.48...2) 5.68±1.8*4} s 42±7.0 55±10,O* 31±12

(4)p=O.06) 35±l14)

CNa

(pt11min/g・KW)

ANP

45±8.0 68±8o*.ki) 50±4.0 32±124) 59±17***2} 37±12*e

s 3.58±O.66 4.78±1,55* 2.84±1.02 3.30±O.944) FENa

(o/o)

ANP

3.75±O.74 5.28±O,89t. 4.4±1.22 2.87±1.13 4.83±1.72'.wt) 3,72±1.21'

s 2.13±O.27 2.46±O.37 1.20±O.236} 1.18±O,276)

UKV

(#Eqlmin/g・KW)

ANP

2,13±O,31 2.29±O.46 1.79±O.15* 1.53±O.465) 1.81±O.44..i)4) 1.40±O.49")

s O.59±O.05 O.70±O.1 O.35±O.086) O.36±O.08fi}

CK (ml/min/g・KW)

ANP

O.61±O.08 O.69±O.19 O.56±O,08 O,33±O.136) O.46±O.o7Ds) O.38±O,115) s 50.83±7.77 59.69±14,59 32,77±4.046} 33.84±5.526) FEK (o/o)

ANP

51,39±11,17 52.95±9.45 47,78±6,67 33.53±5.386) 37.1±7.654) 38.0±9,284) s 7.76±1,95 10.1±1.86*' 5.21±1.954) 5.82±1.556) UclV (#Eq/min/g・KW)

ANP

8.16±1.14 11.7±1,73"(np=o.07) 8.63±O,77 5.67±1.665) 10.0±2.21*.*S) 6.37±1.85) s 71±20 85±19. 44±174) 47±136) CCI ("11minlg・KW)

ANP

74±!O 104±17*' 74±10 49±166) 86±22-**3) 54±165} s 6.15±2,28 7.29±2.37 4.03±1.334) 4.35±1,085) FECI (%)

ANP

6.08±O,95 8.37±1.7* 6.42±1.55 4.48±1.414) 7.11±2.35*"2) 5.41±1.53 s 35.5±6.38 31.4±7.57 34.2±4.28 35.0±3.91 FF (%)

ANP

38.6±13.2 35.7±7.87 37.1±9.39 32.1±4.05 35.6±7.32 33.4±6.23 s 17.8±2.4 16,O±4.55 25.7±4.855) 26.7±5.98S) RVR (mmHg.ming.KW/ml)

ANP

18.5±6.6 14.3±2.83 17,7±2,6 26.4±2.95) 24.5±5.576) 29.7±6.75) S:saline (vehicle)

'p<O.05, "'p<O,Ol, ""p<O.OOI vs control period

i)p<O,05, 2) p<O.Ol, 3) p<O.OOI vs saline

4}p<o.os, s) p<o.Ol, 6) p<O.OOI vs WKY

(8)

-有意差は認められなかった. 2)腎機能

Table 3にclearance studyの結果を示す.対

照期における腎機能は,高張食塩液によるNa負

荷の増大によりWKY, SHRともGFR, RPFが

上昇し,Cln, CPAHは両群で同様とな:つた. SHR では3%食塩液負荷により,V, UNav, UCIVの 劣化が認められ,UkV, CNa, CCI, CK, FECI,

FEKもSHRにおいて有意に小さかった. FFは

両群で差が認められず,RVRはWKYで有意に

小さかった(W耳Y:18.5±6.6mmHg・min・gkw/ ml, SHR:26.4±2,9mmHg・min・gkw/ml, p< 0.01).劣化していたSHRのV, UNaV, UCIV, CNa, CCI, FECIは, hANPにより改善され,対

照期に認められたWKYとの差が消失した(Fig.

MAP(mmH9> 190 18G 170 160 150 140 !3G 120 1iO 100 go

ρ・hANP(3μ9ノ』9・BW)1. V. 1 mean±S,D、 梨1} 澄1) 一1G −5 0 5 10 }5(min、)

Fig.8 Changes in mean arterial pressure before

and afterα一hANP injection during 3%sodium

chloride solution infusion

V(μ1/min/9kw) 40 30 20 10 o

t

/41/

OSallne ●ANP

Before WK∀ *PくO,D5 **p〈0.01 ***Pく0.DOI UkV(μEq/min,/gkw) mean土S. D, 率 ** 象*(n39) 2.O

慨ω

L___一一」 G

After Before Afしer

SHR

’斗1:;1

OSaline OANP 一_____」 一

Before After Before After

WKY SHR

Fig.9 Changes in urine flow and urinary potassium excretion rate before and afterα・hANP injection during 3%sodium chloride solution infusion

9,Fig.10). UKVはANP投与後もWKYより

有意に少なかった(Fig.9). CInは, WKY: 1.22±0.21→1.29±0.18ml/min/gkw, SHR: 1.10±0.16→1.26±0.25ml/min/gkw, CPAH は,WKY:3.41±1.0→3.69±0.49m1/min/gkw,

SHR:3,47±0.53→3.65±0.97ml/min/gkw

(Fig.11参照).このように, CIn, CPAHは両群

共にhANP投与前後で有意な変化は認められな

かった.FFは両群間で差がなかった. RVRは

WKY, SHR共にそれぞれ減少したが,有意な減

少ではなく,RVR減少率はWKY 16.3±23%,

SHR 7±20%で両群間で差はなかった.

Fig.12は0.9%および3%食塩液負荷時の

hANP投与前後での尿中Na排泄率を棒グラフ

に表わしたものであるが,0.9%食塩液負荷時には

SHRにおいてNa排泄の過大反応がおこり(グラ

フ上段),3%食塩液負荷時にはWKYに比し有

意に低下していたNa排泄率がhANP投与によ

一383一

(9)

U隔V(μEq/min./gkw) 10 5 UclV(μEq〆mln、/9kw) ホ

♂∵!∵

●ANP 証

ホホ

ノ群

OSaline OANP

*pく0.05 **Pく0、Ol ***pくO.001 mean±S. D,

O L___一一」 一一一」 L一一一一」 L一一」

Be{ore After Before After Before After Before After

WKY SHR WKY SHR

Fig.10 Changes in urinary sodium and chloride excretion rates before and after

α一hANP inlection during 3%sodium chloride solution infusion

Cin(m〃m「n/9kw) 1.5 1.0 0,5

OSaline ●ANP CPらH(m4/min/9kw>

咽::1:::1:

ot__

Before After

WKY

Fig.11 2.O 1.0 L一一_____」 O Before A仕er

SHR

mean士S, D,

}釈門財::=::

OSa旨ne ●ANP

8efore After Before

WKY

L__一一____」

SHR

After

Changes in inulin and PAH clearance before and afterα一hANP injec− tion during 3%sodium chloride solution infusion

り改善し両群問の差が消失した(グラフ下段). 考 察 腎は体液の量と組成の恒常性を維持する調節臓

器であり,成人では1分間に心拍出量の約25%が

体重の0,5%以下の重量である両腎を流れる。腎臓 では糸球体での血漿の限外濾過,尿細管における 選択的な水と溶質の再吸収,選択的な溶質の分泌

により1分間に約1ccの尿が作られるが,その過

程においては,renin−angiotensin系, kinin・ kallikrein系, prostaglandin系, ADH,また新し

く発見された心房性Na利尿peptide(ANP)など

が複雑に作用しあい,たくみに水分と溶質のbal一 anceを保ち,血圧調節にも大きな役割を果たして いる.そのため病態生理学的意味においても腎の 血行動態,Na・水balanceの果たす役割は大きく, 高血圧の発症および維持機構に腎臓が重要な役割 を果たしていることはよく知られている事実であ る. 病歴と病理組織学的所見から本態性高血圧症に よる腎硬化と診断された6名の腎不全の黒人に, 自己腎を摘出した後,正常血圧者の腎を移植した ところ,腎移植後平均4.5年,最長8年の時点では 血圧は正常,左室肥大,眼底変化も改善し,Naに 対する腎の反応性も全く正常であったという10>. 一384一

(10)

∪助V(μEq/min./9kw) L5 1.O 0.5 0 G,9% NaC1 率*

** *卓 mean土S. D. *P〈0.05 ホ*P<0.01 *零*P〈G.001 Pre ANP WKY 3%NaCl Pre ANP SHR u喝v(μEq/min./gkw) ホ 「一;孫一一一一「 *** 10 5

Pre ANP Pre ANP

WKY SHR

Fig.12 Changes in urinary sodium excretion

rates before and afterα・hANP inlection during O.9%and 3%sodium chloride solution infusion

また,SHRにおいてもWistar系ratとSHR

の間のhybrids(F1)にSHRおよびWistar ratの

腎を移植したところ,SHRの腎はF1の血圧を上

昇させ,Wistar ratの腎はF1の血圧を低下させ

たことからSHR腎に昇圧機序が存在することが

知られている11).

0.9%食塩液負荷時におけるSHR腎のGFR,

RPFは本実験条件下においてはWKYと比較し

小さかったが,尿量,Na排泄は両群同様であっ

た.これはDiBonaら12)やRuddら9)の報告に一致 する.一方,Beierwaltesら13)の行ったclearance

実験ではSHR, WKYでGFR, RPFに差がなく,

尿量,Na排泄にも差がなかった.本研究では尿中

K排泄は有意ではなかったが,SHRにおいて少

ない傾向にあった.Marshら14)の研究では,尿量

は両群で差がなく,Na排泄はSHRにおいて大き

く,K排泄はSHRにおいて少なかった.本実験条

件下におけるWKYとSHRの腎機能を比較する

と,SHRではGFR, RPFが小さく尿中K排泄も

少ない傾向にあり,尿量,尿中Na排泄, Cl排泄は

WKYと同様で, FENaがWKYよりわずかに上

まわっていた.K分泌が主に遠位尿細管終末部

∼皮質集合管で行われ,K分泌の増加は尿細管流

量やNa流入量の増大に主に依存することによ

り15)16),SHRにおいてはおそらく遠位尿細管より 先の集合尿細管∼集合管levelにおいて, Na再吸 収抑制作用が働いていると考えられる.

一方,SHRにおけるK排泄が, WKYと比較し

少ない傾向にあるのは,食餌摂取量の違いによる ためとも考えられる.Mdhringら17)によると,食

餌摂取量は,22∼27週齢のSHR:19.1±0,5g/

day,同週齢のWKY:22.6±0.4g/day,体重増加 は,SHR:2.2±0.3g/day, WKY:2.5±0,1g/day であり,SHRで有意に少なかった.また, Lundin ら18)によると,16週齢では,食餌摂取量は,SHR l 18.6±0.6g/day, WKY:17.7±0.3g/day,体重 増加は,SHR:2.6±0.3g/day, WKY:2.2±0.3 g/day,体重は, SHR:285±3g, WKY:289±3 gであり,差がなかった.食餌摂取量は,体重,体 重増加に反映していると考えられ,100g体重あた りの摂取量で比較すると両者ほぼ同様の食餌摂取 と考えられる.

α一hANP投与により,WKY, SHRともに有意

な尿量,Na排泄, C1排泄, K排泄を認め, GFR,

RPFも増加した.しかし尿量, NaCl排泄の増大

に比較し,GFR, RPFの増加は軽度であり,vehi− cle studyにおけるGFR, RPF, K排泄の増加と 差がなかった,Briggs, Schnermannら19)は, rat 心房抽出物をSD ratに投与し,尿量,尿中Na,

K排泄をみたが,尿量,尿中Na排泄の増加に比

べて,K排泄が少ないという結果を得た. K分泌 が主にその分泌部位の尿細管流量に依存すること から,ANPの主たる作用部位は, K分泌部位から 遠位側,つまり集合尿細管∼集合管にあるだろう と述べている,本実験結果もこれを支持するもの

であった.ANPによるNa利尿作用の作用部位

については,論議の多いところである.また

一385一

(11)

Briggs, Schnermannら19)は, micropuncture studyにより,ANP投与後の近位尿細管と, loop of HenleのHuid absorptionには投与前と比較し 有意な変化はなかったと述べている. Sonnerbergら20)は,腎micropuncture,腎mi− crocatheterization法シこより,rat心房抽出物の静 注前後で近位尿細管終末,遠位尿細管,皮質集合 管,乳頭先端部における尿細管液を採取し,それ

ぞれの部位におけるNa+deliveryの変化をみた

が,近位尿細管ではNa再吸収抑制作用がないこ

と,遠位尿細管,皮質集合管でもNa再吸収抑制作

用がわずかなこと,そして主なANPの作用部位.

は乳頭,髄質集合管であることを示した. さらに,Salazarら4)は,犬にradioactive mi− crosphere methodを用いた実験で, GFRを変え

ない量のANP投与でNa利尿作用が起こり,こ

のときsuperficial cortexの血流がjuxtamedul− lury cortexへredistributionすることを示し,

ANPによるNa利尿は髄質血流増加による髄質

尿細管部のNa再吸収低下によるものであると述

べた.Fujiokaら21)はSHRを用い, radioactive−

microsphere methodを行っているが,この場合

もANPによる血流のouter cortexからinner

cortexへのredistributionを認めている. 一方,犬のclearance法を用いた実験で, ANP

によりFE lithiumやFE phosphateが増加する

こと22)やtotal parathyroidectomyを行ったrat

でANPにより燐再吸収極量が低下すること23)か

らANPが近位尿細管に作用するという報告もな

MAP(mmH琶) 190 18G 170 160 15G I40 130 120 110 100 go α一rANP(3μ9/kg>1.V, 畢 mean土SD, (n=5) (n軍5) 一10 −5 0 5 10 15(min、)

Fig.13 Changes in mean arterial pressure before and afterα・rANP injection during O.9%sodium chloride solution infusion

されているが,ratでのmicropuncture法では認

められていない.

次にSHRとWKYのANPに対する反応性の

違いについてみると,本研究ではSHRにおいて

反応性が大であった.α一hANP 3μg/kg BW.の 投与では,血圧下降に差は認められなかったが,

尿量,Na排泄は有意にSHRにおいて大であっ

た. 本研究にて用いたα一hANPと同濃度の1−28一α一 rANP(ペプチド研)を投与して比較した追加実験 の結果をまとめるとFig.13, Table 4のごとく なる.

3μg/kg B.W,のα一rANP投与によるMAPの

変化は,α一hANP投与時と比較して大ぎく,最大 MAPの下降は, WKY:14.6±6.3mmHg, SHR:

Table 4 Comparison between values ofα一hANP andα一rANP injection during O.9%sodium chloride solution

infus三〇n Strain(n) V iμ1/min/ @ 9。KW) Cln im1/min/ @ 9・KW) CPAH iml/min/ @ 9・KW) UNaV iμEq/min/ @ 9・KW) UKV iμEq/min/ @ 9・KW) UCIV iμEq/min/ @ 9。KW)

FF

i%) %RVRi%) WKYh(7) 5.73±1.94 1。24±0.24 3.59±0.95 0.54±03 1.38±0.38 0.95±0.57 33.5±4,36 20.8±13.5 r(6) 14±4.8*宰 1.07±0.3 3.32±L24 2.42±0.92榊ホ 1,9±0.24串 3,12±0.84料* 34,1±9.3 20±29.6 SHR h(5) 10.3±2.82) 0.86±0.211) 2.79±0,54 135±0.52) 0.98±0.41 1,74±0.51) 31.7±10.5 38.2±13.5 r(6) 20.3±3.7ホ*1) 1.17±0.3 3.07±1.3 3.89±0,92網) 1.72±0.24** 3.83±1.45* 40.4±9,02 46.2±24.3

h:α一hANP, r;α・rANP,%RVR:reduction rate of RVR 率p〈0.05,牌p<0.01,*林pく0.001vsα・hANP 1)p〈0.05,2)p<0.01, vs WKY

(12)

27.6±7.8mmHgであり, WKYと比較し有意に

大であった(p<0.05).Table 4にhANP, rANP

投与時における腎機能の比較を示す.rANPと

hANPの力価の比較は, V, UNaV, UKV, UCIV

はrANPにおいて大であった. RVRの減少率(%

RVR), FF, Cln, CPAHは両朝ともhANP,

rANPで差が認められなかった. rANP投与時に

おけるWKYとSHRの腎機能の比較では,

hANPと同様V, UNaV, UCIVはSHRで大き

く,SHRにおける反応性がWKYより勝ってい

た.

α一hANPとα一rANPは,ともに28個よりなる

アミノ酸であり,互いに1つのアミノ酸だけが異

なっているpeptideであるが,その力価はrANP

において強く,SHR, WKYともにhANPと比較

し降圧効果,Na利尿効果が強力であった.このこ

とはANPの種特異性を示すものと思われる.

SHRにおいて, ANPに対する反応性が高いとい

う報告はいくつかある24)∼26).

Pangら25)は,39∼46週齢のWKY, SHR,

SHR−SP(SP:stroke prone)レこ,ラット心房抽 出物およびsynthetic(101∼126)ANFを4μg/kg の割合いで注入し,血圧,尿量,尿中Na排泄等を 見た.その結果,尿量は,WKY, SHR, SHR・SP

で,それぞれ5倍,12倍,15倍であり,Na排泄は

それぞれ7倍,20倍,22倍であり,降圧は収縮期

血圧でそれぞれ8%,16%,15%,拡張期血圧で

それぞれ3%,13%,12%であり,高血圧ratでそ の反応性が高かったという. Marshら14)は,12∼190pmo1/minの濃度で20分

間のANFの持続注入を行った.結果はdose

dependentに降圧効果が現われ,この降圧はSHR

において大きかった.尿量,Na排泄は, WKYで

は直線的に増加していったのに対し,SHRでは

50pmo1/minまでは増加していったが,95pmo1/

minおよび190pmo1/minの注入では逆に,尿量, Na排泄の低下を認めたという.これはおそらく,

高濃度ではSHRにおいて降圧が大きく,腎潅流

圧が低下したためと考えられる. 人の本態性高血圧者と同様27),SHRにおいても 食塩液による急性容量負荷12)や急性経ロ食塩負 荷28)により,“exaggerated natriuresis”を起こす ことが知られている.本研究においても,0.9%食

塩液負荷時において,ANPによりSHRで過大

Na利尿反応が認められたが,この現象は“exag− gerated natriuresis”の反応に類似しており,この

mechanismの一因にANPが関与している可能

性があると考えられ,これは他の研究者と一致す るところである24)25).一般にratにおいては,生食

菌液やブドウ糖液による容量負荷や,高張食塩

液29),albumin液30)の投与により血中ANPが上

昇することが知られているが,SHRに1%食塩

液を2週間飲水させた場合,plasma中のim−

munoreactive ANPの上昇がWKYに比し大き

いことや31),等張食塩液によるvolume expansion

でSHRのplasma immunoreactive ANPの上昇

がWKYより早く,かつ大きいという報告32)がな されている.これらのことからも“exaggerated

natriuresis”の一因にANPが関与している可能

性が高いと思われる.

高血圧期のSHRにおいて,血中のANPが高

く左房中のANP含量が少ないことが知られてお

り,これは高血圧の防御機構の一つとして血中

ANPが上昇し,このmechanismに左房圧が関与

し,左房から分泌されるためと考えられてい

る6)7).本研究において,0.9%食塩液:負荷時におけ るGFR, RPFが, WKYに比し小さかったにもか かわらず,水,NaCl排泄が同等であったことは前

述したようにSHRにおいて尿細管levelでの再

吸収抑制作用が働いていることを示唆するもので

あり,血中ANPが高いという報告と考えあわせ

ると,この尿細管での再吸収抑制作用にANPが

関与している可能性は高いと思われる.しかし一

方では,14∼15週齢のSHR, SHR−SPにおける

renal basolateral membraneのα一hANPに対す

る受容体の性質で,WKYと比較して親知性が増

加しているが,最大結合容量が減少しているとい

う報告がある33>.また成熟期のSHRとWKYの

aortic ring(4mm)を取出し, methoxamineによ り両aortic ringを0.5∼0.7gの力になるまで収

縮させた後,合成ANPによる弛緩効果を見た場

合,SHRのaortic ringの弛緩率は, WKYに比

(13)

し低値であったが,SHRの心房抽出物の方が

WKYの心房抽出物よりWKYのaortic ringの

弛緩効果が強く,また心房抽出物中のimmuno−

reactive ANPはSHRにおいて高かったとい

う34).SHRの内因性ANPの質的変化や腎血管受

容体の問題については今後の検討が加えられる必 要があると思われる.

高張食塩液の急性負荷により,SHRにおける

水,Naの排泄能の低下が指摘されている35)36).本

研究においても,3%食塩液負荷時において,

GFR, RPFは, WKY, SHRで同様であったが,

水,NaCl排泄はSHRにおいて有意に低下した.

本研究での高張食塩液負荷時における水,NaC1

排泄の劣化には,GFR, RPFがWKYと同等で

あったことから,糸球体濾過以降の尿細管leve1 での異常が考えられる.この水,NaCl排泄能の劣

化が外因性のANP投与により改善したことは,

ANPがSHRにおける尿細管のNa代謝異常に

対して代償的に働くことを示唆するものである.

このSHRでの尿細管leve1での水, Na代謝異常

部位は,近位∼遠位尿細管の間にあると推察され る.これは,0.9%食塩液負荷時に認められた尿細

管での水,Na再吸収抑制作用部位が,主にANP

の作用部位であると思われる集合尿細管から集合 管にあると考えられるからである. 結 語

SHRの水, Na代謝およびANPの病態生理的

役割を明らかにする目的で,0.9%食塩液(等張液)

および3%食塩液(高張液)負荷時において腎

clearance studyを用い,合成α一hANP(3μg/kg B.W.)投与前後において腎血行動態および水,電 解質(Na, K, Cl)排泄状態を観察し,以下の結 果を得た.

1)0.9%食塩液負荷時,ANP投与前のSHRの

RPF, GFRはWKYに比して低値を示したが

(pく0.05),水,NaCl排泄率は同様であり, SHR

において腎尿細管での水,NaCl再吸収抑制作用

が働いていることが示唆された.

2)0.9%食塩液負荷時,ANPの投与はSHRに

おいて,水,NaClの過大排泄を引き起こし, SHR

のANPに対する反応性が正常血圧ratに比較し

一388

変化していることが明らかとなった.特に,ANP

によるNaCl排泄の増加は,その現象の類似より,

SHRの食塩液負荷時において認められる“exag−

gerated natriuresis”の一因にANPが関与して

いる可能性が示唆された.両群ratにおいて,

ANP投与後の水, NaCl排泄の増加に比し, K排

泄の上昇がわずかであったことは,ANPの作用

部位がK排泄部位の先である集合尿細管∼集合

管にあると考えられた.

3)3%食塩液急性負荷時には,SHRのRPF,

GFRはWKYと同様であったが,水, NaCl排泄

率はWKYと比較し有意に劣化し(p〈0.05),

SHRの腎尿細管levelでの水, NaCl代謝異常が

顕在化した.ANP投与によりSHRの水, NaCl

排泄率の劣化が改善した.

以上のことより,SHRにおいては,高血圧,腎

Na代謝異常という一次的な異常に対し, ANPは

これを打消すような作用を示し,同時に腎,血管

でのANPに対する反応性も正常血圧ratに比し

増加していること.が明らかになった. 稿を終えるにあたり,本研究の御指導,御校閲を賜 りました杉野信博教授に深く感謝致します.また,御 協力いただきました当腎センター内科高血圧班の諸 先生に御礼申し上げます. なお,本論文の要旨の一部は,第22回SHR学会総 会,第29回日本腎臓学会において発表したものです. 文 献

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Table 2 Results of clearance study before an  infusion

参照

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