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エフェドリンのラット胎仔心におよぼす影響

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(1)

原 著

〔書女購57第三6薦骨〕

エフェドリンのラット胎仔心におよぼす影響

東京女子医科大学 第二病理学教室(主任:梶田 昭教授) 東京女子医科大学 実験動物中央施設(施設長:小山生子教授) カナ イ

金 井

孝 夫

タカ オ (受付 昭和62年2月14日)

The Effects of Ephedrine on the Fetal Rat正【eart Takao KANAI

Department of Pathoiogy(Director:Prof. Akira KAIITA) Institute of Laboratory Animals(Director:Prof. Ikuko KOYAMA)

Tokyo Women,s Medical College

The cardiovascular teratogenicity and embryotoxicity of ephedrine were studied in rat fetuses.

Pregnant Wistar−Imamichi rats were treated with a single intraperitoneal injection of O.1,1,100r 50 mg/kg・ephedrine on day 9,100r ll of gestation. Sacrifice of the rat was carried out on day 200f gestation with removal of fetuses. Fetuses were examined for congenital anomalies. Cardiovascμlar malformations were observed in 20.6%(105/509)of treated fetuses. The frequency of fetuses with anomalies was dose・dependent,and was 8.2−27.2%by the administration of O.1−50 mg/kg ephedrine、 There were no significant differences in the malformation rate among fetuses dosed on day 9,100r ll gestation. All of the cardiovascular malformatigns demonstrated were ventricular septal defects, two

of which were associated with overriding aorta(2/105 fetuses:1.9%)。 Extracardiac malformations

were not observed in these fetuses. The concentration of ephedrine in the maternal serum and the embryo 1,3and 6 hours after intraperitoneal inj㏄tion of ephedrine(50 mg/kg)wereユ9。2,7.2 and 1.9 μg/ml, and 34.9,9.5,2.7μg/g body weight res】兜ctively. Ephedrine was not detected in thεmaternal serum or the embryo 12 hours after injection. These results indicate that ephedrine administration to rats during early stages of pregnancy affects their fetuses and causes cardiovascular malformations.

緒 言 エフェドリンは,1887年に初めて長井1)により,. 漢薬の麻黄Ephedra vulgarisに含有する主成分 として,アルカロイドのかたちで抽出された.そ の後,Miller(1925)2)によって,治療の目的で初め て医薬として気管支喘息に対して使用された,古 い歴史をもつ薬物の一つである.現在では,呼吸 器ならび循環器系障害に対して,幅広く使用され ている3)∼5). しかし最近,交感神経作動薬によって心奇形が 誘発されたという実験報告6)∼mがいくつか出さ れ,ヒトにおける臨床報告も発表されている12).エ フェドリンにおいても,その催心奇形性の可能性 が示唆されているが13)14),哺乳類への影響にりい ては,まだ報告がなく,その催心奇形性について は不明な点が多い. 今回,著者はラヅトを用いて,エフェドリンに よる心・血管系の発育におよぼす影響を調べ,ま た同時に投与後のラット母体および胚におけるエ フェドリンの濃度を経時的に測定し若干の知見を 得たので報告する. 方 法 1.薬物 1一塩酸エフェドリン(C、。H15NO.HCI分子量:

(2)

201.70大日本製薬製)を用いた. 2.実験動物 Wistar−Imamichiラット(8週齢)を動物繁殖 研究所(埼玉)より入手し,1∼2週間の予備飼 育期間をおいて試験環境に馴化させた後,約10週 齢前後のものを実験に用いた.実験に用いたラッ ト母体総数は54匹であった.連日,午前中に性周 期を判定するために膣垢採取を綿棒法15)にて行な い,ギムザ染色を施し鏡検した.有核上皮細胞を 主体に白血球を欠く像を発情前期とし,これに該 当した雌ラット1∼2匹を夕刻6時前後に雄(2 ∼3匹)のケージ内に入れた.従って雄2∼3匹 に対し雌1匹,もしくは雄2∼3匹に対し雌2匹 の複数:単数,または複数:複数の方式で交配さ せた15).翌朝,膣栓もしくは腔垢塗抹標本上に精子 を確認した日を妊娠0日とした.飼育環境は,室 温20∼23℃,湿度50±10%,人工照明12時間(8: 00∼20:00),換気はオールフレシュエァ方式で, コンベンショナルな条件であった.飼料は実験動 物用固形飼料(MF:オリエンタル酵母社内)を自 由に摂取させ,飲水(水道水)は自動給水により 行った.また,入手後より解剖にいたるまでの期 間において,毎日,定期的にラットの自発運動,』 姿勢,呼吸運動,被毛(立毛,脱毛の有無),眼球 結膜の状態などの一般状態を観察した. 3.投与方法 1)投与溶液の調整方法および投与経路 エフェドリンを投与直前に滅菌蒸留水で希釈 し,ラットの体重100gあたり0.5mlになるように 調整した.投与は,ラットを勤怠に保定し,腹腔 内に注射にした. 2)用量段階の設定 塩酸エフェドリンのLD50は,ラットにおいては 165mg/kg(腹腔内投与)16)とあり,この報告を参 考に,本実験に先立ちエフェドリン投与量を,0.1, 1,10,50および100mg/kgとして予備実験を行っ た.その結果,100mg/kgの投与例では,投与直後 に母体が死亡し,解剖により両肺における高度の うっ血と水腫,肝のうっ血などが顕著にみられ, 急性循環障害を思わせる所見が得られたので,母 体の致死的中毒量の可能性を考え,本実験ではこ の用量を除いた.従って,本実験でのエフェドリ ン投与量を0.1,1,10,50mg/kgと設定した.対 照群は,蒸留水を投与した群と,無処置の群をお いた. 3)投与時期の設定 ラットの器官形成期において,循環器系の発生 の比較的初期17)である妊娠9,10および11日のい

ずれかの時期にエフェドリンを単回投与した

(Fig.1).対照群では蒸留水を同様に七回投与し た. 4.剖検時の母体および胎仔の形態学的観察 1)母体:妊娠20日目にエーテル麻酔下で,帝王 切開し胸・腹部臓器の形態異常の有無を検索し, 卵巣および子宮とともに胎仔を摘出した. 2)胎仔:摘出した子宮を切開し,生存胎仔を数 えた後,死亡胎仔については胎生早期(着床痕, 胎盤遺残,吸収胚)および胎生後期(浸軟胎仔, 死亡胎仔)の異常について調べた.次に生存胎仔 の体重,頭智長および性別を調べ,性比は雄胎仔 の雌胎仔に対する比(♂/♀)を求めた.頭部,躯 幹部および四肢部における形成異常についての外 表検査を必要に応じ実体顕微鏡(Nikon SMZ−10) 下で行なった.さらに胎仔をエーテル麻酔し,実 Mating R。,♀ ↓ Sperm Ephedrine iniectiQn o ObservatiQn / 0 1 9−U Day of gestation

Fig.1 Procedure of ephedrine・administration to the rat.

(3)

体顕微鏡下で眼科鋏刀を用い,胸・腹部に正中切 開を加え,胸・腹部臓器を露出した.心臓にカル ノア固定液(エタノール6:クロロホルム3:酢 酸1容)を26ゲージの注射針をつけた1ml注射筒 に入れ,右心室から肺動脈に流す方向で,自由壁 より中隔壁を傷つけないように注意しながらゆっ くり注入して固定を行なった.固定後,胸腺を観 察し,ノエス小鋏刀および眼科ピンセットを用い て胸腺を摘出後,固定された大動脈の走行・分岐 の異常の有無などを調べた.次に右心室心尖部よ り肺動脈起始部までの自由壁に切開を加え,さら に右心室流入部から右心房まで切開し,大静脈系 と右心房とのつながりを確認し,右心房,三尖弁, 右心室,心室中隔の形態を観察した.その後,肺 動脈,動脈管の状態も検索した.左心系の観察は ピンセットで心臓を軽く持ち上げ左心房へ流入す る肺静脈を確認し,左心房後壁,左心室自由壁を 切開し,左心房,僧帽弁,左心室の形態異常の有 embryos(0.5−1g) ↓ add,0,1N HCI(10ml) homogenize for 3min(twice)

centrifuge atユ0,000rpm for 20min

HCl layer

add,20%Na2CO3(2ml)

extract with ethy玉acetate(18rnl) cerltrifuge at 3,000rpm for 10min

ethyl acetate layer (10ml)

無を調べた.さらに肺,肝,脾,腎,腸管などの 諸臓器についてもそれらの位置,大きさ,形状な どを観察した.Wistar−lmamichiラットに先天異 常としてみとめられている水腎症,尿管拡張の有 無18)にも注意して観察を行った.また実体顕微鏡 の接眼レンズに,1cmを100等分した接眼測微計 (1目盛り:0.1mm)を入れ,計測用とした. 5.エフェドリン投与後のラット母体血清およ び胚中のエフェドリン濃度の経時的変動 妊娠10日目のラットを用い,エフェドリン50 mg/kgの用量で腹腔内に投与し,1,3,6および 12時間後にそれぞれの母体をエーテルで麻酔後, 開胸・開腹した.左右の子宮および卵巣動・静脈 を小鉗子で挾み,血液の流血をとめ,卵巣および 子宮を摘出した.つぎに腹腔内投与によるエフェ ドリン溶液を洗い落とすために,摘出した卵巣お よび子宮を生理食塩水で洗浄した.眼科用鋏およ びピンセットを用い,子宮を切開しラット胚を胎 maternal serum(1ml)

add, disti1}ed water(1m1)

and 20%Na2CO3(0.5m/)

extract with ethyl acetate(6ml)

ethyl acetate layer (5m/)

concentrate to O,4m/under N2 at 40℃

add, heptaf/uorobutyric anhydride(0.1mD incubate at 60。C for 40min

evaporate under N2 at 40℃ dissolve with acetone

aCetOrle solution

FTD−GC*

same as left

FTD−GC*

Fig.2 Assay procedure of ephedrine in whole body of embryos and maternal serum 米FTD−GC, name thermionic detector−gas chromatography.

(4)

盤から剥離しながら胚の数を調べ,重量を測定し た.ついで,共栓付き遠心管に1母体より採取し た胚のすべてを入れ,0.1N塩酸10m1を加えた 後,ブレソダーで3分間,2回ホモジナイズを行 なった.また,直接エフェドリンに触れていない 母体の胸腔側(右心室)より母体血清を採血し, 3,000rpm,15分間で遠心分離を行い,血清1mlを 採取した.エフェドリンの濃度は,以下,Fig.2に 示す手順で操作し,熱イオン化検出器付ガスクロ マトグラフィー(Hame thermionic detector−gas chromatography:FTD−GC)で測定を行った.な おガスクロマトグラフィーの条件は以下に示す通 りである.装置は島津7AGガスクロマトグラフ (FTD−8付)を使用し,カラムは内径3mm×長さ

50cmのガラスカラムに2%OV−17を被覆した

Uniport HP(80400mesh)を充填した.カラム温 度は120∼150℃(10℃/min)で,試料注入口温度 は250℃,キャリアーガスはヘリウム(50ml/min) を用い,チャートスピードは5mm/minの速度で 行った. 6.検定法 各測定値に対する統計は,Studentの非対標本 (non−paired sample)のt検定,一元配置分散分 析,カイ2乗検定により行い,1危険率p<0.05を有 意差として判定した. 結 果 1.エフェドリンのラット母体および胎仔にお よぼす影響 1)母体へおよぼす影響 (1)エフェドリン0.1∼50mg/kgの投与群の母 体は,対照群と比べて母体の自発運動の充進およ び抑制もなく,異常姿勢はみられずまた呼吸運動 においても変化はなかった.投与後より解剖にい たるまで運動,姿勢,被毛,また結膜な:どの一般 状態に異常はみられなかった. (2)妊娠20日目の解剖では,被毛の状態も良く 栄養も良好であり,肉眼的に,胸・腹部の内臓諸 臓器(心,肺,胸腺,肝,脾,腎,尿管,膀胱, 副腎,腸管など)の位置,大きさ,形状に変化は なく,また限局性病変も認められなかった.対照 群も同様であった. 2)胎仔へおよぼす影響 (1)胎仔観察 帝王切開後の胎仔の観察結果をTable 1に示 した.観察した胎仔の総数は705匹であった.吸収 胎仔および死亡胎仔の出現は0.1,1,10mg/kg投 与群ではみられず,いずれも50mg/kg投与群にお いてのみ出現した.吸収胎仔数は6例(3.4%), 死亡胎仔数は2例(L2%)であり,胎仔死亡率は 胎生早期および後期をあわせた胎内発育の全期間 においては,4.5%で出現し,対照群との間に有意 の差を認めた.産仔数,性比はそれぞれ0.1∼50 mg/kg投与群で,対照群との間に統計上,有意差 を認めなかった.また体重および外表異常は,い ずれの投与群および対照群においても認めなかっ た.

Table l Pregnancy characteristics of ephedrine・induced and control groups in rat fetuses

Dose of−

No, of撃奄狽狽?窒 No. of 奄高垂撃≠獅狽 No. of 窒?唐盾窒b??and р?≠?fetuses @ (%)1 Live fetuses iper litter) Sex ratio i♂/♀) Fetal b盾р凵│ v窃ht Fetal b「own’「ump @ length「 @ (cm) 0.1 5 73 0/73(0) 73(14.6±1.5) 34/39(0.87) 4.3±0.3 4.0±0,1 1 6 83 0/83(0) 83(13.8±2.6) 44/39(1.13) 4.3±0.4 4,0±0,4 10 15 184 0/184(0) 184(12,3±2.2) 90/97(0.96) 4.5±0.5 4.1±0,2 50 13 177 82/177(4.5)3 169(13,0±2.6) 76/93(0.82) 4.4±0.5 4.0±0.2 Control distilled water 5 62 0/62(0) 62(12,4±2.1) 25/37(0.68) 4.2±0.4 4.5±0.1 untreated 10 126 0/126(0) 126(12,6±2.9) 60/66(0.91) 4.4±0.5 4.1±0.2

1。No. of resorbed and dead fetuses:(Number of resorbed fetuses十dead fetuses)/(Number of implants)×100

2,This value included six resorbed, one macerated and one dead fetuses, 3。Signi且cant at p〈0.051evel from control groups.

(5)

Tab且e 2 Cardiac malformations induced by ephedrine in rat fetuses

Dose of

No. of Live fetuses Malformations Malformation type

ehedrine

img/kg) 且itters (per litter) (%) Ventricular唐?垂狽≠?defect(%)

纏「i繍

0.1 5 73(14.6) 6/73(8.2) 6/73(8,2) 0/73(0.0) 1 6 83(13,8) 13/83(15.7)串 13/83(15,7)’ 0/83(0.0) 10 15 184(12.3) 40/184(21.7)’ 40/184(21.7)“ 1/184(0.5) 50 13 169(13.0) 46/169(27.2)串 46/169(27.2)’ 1/169(0.6) Control distilled water 5 62(12.4) 2/62(3.2) 2/62(3.2) 0/62(0.0) untreated 10 126(12.6) 4/126(3,2) 4/126(3.2) 0/126(0,0)

寧Signi丘cant at p<0.051evel from control groups.

塁 曇 8(%) 起・・ 尋 §20 も 豪 雪 10 罫

Cardiac malfomed/Total fetuses (>percentage of malformed fetuses

[]ventricular septal defect

■overriding aorta 6/73 (8.2) 13/83 (15.7) 40/184 (21.7) 46/169 (27.2) 2/62 4/126 (3.2> (3.2) 0,1 1 10 50 distilled untreated water

Dose of ephedrine administered(mg/kg) Control

Fig.3 Frequency of fetuses with cardiac malfo卜 mations induced by ephedrine in rats.

(2)内臓観察 エフェドリン投与群のうち105例(20.6%)に心 奇形が認められた.いずれも心室中隔欠損であり, 0.1∼50mg/kg投与群のそれぞれに認められた. 奇形出現率は投与量別に0.1,1,10,50mg/kgの 順で,おのおの8.2,15,7,21.7,27.2%であった. エフェドリンの投与量を増すと,心奇形の発生率 が増加した(Fig.3)。また対照群との間で, o.1 mg/kg投与群を除き,1∼50mg/kg投与群のそれ ぞれにおいて,1mg/kg投与群でp〈0.05,10およ び50mg/kg投与群ではp〈0.01で有意の差を もって奇形が認められた(Table 2).心室中隔欠 損の位置は,すべて膜様部を含む室上稜下部 (Photo 1)であったが,10および50mg/kg投与群

Photo l Photograph demonstrating simple ventricular septal defect(VSD)induced by ephe・

drine in rat fetus,

TV, trivuspid valve;IVS, interventricular se・ ptum;PA, pulmonary artery.

ではそれぞれに1例ずつ大動脈騎乗(Photo 2)の 合併が認められ,その発生率は0.5%および0.6% であった.大動脈弓の分岐状態には全例ともに異 常はみられなかった.対照群では蒸留水投与群お よび無処置群のいずれも3.2%の発生率で心室中 隔欠損がみられた. また心・血管系の奇形発生頻度は,妊娠9日目 にエフェドリンを投与した群では25.0%,10日目 では25.0%,11日目では16.7%でみられたが,有 意差検定によるとこれらの間の差は認められな かった(Fig.4).心奇形はいずれも膜様部を含む 室上稜下部の心室中隔欠損であり,10日目におい ては大動脈騎乗が0.5%(1例)で認められた.ま

(6)

た大動脈弓の形成異常は,いずれの投与日の胎仔 にもみられなかった. 心室中隔欠損孔の大きさをTable 3に示した. 欠損孔はいずれも類円形であり,0.1∼50mg/kg 投与群でそれぞれの平均値は0.03,0.03,0.04, 0.04mm2であり,これらの間に有意差は認められ なかった. 心・血管系以外の胸腺,肺,肝,脾,腎および 腸管など胸・腹部内諸臓器の異常は認められな かった. 2.エフェドリン投与後のラット母体血清およ び胚中のエフェドリン濃度の経時的変動

Photo 2 Photograph demonstrating ventricular

septal defect(VSD)associated with overriding aorta induced by ephedrine in rat fetus.

RA, right atrium;IVS, interventricular se. ptum;Ao, aorta;PA, pulmonary artery.

1)本分析法によるラット母体血清および胚中 のエフェドリンのheptanuorobutyryl(HFB)誘 導体のガスクロマトグラムは爽雑ピークの影響も なく高感度に測定ができ,Fig.5に示すごとく保 持時間2.00分にシャープなピークが得られた. 2)エフェドリン投与後1,3,6時間で,母体血 清中ではそれぞれ19.2,7.2,1.9μg/mlで,胚か らは34.9,9.5,2.7μg/gの値が測定され,投与後 12時間では母体血清および胚のいずれからもエ フェドリンを検出できなかった(Fig.6).以上の ように,エフェドリンの濃度は,母体血清および 胚において,ともに経時的に減少していた. 3)エフェドリンの半減期は,母体血清で90分, 馨 鷺(%) § 薫 30

5

暑 § ち 20 雪 暮 £1・

C巨rdiac malfomed/Total fetuses ()percentage of malformed fetuses

[]ventricular septal defect

■overriding aorta 9/36 (25.0) 19/76 (25.0) 1/76 (1.3) 12/72 (16.7) 9 10 11 Day of gestation

Fig.4 Frequency of fetuses with cardiac malfor・ mations indued by 10mg/kg ephedrine in rats on day 9,10 and ll of gestation.

Tab亘e 3 Size of ventricular septal defect in rat fetal hearts

Dose of

風レe

No. of高≠撃?盾窒高?п @hearts Size 高?≠氏}SD(mm2) Minimum∼Maximum@ value(㎜2) 0.1 6 0,03±0.02 0.01∼0,07 1 13 0.03±0.02 0.02∼0.13 10 40 0.04±0.05 0.02∼0.20 50 46 0.04±0.04 0.01∼0.20 Control distilled water 2 0.03±0.22 0.02∼0.05 untreated 4 0.04±0.06 0.01∼0.13

(7)

(A) HFB−ephedrine

024min

Fig.5 tyryl (B) ←HFB_ ephedrine (C) ←HFB_ ephedrine 024min O24min (D) 024mirl

Gas chromatograms of(A)heptafluorobu−

derivative of ephedrine (2ng), (B) an extract from the rat embryo,(C)the maternal rat serum 6 hours after intraperitoneal injection of 50mg/kg ephedrine and(D)an extract from the blank embryo.

ξ100 1・・ {

1八

竃 毒 墓、 彗 34.9 1,舷・\ ●一一一●elnbryO ←一→maしerr1εd serum *n.d.:nOt detec↑able

(enlbr、〔, and nlaterrlaL serum)

t1/2 115πlin \ 9・5 、天 7,2、\ tl心 90α1in 、\ 、、 2、7 丑9 1 3 6

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n.d.* 12 慧 5。書 三 § 1〔}.舅 董

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Fig.6 Concentration of ephedrine in the maternal serum and the embryo after intraperitoneal injec− tion of 50mg/kg ephedrine on 10th day of gesta−

tlon. 胚においては115分であった.胚と母体血清のエ フェドリン濃度の比(胚/母体血清)は,投与後 1,3,6時間においてそれぞれ1.8,1.3,1.4を示 した. 考 察 エフェドリンの生体におよぼす影響は,少量・ 中等量では,循環器系に対して心拍数,心拍出量 を増大し血圧を上昇させ,呼吸器系に対しては気 管支拡張,中枢神経系では興奮作用があり,また 消化器系ではその運動,分泌機能を抑制する3)5), さらに大量では,心筋抑制作用のほか,不眠,神 経質,振戦,運動性不穏,めまい,嘔吐など中枢 神経系興奮作用による様々な症状を招来する5). 超歯類であるマウスにおける大量投与は,急激な 自発運動の減少を発現させ,歩行困難,挙尾頭部 震顔,跳躍もおこさせ,痙攣など種々の中毒症状 を惹起させるという19).今回,実験を行なったラッ ト母体においては自発運動の充進あるいは抑制な どの異常は観察されず,歩行困難,異常姿勢,痙 攣などもみられなかった.また解剖所見において も,諸臓器に変化は認められなかった.すなわち, 本実験に用いたエフェドリンの量は母体に対して 中毒量以下であり,母体の循環器,呼吸器あるい は中枢神経系などの中毒症状はなく,従って二次 的に胎内循環動態の変化など胎内の環境に影響は およぼしていないと思われた.胎仔の胎内発育に ついて,胎内死亡は50mg/kg用量群にのみ出現 し,胎生早期の死亡では吸収胚がみられ,後期死 亡として浸当逃および死亡胎仔が認められた.す なわちエフェドリン0.1∼10mg/kgの用量では, 胎仔毒性はなく,50mg/kg用量で初めて胎仔毒性 を示すことがわかった.平均産仔数はエフェドリ ン投与群と対照群において有意差はなく,また一 般にいわれているWistar−Imamichiラットの平 均産仔数13.3±2.7匹(3,670母体数)20)と比べても 差はなかった.性比については,エフェドリン投 与群は対照群に比べて有意差はなく,また外性器, 内性器の異常もみられず,胎仔生殖器系へのエ フェドリンの影響はないと思われた.胎仔の体重 および頭蓋長についても,対照群と比べ,有意差 は認められなかった.実験に用いたエフェドリン 量では,胎仔の成長発育を抑制することはなかっ たと考えられた. ラット胎仔の器官形成期は胎生6∼15日である が17),心・血管系の発育は胎生8日頃から顕著にな り,15日頃にはほぼ全体が完成するといわれてい る21>,胎生8日頃に左右の中胚葉側板から胚内血

(8)

管が発達し,胎生9日には左右一対の原始心内膜 筒が形成される22).これが前腸の閉鎖にともない, 癒合を開始し,胎生10日では単一心内素論となる. 心内回心には膨大部と血煙部が生じ,将来の心房, 心室の原基となり,やがて右方に屈曲し始め,胎 生11日頃では,心房,心室が識別できるようになっ てくる22)∼25).この頃から心房および心室に中隔が 形成され始まる.心室中隔は心底部から心基部に 向かって発育し,筋性部中隔を形成し,最:後に房 室心内膜床と円錐隆起の協力により閉じられて, 膜様部中隔となり完成する26).本実験では,心・血 管系の発達が最も顕著になる胎生9∼11日の間に エフェドリンを投与したわけであるが,0.1∼50 mg/kgの各用量において心奇形の発生が観察さ れた.このうち対照群と比べて有意な心奇形発生 率を示したのは,1,10,50mg/kgの各投与群で あった.奇形発現頻度は投与量が増加するととも に高くなり,明らかに用量依存性であった.心奇 形の内容は,膜様部を含む心室中隔欠損であり, 一部は大動脈の騎乗をともなうものもあり,円錐 総動脈幹の発育障害をうかがわせた.エフェドリ ンの哺乳類における催奇形実験の報告は著者が調 べた限りではまだないが,鶏胚を用いてNishi− kawaら13)14)は,心室中隔欠損や両大血管皇室起始 などの発生を報告している.同じく,鶏胚の実験 で,エフェドリンと同様の交感神経作動薬である アンフェタミン,エピネフリン,ノルエピネフリ ン,イソプロテレノールにより心奇形が誘発され たという報告がある6)∼10).これら交感神経作動薬 による心奇形発生の機序はなお不明な部分が多い

が,Hodachら6)7), Cameronら9), Bruyereら10)に

よると,交感神経作動薬の催奇形性はβ一adreno− receptorに対する作用と関連があるのではない かと推測されている.薬物によるβ一receptorの刺 激により,胎仔心の収縮性が変化し,その結果, 胎仔心内の血流様式が変化して心奇形が誘発され るという.胎仔心内の血流変化と仁心奇形性との 関連は数多くの報告があり,Jaffeeら27)は胎生早 期の心臓の大血管基部を狭窄させることにより血 流様式を変え,種々の心奇形が生じたと報告して いる.またβ一receptorの刺激により細胞内の

cyclic 3’5〆一adenosine monophosphate(cAMP)

が増加するが,この増加したcAMPはDNAの合

成,修復を阻害して細胞の発育・増殖を抑えると いわれている.Ritterら28)は細胞増殖阻害薬にカ フェインを併用すると,ラット胎仔に心奇形を含 む種々の奇形を発生することを報告しているが, 彼らはカフェインにより細胞内cAMPが増加し, それによるDNA合成の阻害が起こり,奇形発生 に関与している可能性を示唆している.Nishi− kawaら14)は催奇形性において最小有効量以下の エフェドリンを面面へ投与し,カフェインを同時 投与すると,カフェインとの相互作用によって 種々の心奇形を惹起してくると報告している.カ フェインは交感神経作動薬のようにβ一receptor に作用することはないが,phosphodiesteraseを

阻害することによって細胞内cAMPを増加させ

催心奇形性に関与していることが強く示唆されて いる.本実験においてエフェドリンがラット胎仔 心に作用し,同様のメカニズムにより心奇形が誘 発されたと考えられる.鶏胚の実験では心内奇形 のほかに大動脈弓の異常も報告されている13)14}. 今回のラットを用いた実験では,大動脈弓の異常 はみられなかった.ラットの大血管の正常発生は 胎生9日の第1鯉弓動脈形成開始に始まり,6対 の鯉弓動脈が10日から12日頃にかけて,次々と出 現し,一部は消失し,胎生15日頃にほぼ成熟ラッ トの形をとるといわれている23)29)30).今回,大動脈 弓の異常のみられなかった理由の一つには,薬物 の投与時期,投与量の違いあるいは種差による感 受性の相違などの可能性が考えられた.心・血管 系以外の臓器では形成異常は認められなかった. エフェドリンを投与した胎生9∼11日の時期にお いて,心・血管系以外に発育の上で重要な内臓器 官は,泌尿器系,中枢神経系,消化器系などで, 外表および四肢では胎生11日に輪島肢,続いて後 芽出が出現することが主である17)21).また,β一 receptorをもつ効果器官は,心・血管系を除いて 腸管(β・1型)および気管,子宮(β一2型)など であるが31),これらの主要な:器官形成時期は,それ ぞれ12日∼18日,12日目19日,16日∼18日であ り22),今回エフェドリンを投与した胎生9日∼11

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日とは少しずれていることや,投与量などがこれ らの器官に形成異常がみられなかったことと関連 があると考えられた. 一般に薬物を母体に投与してその胎仔に対する 影響を調べる場合には,その薬物の胎盤通過性が 問題となる.今回,ラット胎仔においてエフェド リンによる底心奇形性が示されたが,母体に投与 したエフェドリンが胎仔内にどの程度移行したか を知るために,母体血清および胚中のエフェドリ ンの微量分析を行った.なお,エフェドリンの微 量分析には,エフェドリンが含窒素化合物である ため,含窒素・リン化合物に対して特異的でかつ 従来の水素炎イオン化検出器付ガスクロマトグラ フィーより100倍以上の高感度分析が可能である FTD・GC32)を用いた.その結果,母体血清中および 胚中のエフェドリンを來雑ピークの影響もなく, 高感度に分析することができた.薬物の胎盤通過 の因子については,一般的には薬物の膜通過と同 様である33).薬物側の要因として,薬物の分子量の 大きさ,脂溶性,解離度,蛋白結合能などがあ り2聯),胎盤側の要因として胎盤の組織構造に関 連し,動物の種類によるという34).ラットでは血内 皮胎盤で,その構造はヒトの血絨毛胎盤と多少異 なるが,他の動物の胎盤に比べるとヒトの胎盤に 比較的近い構造であるといわれている35).通常,薬 物の分子量は600以下で,蛋白と結合されにくく, 非解離型の薬物が胎盤を通過しやすいという36). 塩酸エフェドリン(分子量:201.70)の胎盤通過 については,著者が調べた限りではその報告はみ られなかったが,エフェドリンと同様の交感神経 作動薬であるアンフェタミン(分子量:135.20) の胎盤通過性について,Shahら37)が報告してい る.彼らは妊娠16日目のマウスに,アンフェタミ ンを5mg/kgを腹腔内投与すると,投与後15分で 母体血漿中および胎仔の諸臓器(脳,心,肺,肝, その他)内で,ともに最高値を示し,そののち徐々 に減少したと述べている.またヒトにおいては, 妊婦のアンフェタミン摂取により新生児の初尿に アンフェタミンを認め,胎盤通過が示唆されてい る38).今回の実験結果では,母体血清成分の半減期 (90分)より,胚の半減期(115分)の方が長く, かつ胚/母体血清の濃度は1.3∼1.8であり,明らか に胎仔への移行が確認された. 総 括 1.エ・フェドリンを投与した群のラット胎仔に 心奇形の発生がみられた.心奇形の発生率は, 20.6%(105/509例)であり,投与量別には,0.1, 1,10,50mg/kg群において,おのおの8.2,15.7, 21.7,27.2%であった.0.1mg/kg群を除く1mg/ kg∼50mg/kg投与例では,心奇形発生率が対照 群に対し有意に高く,心奇形発生率の用量依存性 が認められた. 2.妊娠9,10,および11日目における投与で は,胎仔の心・血管系奇形の発生率に有意差は認 められなかった. 3.心奇形はいずれも心室中隔欠損であり,その うち2例は大動脈騎乗(2/105例:1.9%)を伴っ ていた. 4,頭部・躯幹部・四肢部などの外表奇形や心臓 以外の内臓諸臓器の形成異常は認められなかっ た. 5.妊娠10B冒のラットにエフェドリン(50mg/ kg)を腹腔内投与した後の母体血清中のエフェド リンの濃度は,投与後1,3および6時間で,そ れぞれ19.2,7.2,1.9μg/mlであり,胚内では 34.9,9.5,2.7μg/gで,母体血清および胚ともに 投与後12時間では,検出できなかった.また,半 減期は母体血清で90分,胚では115分であった.こ れらの結果より,エフェドリンの胎盤通過性が示 唆された. 稿を終えるにあたり,御指導,御校閲を賜わった第 二病理学教室 梶田 昭教授,実験動物中央施設施設 長 小山生子教授に深甚なる謝意を捧げます.また終 始貴重な御指導,御教示を頂いた第二病理学教室 西 川俊郎助教授ならびにエフェドリンの測定に際し御 指導を頂いた杏林大学医学部法医学教室 寺田 賢 博士に謝意を表します,なお本論文の要旨は,昭和61 年4月9日第75回日本病理学会総会,昭和61年7月11 日第26回日本先天異常学会学術集会において発表し た.

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文 献

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参照

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