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脳 の 窒 素 代 謝

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Academic year: 2022

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(1)612.. 脳. の. 窒. 素. 代. 82:. 612.. 398. 謝. 第15篇 各. 種 動. 物 脳. 髄extractの. グ ル. タ. ミ ン 合. 成 能. 岡山大学 医学部神経精神医学教室(主 任:奥 村二吉教授) 太. 田. 典. 子. 〔 昭和34年2月14日. 受稿〕. で あ ろ う と の 推 定 を 下 す に 至 り,こ. 緒. 言. 脳神経組織 とア ンモ ニア は,相 互 に 密接 な 関 係 を. モ ニ ア 発 生 面 を 主 と し た 一 連 の 研 究 に 加 え て,更. に,. そ の 処 理 面 を も 併 せ 観 察 す る 必 要 を 感 じ た の で あ る.. 有 し,脳 の異 常興 奮 状態 で ア ン モ ニア が増 加 し,機. 1935年,. 能減弱で減少 す る等 の事 実 は,古 来,多 数 の学 者 に. 膜 切 片,兎,海. よつて記載 され てい る と ころ で あ る1)2)3)4)5)6)7)8)9)10).. ン モ ニ ア か ら,グ. また,我 々が,日 常臨 床 に たつ さわ り,精 神 々経 病,. 其 後, OrstrOm. 或は肝脳疾患 におい て,か か る過 程 の 行 われ て い る. Leuthardt. であろう事 を,容 易 に推 測 し うる症 例 に遭 遇 す る事. hardtm),. Krebs7)は,脊. も,ま た〓 々 であ る.し か し乍 ら,こ の ア ンモ ニ ア. 究 を 行 つ て を り.こ. 椎 動 物 の 脳 皮 質 切 片,網. 〓 の 腎 切 片 等 が,グ. et al.17), Cohen. & Bujard20),. &. Hayano18). Speck21) 22), Frei. Elliott24) 25)等 も,相. ル タ ミ ン 酸 か ら,グ Glutamine. の見解す らとつ てい る ので ある.. 等 の 肝,腎,脳,鳩. ン モニ ア とグ. 黒 鼠,兎,海. の 肝,脳,豚,牛. の 反 応 に は, Phoephate,. を 要 し,促. 加えた際 の,脳 髄 ア ンモ ニ ア並 び に ア ミノ酸 の動 向. C,. について観 察 し,興味 あ る知 見 を得 て来 て い る.著 者. ア デ ノ シ ン3燐 酸,弗 化 物, Pyruvate,. も これ らの研究 の 後 を受 け,鼠 毒 並 び に痙攣 剤 たる. Methionin. モノ弗化 酷酸 ナ トリウ ムを大 黒 鼠 に投 与 し,前 篇35). は,之. に記 した結 果 を得 たの で あ るが,こ の 成績 は,さ き. 処 理 機 構 の 側 か ら追 求 せ ん と 考 え,ま. に同 じ く痙 攣 剤 た る塩 化 ア ンモ ンを 投与 した河 田16). ン 合 成 能 の 問 題 を と り あ げ,以. 進 物 質 と し て, K+,. sulfoxid等. ち, 〓,猫. の 肝 臓 等 に存. 脳の窒素代 謝 に関 す る研 究 を,動 物 に種 々 の処 置 を. A. T. P.,阻. 19), Leut‑. ル タ ミ ン を 作 る酵 素,即. Synthetaseは,大. Citrate,. &. 継 い で この 方面 の研. れ ら に よ る と,ア. い現状 であ り,著 者 らは,む しろ多 元 的 で あ ろ う と. して い て,こ. ル タ ミン酸 と ア. ル タ ミン を 作 る 事 を 発 見 し た が,. の源泉 につ いて は,諸 説 い ま だ定 ま るに至 つ て い な. 著者の教 室 では,近 年,こ の ア ン モ ニア を め ぐる. こに従 来 の ア ン. DPN,. Mg++,. O2. Cytochrom. 碍 物 質 と して,ア. デ ニ ン,. Crystalviolett,. が あ る と され て い る.著. 等 を 参 考 と し,脳. の 窒 素 代 謝 を,ア. 者. ンモ ニ ア. つ,グ. ル タ ミ. 下 の 知 見 を 得 た.. の知見に比 し,そ の ア ミノ酸の 態 度 が 著 し く異 つ て 実. いる事が注 目され た. 脳内の生 化学 的 過程 は,誠 に複 雑 多 岐 で,単 に, アンモニア とア ミノ酸 の 消 長 の み と りあげ る に して. ①. Enzyme. 験. Solutionの. 体 重 約100gの. 方. 法. 作 製25). 大 黒 鼠 を 断 頭,脳. 髄 を 摘 出,直. も,無 数 の化学 反応 が,絶 えず 繰 返 され て い る で あ. ち に ド ラ イ ア イ ス ア セ トン 冷 剤 で 凍 結,秤. ろう事 は,想 像 に難 くな い.こ れま で,私 達 の教 室. 20倍 容 の 冷 却 ア セ トン を 用 い てhomogonizeし,. では,こ の うち主 と して ア ンモ ニア 発 生面 の側 に立. 吸 引 濾 過 を 行 う,之. に,冷. 却 ア セ トン 及 び エ. つて考究 をす すめ て来 たの で あ つ たが ,先 述 の河 田. ー テ ル を 用 い て 充 分 に 洗 滌 し,真. 空 乾 燥 によ り粉 末. は,塩 化 ア ンモ ン投与 時 に 見 た グ ル タ ミンの 増 量 を,. と す る.. in vivoに お け る グル タ ミン合 成 の為 で あ ろ う と考. を,更. 量, 15〜. 上 記 粉 末 を 秤 量 し, 50倍 の 再 蒸 溜 水 を 加 え,混. え,著 者 は,モ ノ弗化 酷酸 ナ ト リウム 中毒 時 の グ ル. 遠 沈 し,上. タミン減少 は,グ ル タ ミン合成 過 程 の 阻 碍 に よ る の. 4.2酷 酸 緩 衝 液 を 加 え,遠. 清 を4℃. に 冷 却,更 沈,沈. にl/5容 渣 をpH.. のpH. 7.2燐. 和.

(2) 2134. 太. 酸 緩 衝 液2.5㏄ ②. 田. 典. に 溶 解 さ せ る.. 子. 第1表. グ ル タ ミン の 定 量26). 合成能. 作 用 後 の 試 料 を と り こ れ に 等 量 の10%三 液 を 加 え,反 70℃26)に. 応 を 止 め,遠. 保 つ て,グ. 沈,上. 塩化酷酸. 清 を75分. 間,. ル タ ミ ン を 水 解 せ しめ,生. た ア ン モ ニ ア をConway微 定 す る.こ. の 際,既. 健 常 大 黒 鼠 脳 髄eatractのglutamiae. じ. 量 拡 散 分 析 法 に よ り測. 知 濃 度 の グ ル タ ミン 標 準 液 を 一. 次 標 準 と す る. ③. ア ン モ ニ ア の 測 定2) 4). Coaway. Unitの. 外 室 に 飽 和 炭 酸 カ リ液,. 内 室 に は 田 代 氏 指 示 薬 含 有0.0004N塩 入 れ て お き,外. しめ た 後,内. 酸1.0ccを. 室 へ 検 液 を 正 確 に, 0.5cc注. 外 室 の 内 容 を 混 合 し, Unitを1時. 1.0cc. 加 す る.. 間 静 置,吸. 室 の 塩 酸 を, 0.0015N水. 収せ. 酸化 バ リウ. ム を 用 い て 滴 定 す る.. 実 第1表. は,健. 験. 結. 果. 常 大 黒 鼠 脳 髄extractの. ン 合 成 値 で あ る.前. 述 のEnzyme. グル タ ミ. Solutionに,基. 質 を 加 え, Warburg恒. 温 槽 中, 37℃,. 中 でincubateの. 後,グ. ル タ ミ ン 量 を 測 定 し た.単. 位 は μM/tube,. Reaction. Systemは. 25分 空 気 相. 下 記 の 如 くで. 均 は, 1.53μM/tubeで 分 布 表 で 示 せ ば 第1図. あ る.. 第2表. 表 に 示 す 如 く,グ 1.78μM/tube,最. ル タ ミ ン 合 成 量 は 最 高,. 低,. 1.20μM/tubeで,. 100と す る.次. 質 は そ の ま ま と し,基 の で,値. の 欄 は,他. た次 に,ア. グ ル タ ミ ン合 成 量 は. ン モ ニ ア 源 で あ る ヒ ドロ キ. シ ル ァ ル ミ ン を 除 外 し た も の で は,完 つ て い な か つ た.エ. の物. 質 の グ ル タ ミン酸 を除 い た も. は, 0.07μM/tubeで. 0に 近 い.ま. 全 に反 応 は起. ネ ル ギ ー 供 給 源 で あ るA.. を除 外 し て 行 つ た も の で は,計. の 如 くな る.. 基 質 を除 去 して行 つた実験結 果であ. る.. ReactionSystemの. 先 づ, Reaction Systemの 各作用物質を含有せ る Complete System"に よ る値 は , 1.7μM/tubeで れ を 対 照,. 上 の 分 布 を度 数. 12例 の 平. 第2表. あ り,こ. は,各. あ つ た.以. T. P.. 算 量0.14μM/tube,. 検. 討. 対 照 と 比 べ る と僅 か に8%に. 過 ぎ ず,こ. の 場 合 もグ. ル タ ミ ン合 成 反 応 は 殆 ど行 わ れ な い様 で あ る.更 に こ の 反 応 に 於 て 賦 活 物 質 と して 働 くと 云 わ れ る シス テ イ ン を 除 い て み る と0.34μM/tube合 な つ た.ま. た,グ. 成 率20%と. ル タ ミ ン合 成 反 応 を促 進す る とさ. れ る 塩 化 マ グ ネ シ ウ ム を 除 い た と こ ろ,こ の場 合は, 0.40μM/tubeで. あ つ て,約23%の. 最 後 の 欄 に 示 す 如 く, Enzyme の で は 反 応 は 全 然 起 らず,上. 合 成 率 で あつ た1 Solutionを. 欠 くも. 記 め 反 応 が醇 素 反応 で..

(3) 脳. 第1図. の. 窒. 素. 代. 謝. 2135. あ る事 を確 信 させ る.. 健 常 大 黒 鼠 脳 髄extractのglutamine. 第3表. 合 成能 分 布図. は,作. 用 時 の 水 素 イオ ン濃 度 を 種 々変 え て. 行 つ た 実 験 結 果 で あ る.表 行 つ た も の が,合. 成 値 最 も高 く,最. 最 低1.4μM/tube, つ た . pH.. に 示 す 如 く, pH.. も の は,平. あ つ た.又,酸. あ. 均0.97μM/tubeで,. pH.. 過 ぎ な い.同. 様 にpH.. 均1.05μM/tubeで74.5%で. 性 側,. 1.0μM/tubeで54.5%で が,こ. 高1.9μM/tube,. 5例 平 均 は1.6μM/tubeで. 7.4で は,平. 7.2の も の に 比 べ る と58%に 8.0の. 7.2で. pH.. 6.0の. あ り,結. 所 で は,平 局, pH.. 均. 7.2の 所. の 反 応 の 至 適 水 素 イ オ ン濃 度 と 云 う 事 に な る.. 以 上 の 検 討 で, in vitroの 第1表. グ ル タ ミ ン 合 成 に は,. に 示 し た 条 件 が や は り 適 当 の 様 で あ る か ら,. こ の 条 件 で,各. 種 動 物 脳 の そ れ を 検 索 し た の が 第4. 表 で あ る. 第4表(a)は,二. 第3表. 第4表. pHの. 検. 各 種 動 物 脳 髄eatractのglutamine. 〜50gの. 合 成 能. Enzyme. 十 日鼠 の そ れ で あ る.体. 重30. 討. 二 十 日鼠 を 用 い,断 Solulionを. 作 る 事,大. グ ル タ ミ ン 合 成 値 は,最 0.41μM/tubeで, あ り,大. 頭 に よ り脳 髄 を 摘 出,. 高,. 黒 鼠 と 同 様 で あ る.. 1.33μM/tube,最. 低,. 10例 の 平 均 は, 0.81μM/tubeで. 黒 鼠 に 比 べ る と,可. 成 り活 性 度 が 劣 つ て い. る 様 で あ る. (b)は,な る.条. ま ず 脳 髄extractに. よ る合 成 値 で あ. 件 は 前 二 者 と 同 様 で あ る.値. 1.64μM/tube,最. は,最. 高,. あ り,. 8例. 低0.98μM/tubeで. の 平 均 は, 1.18μM/tubeで,丁. 度 大 黒鼠 と二 十 日. 鼠 の 中 間 で あ つ た. (c)は あ る.材. ひ と の 脳 髄extractを 料 は,陣. 用 い て 得 た値 で. 内 外 科 に お い て,脳. 手 術 の 際. 得 た も の を 提 供 さ れ た の で あ つ て,第1例 2.45μM/tube,第2例. で, 1.15μM/tubeで. 以 上 の 分 布 を 図 に 示 せ ば,第2図. で, あ つ た.. の ご と く に な る..

(4) 2136. 太. 第2図. 田. 典. 子. 各 種 動 物 脳 髄extractのGlutamine合. め て 狭 い 範 囲 に 密 集 し て い る事 か ら,大 黒 鼠脳髄. 成 能 分 布 図(〓 は 平 均 値 を 示 す). extractの. グ ル タ ミ ン合 成 値 は,先. に あ る と み て,大. づ この値 の前後. し た 誤 り は な い も の と考 え られ る .. 次 は, ReactionSystemの. 検 討 で あ るが,基 質. で あ る グ ル タ ミ ン 酸 が な い 時,ま. た ア ン モ ニ ア源 で. あ る ヒ ドロ キ シ ル ア ミ ン を 欠 く時,共. に グル タ ミン. が 合 成 せ ら れ ぬ の は 当 然 で あ る. A. T. P.は,こ energy. の 反 応 が 進 行 す る 際 の 直接の. donorと. 考 え られ て い る の で あ るが,こ の. 物 質 を 欠 く時,や. は り反 応 は 強 く阻 害 さ れ て を り,. Elliott et al. 24)25)が 述 べ て い る の と よ く一致 す る. シ ス テ イ ン を 欠 い た 場 合 の 合 成 率 の 低 下 は,こ の 反 応 に,同. 物 質 の 占 あ る 役 割 が ま た少 な か らぬ 事 を示. し て い る. Mg++も 検 し た 所 で は,こ. 不 可 欠 と され て い るが,私. の. れ を 欠 い て い て も,尚 合成 が可 成. り の 量 に 行 わ れ る 場 合 も あ つ た.こ れ は, Elliott の 結 果 と 矛 盾 して い る点 で あ るが,し を 欠 い て は,グ purified. ル タ ミ ン合 成 が 停 止 す る とい うの は,. extractの. extractで,一. か し, Mg++. 場 合 で あ り,私 の 用 い た, crud e. 部 の 例 に この 現 象 が 見 られ ぬ のは,. 敢 え て 怪 し む に 足 らぬ 事 か と も考 え て い る, Enzyme Solutionの 考 先 づ 大 黒 鼠 の 値,. 察. よ く一 致 し て を り,私. も の で あ る が,こ. ル タ ミ ン,γ. と,グ. ア ミ ノ 酪 酸,お. は,今. ル タ ミン合 成 に つ い て で あ. 迄 に 得 られ た,ア. ンモ ニ ア,グ. 緒 言 に ものべ た ご と く,脳 髄 ア ンモニアは,脳 の. な わ ち,グ. ル タ ミ ン 合 成 量 は,. 伴 つ て増 減 し,ま た 同時 に,こ れが,脳 の機能変化. 接な関係を有 する. を 導 き出 す と も考 え られ る の であ る.河 田16)は,. ル タ ミン量 の 多 寡. 塩 化 ア ン モ ンを 大 黒鼠 に与 え,脳 髄 ア ンモニア量を. 等 動 物 程 低 く,高. 致 した関 係 が. 極 度 に増 加 せ しめ て おい た とき,同 時 に グル タミン. 等 動 物 に高 い と い う事 に. が 増 量す る こ とを のべ,生 体 にお いて,グ ル タミン. ル タ ミ ン合 成 が,脳. 密 接 な 関 係 を 有 して い る 事 を 暗 示 す る.興 で あ る.. 種 動 物 の,グ. 機 能 と密 接 な関 係 を有 し,種 々の脳髄 状態の変化に. れ を 見 る と,グ. な る よ う で あ つ て,グ. る が,第5表. の 経 験 し た所 で は,. あ つ た.. ル タ ミ ン合 成 値 に 併 記 し た. ル タ ミ ン合 成 値 と の 間 に は,一. あ り,下. 値は極. 次 に,各. 検 討 で あ る が,私. 適pH.で. 応 は起 らな い.. よびア. グ ル タ ミ ン含 量 と,密. も の の 如 くで あ る.す. れ. 7.2が,至. 論,反. 健 常 大 黒 鼠 並 び に 各 種 動 物 の 脳 髄 所 見(平 均値). ス パ ラ ギ ン 酸 の 値 を,グ. in vivoの. あ る が,こ. 用 い た実験 結 果 に. の 行 つ た 実 験 で も,数. 第5表. ル タ ミ ン 酸,グ. 次 のpH.の. 1.53μM/tubeで. は, Elliott25)のbrain‑extractを. 加 わ ら ぬ 際 は,無. の機 能 と,. 合 成 過程 が,ア ンモ ニ ア処 理 的に働 いていると考え. 味 あ る値. た.も とよ り,ア ンモ ニア は,脳 に とつては有毒な 物 質 で あ るに相 違 な く,脳 は,こ れ を速 やかに処理.

(5) 脳. す る必 要 上,か この 際,特. の. 窒. 素. か る意 味 で の グ ル タ ミ ン合 成 過 程 は,. (1). は 肝 脳疾 患 等. (2). しい 事 は,日 常 の 臨 床 に お い て も,〓 々 経 験 す る と こ. 量 に蓄 積 され る こ. と と な り, Ammonia. mechanism,ひ. (4) 平 均,. 或 は薬 剤 投 与 時 の,グ. つ て,種. あ つ た.. は,平. 均,. 黒 鼠 に 劣 る.. な ま ず 脳 髄extractを. 用 い た も の で は,平. 均,. あ つ た.. ひ と脳 髄 例 は,わ. づ か2例. 1.80μM/tubeで. あ つ た.. に 過 ぎ な か つ た が,. い 文. ては,グ ル タ ミ ン合 成 過 程 の 破 綻 が 起 つ て くる 事 が, 容 易 に 想像 さ れ る の で あ つ て,従. 均, 1.53μM/tubeで. あ り,大. 1.18μM/tubeで. 的 状 態 で は,. 増 加す るの み で 処 理 さ れ ぬ 為,多. グル タ ミン合 成. 二 十 日 鼠 脳 髄extractで. (3). 過 性 に ア ン モ ニ ア が 増 量 して も,. removing. 記 条 件 で,平. 0.81μM/tubeで. ろで あ り,こ の 事 に 関 し て は 先 に も ふ れ た が,こ れ は,. 直 ち に 処理 さ れ 症 状 を 来 さ ぬ に 反 し,病. 2137. 健 常 大 黒 鼠 脳 髄extractの. 値 は,上. で,重 篤 な 精 神 症 状 が,ア ン モ ニ ア 増 量 に 起 因 す る ら. 正 常 な 状態 で は,一. 謝. 分 析 法 を 用 い て 測 定 し た.. に 重 視 さ るべ き 問 題 で あ ろ う.. と ころ で,或 種 の 精 神 病,神 経 病,或. 代. 々 の 疾 病,. 便 宜 上.第16篇. 献. に ま と め て 記 す.. ル タ ミン 合 成 能 の 研 究 は,今. 後の 重 要 な 課 題 の 一 つ と い え よ う. 著 者 の 実 験 は,動. 物脳 髄 お よ び少 数 の 人 脳髄 にお. け る,グ ル タ ミン 合 成 能 の 正 常 値 を 明 ら か に し,向 後 の,か か る研 究 に,基. 礎 的 役 割 を 果 す も の と信 じ. る. 総. 括. 各種 動 物 脳 髄extractの 25分, pH.. 7.2,空. グ ル タ ミ ン 合 成 能(37℃,. 気 相)を,. Conway微. 量 拡 散. Nitrogen Part. 15. Studies. Metabolism. on. Brain. of the. Activities. Extracts. of. Brain. Glutamine. of Various. Synthesis. in the. Animals.. By Tsuneko ota Department. The ved. by. 37•Ž,. activity means pH. 1) tube. on. The an. of of. 7.2. glutamine. the. for. 25. activity average. synthesis. Conwsy's. in. the. microdiffusion. minutes of. under. glutamine. brain. extracts. analysis. aerobic. condition. synthesis. in. .. Medical School. of. The. various. brain. extracts. animals were. were. obser. incubated. at. .. the. normal. rat. brain. and. was. extract. was. 1 .53 ƒÊM. per. .. 2). In. the. mouse. 3). It. was. 1.18ƒÊM. 4). In. the. average.. of Neuropsychiatry, Okayama University (Director: Prof. Nikichi Okumura). human. brain. it. per brain. averaged. tube. on. ,. even. 0.81ƒÊM an. average though. per in only. tube the two. cat-fish cases,. lower. brain. .. it. was. than. 1.80 ƒÊM. the. rat's.. per. tube. in.

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