が あ る.こ の特 異性 を グル タ ミン酸及 び そ の代 謝 系
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(2) 184. 松. 田. 清. オ ニ ン の脳 内能 動 的取 り入 れの 実験 手技 と同 様 で あ る の で反 復 を避 け る.唯,こ. 表1.ラ. ッテ 脳 及 び肝 の 酸素 消費 量. こで注 意す べ きは,脳. で はそ れ程 で もな い が肝 は,動 物 の 個体 差 そ の栄 養 状 態 に よ り無 基 質 時 の 酸 素 消費 量 に 比較 的大 きい 変 動 の現 わ れ る懸 念 が あ る事 で あ る.勿 論実 験 に先 立 ち 動 物 は可 及 的均 一 と思 わ れ る もの を選 び,実 験 前 同一 条件 で飼 育 した もの を 用い た が,更 に誤 差 を少 くす るた め,剔 出 し た脳,肝 共 に数 匹分 の切 片 を適 当 に混 じて 必 要 重 量 づ つ配 分 した.又,シ. ス タチ オ. ニ ンの 溶解 に際 して 塩 酸 と苛 性 ソー ダ を使 用 す る事 も前 報 通 りで あ る が,こ れ らが組 織 呼 吸 に及 ぼ す 無 機 塩 と して の 作 用 は軽 視 出来 ない.そ の た め,必 ず 対 照 に も同量 の塩 酸 と苛 性 ソー ダを 加 え た塩 溶 液 を. りそ の呼 吸率 は殆 ん ど変 化 を受 けて い な い よ うであ. 与 え る よ う に した.切 片 と は別 に脳 は,ホ モ ジ ネ ー トに つ い て も酸 素 消 費 量 を し らべ た が,こ の. る.こ れ をブ ドー糖 の それ と比 較 して 見 れば そ の差. 際 は,切 片 作製 の際 と同 様 に し て 剔 出 した 大脳 皮. して も シス タチ オ ニ ン は これ を 増 強せ しめて い ない.. 質(約1g)にK.. これ に対 し,肝 切片 に お け る酸 素 消 費 量 は シ ス タチ. 2,500K.. R. P.を10倍. 量 加 えて 氷 冷 操 作 で. P. m. 3分 間 磨 砕 した.切 片 及 び ホモ ジ ネ. ー トを 用 い た 際 の ワール ブル グ検 圧 計 容 器 内の 構成 は次 の 如 くな る. 主 室:組. 後 をK.. R. P. (pH. 浮 游 せ し め る.或 い はこ. れ に最 終 濃 度100mg%の. ブ ドー糖 を 加. え る.ホ モ ジ ネー トで は,前 記10倍 濃 度 の もの2ccを 側 室:. 入 れ る.. チオ ニ ン 溶液0.2cc.ホ. スタ. モ ジ ネ ー トの 際. は これ と問液 量 の対 照 用 無. 機 塩 溶液 副 室:. 4N. NaOH. オニ ン附 加 によ り著 明 な 増 強 を 見 せ て い る.(危 険 率5%).. 0.2ccを. これ を 図I, IIに示 す.こ れ で 見 る と脳 切 片 で は, シ ス タチ オエ ン を加 え て 無基 質 の 時 と同様 に呼吸率 は時 間 と共 に急速 に低 下 し, 60分 を過 ぎ れば 最初 の 1/3に 下 る.こ. れ を始 め か ら グ ル コー ス を附 加 した. もの に比 較 す れ ば その 差 は著 明で あ る.グ ル コース,. pH 7.2に 調 整 し た5mMのL‑シ. は0.4cc,又. ドー糖 附 加 の 際 の 呼吸 率 に対. 次 に脳 及 び 肝 切片 の 酸 素 消 費量 を 継 時 的 に測定 し,. 織 切 片100mg前 7.2)0.8ccに. は著 明 で あ る.又,ブ. 口 紙 片 と共 に入 れ. る. 以 上 の 如 く調 整 した もの に,氷 冷 下 で酸 素 を 飽和 せ し め,予 備 振 盪時 間 を15分 と し,そ の 間15分 毎 に 検 圧 計 の 読 み を記 録 した.な お,側 室 内 の シ ス タチ オ ニ ン溶 液 及 び対 照 液 は,予 備 振 盪 後 直 ち に主 室 に 注 い だ 場 合 と, 60分 間 イ ン クベ ー ト後 主 室 に注 ぎ, その 前 後 に お け る酸 素 消 量 の 単位 時 間 内 変 化を 比 較 す る方 法 の二 通 りにつ いて 実 験 を 行 な っ た.ワ ー ル ブ ル グ検 圧 計 振 盪の 周 期 は1分 間 約90回 と した. II.実 験 成 績 先 づ上 記 条 件 にお ける60分 間 イ ン クベ ー ト後 の脳 切 片 及 び ホ モ ジ ネー ト.肝 切 片 の組 織1g当. りの酸. 素 消 費量 を表1に 示 す. 表 に見 る如 く,脳 組織 で は切 片 で も,又 ホモ ジ ネ ー トで も,こ れ に シス タ チオ ニ ンを 附 加 す る事 に よ. グ ル タ ミン酸 の 附加 によ る脳 組 織 呼 吸維 持 につ いて はMcllwainの. 総説15)に 詳 し い が,. そ れ と比較. して こ の図I及 びIIIを見 て も,シ ス タチ オニ ンが脳 組 織 の呼 吸を支 え得 な い 事 は明 らか で あ る.こ れ に 反 して 肝 で は無 基質 の 際 も,そ れ 程 急速 な 呼 吸率低 図I. 脳 片片 呼 吸 率.
(3) 脳 図II. の. シ. ス. 肝 切 片呼 吸 率. タ. チ. オ. ニ. ン. 185. 的条 件 の 方 が速 や か に起 る事 を認 めて い る,し か し 好 気 的 に も可 成 り速 や かに シス タ チオ ニ ンが 消 失 し て し ま う事 は前 報 で述 べ た 通 りであ る.唯 好 気 的条 件 で は生 じ た ホ モ セ リン が α‑Keto酸. を生 ぜ ず,. α‑ケ ト‑γハ イ ドロキ シ酪酸 とな る点 ,又 シ ステ イ ンデ ス ル フ ラーゼ の 作 用が 弱 い等 の差 はあ るよ うで あ る.い づ れ にせ よ シス タ チオ ニ ン は分解 されて シ ステ イ ン とな り,こ れ が酸 化 されて シ スチ ン,無 機 硫酸 塩 及 び シス テ イ ン酸 にな る.こ の 代謝 過 程 はす べ て生 体 実 験 に おい て 確か め られ,又 剔 出肝 標 本 で も行 なわ れ る事 も認 め られ て お り,筆 者 の実 験 に お いて も肝 切 片 に シス チ オ ニ ンを 加え る と酸 素 消 費量 が上 昇す る とい う成績 を得 た の も,こ の裏 書 きにす ぎな い.し か るに,同 様の 代 謝系 路 が 推定 され る脳 下 を見 な い が,こ れ に最 初 か ら シス タチオ ニ ン を附. で 殆 ん ど酸 素消 費量 が 変化 しな いの は何故 か.第 一. 加 して お けば,最 初 か ら一 貫 して 高 い値 を示 し(図. は繰 り返 し述 べ た如 く,シ ス タチ オ ナー ゼ活 性 が弱. II)更 に60分 無 基 質 で イ ン クベ ー ト後,シ ニ ンを 附加 す れ ば(図III)徐. ス タチ オ. く,シ ス テ イ ンへの 移 行が 少 な い事.即 ち,シ ス タ. 々 にそ の呼 吸 率 が上 昇. チオ ニ ン 自体 は脳 にお いて もそ れ 自体 呼 吸材 料 とな. して来 る.前 報 にお いて 述べ た如 く,脳 組織 を上 述. り得 ぬ点 は他 の多 くの ア ミノ酸 と同 様 で あ るが,同 時 に直接 被 酸 化物 とな り得 る シス テ イ ンの供 給 も,. 図III 脳 及び 肝 切 片 の シス タチ オニ ン附 加 前後 の呼 吸. 肝 に比 し極 め て 弱 い事 によ る もの で あ ろ う.第 二 に は,シ ステ イ ンの酸 化 過程 もまた,こ れ を触 媒 す る 酵 素 能 力 が脳 で は極 めて 弱 い とい う事 によ る,即 ち, 元 来 シス テ イ ン及 び シ スチ ンの 酸化 過 程 は,そ のS が ヨー ド,過 塩 素 酸,等 の酸 化 剤 で酸 化 され 得 る と い う化学 的実験 に根 拠 を 置 き,上 記 の 硫酸 塩,シ ス テ イン酸 等 の 最 終生 成 物 を確 認 しな が ら も,一 方 で はそ の 中間 代 謝物 と して想 定 され る シ スチ ン ジス ル フオ キ シ ド,シ ステ イン スル フ ェン酸 或 い は シス テ ィ ンス ル フ ィ ン酸 等 は肝 腎 等 を材 料 と して 行 な つ た 生 体実 験 で は,こ の 代 謝 が速 や かな ため,こ れ を発 見 し得 な か つ た の に, 1954年Bernadette. et Fer. nande21)は ラ ッテ脳 中 に シ ス テイン スル フ ィニ ッ ク 酸 を見 出 し,こ れ は脳 に その 補 酵 素 た るPyridoxal Phoephateが. 不充 分 で あ る た め肝 腎 に比 しデ スル フ. ィ ネー シ ョン が 僅か しか行 な わ れて いな い事 の た め の如 き条件 で イ ン クベ ー トす る際 当然60分 以 上 を経. であ る と報 告 して い る.要 す るに脳 で はシ ス タチ オ. 過 す れ ば,細 胞 の 膨 化,破 壊 が 起 つて 来 る事 を考 慮. ニン 以下 の 代 謝 は一 貫 して 極 めて そ の能 力 が弱 く,. しな け れ ばな らな い が,そ れ に して も脳 と肝 で は,. 従 つて 酸 素 消 費量 も少 な い.換 言す れ ば エ ネ ルギ ー. 明 らか な差 を 認 め ざ る を得 な い.. 源 と して 重 要 な意 義 はな い とい え る よ うで あ る.又. 考. 以 上 の考 察 と は別 に シ ス タチ オニン が脳 の エ ネル ギ ー代 謝 に一種 の賦 活 因 子 と して 働 き得 るの で はな い. 案. L‑シ ス タチオ ニ ン を最 初 に合 成 し,こ れ を肝 切 片 及 び抽 出液 に作 用 させ て シス テ イン を検 出 した の は du Vigneaud20)ら. で あ る が,彼. は こ の 反 応 は嫌 気. か とい う仮 定 も,こ れ を ブ ドー糖 と共 に与 え た時, ブ ドー糖 の 呼 吸 率増 加 に何 ら加 担 しない とい う成 績 か ら否 定せ ざ るを得 ない.前 述 した 如 く,シ ス テ イ.
(4) 186. 松. 田. ン,シ ス チン が グル タチ オ ン と関 連 して その 活 性 チ. 清. 何 な る役 割 を演 ず るか を追 求 す る と同時 に,な お,. オ ー ル基 を以 つ て 生 体 の代 謝 に影 響 して い る と して. グ ル タ ミン酸, GABA及. も,脳 に シ ス タチオ ニ ン を与 え る事 で これ を増 強 す. て い るよ うな 純 薬物 学 的生 理 実験 も行 な つ て これ ら. る事 は 出来 な い事 は明 らか で あ る.. の 仮 説 に解 明を加 えて 行 きた い もの であ る.. びGABOB等. で試 み られ. 以 上 の 成績 及 び考 察 か ら,目 的 論 的 に推 察 して, 要. 脳 に存 在 す る含 硫 ア ミノ酸 は,肝 と異 な り,そ の 機 能 に直 接 活発 に 関与 しな い が故 に,そ の代 謝 が極 め て 弱 い.即. ち,代 謝 機 能 はあ るに して も,生 体 全 体. 約. in vitroに お け る ラ ッテ の脳 及 び肝 組織 呼 吸 に及 ぼ すL‑シ ス タチ オニ ン の 影 響 を見 た.脳 切片 及 び. の 含 硫 ア ミノ酸 代謝 に関 連 して 消 極 的,受 動 的 に変. ホモ ジネ ー トで は シ ス タ チオ ニ ン は その 酸 素消 費 量. 動 され て い る程 度 で はな い か.そ れ 故,森 定 のい う. を 殆 ん ど変 化 せ しめず,又,ブ. 如 く,癌 等 で 生体 の 含 硫 ア ミノ酸 の 代 謝 が変 動 を 受. 見 るべ き影 響 を 与 え な い.こ れ に反 して 肝 切片 で は. け た際,そ の 中 間代 謝 物 が 増 量す る様 な 現 象 も起 る. 著 明 な呼 吸 率 の上 昇 を 認 め た.. ドー糖 の 呼 吸率 にも. ので はな い か との考 え も生 ず る.し か し,又 一 方 で は,脳 の エネ ル ギ ー源 と して は要 求 されず,他 に特 殊 な機 能 活 動 が あ るが故 に,合 成 され た シス タチオ. 最 後 に御 懇 篤 な 御指 導 御 校 閲 を賜 つ た 奥村 教 授 に. ニ ン が早 急 に は分解 され 難 い の で はな い か とい う仮. 深 甚 の 謝 意 を捧 げ,又 終 始 御 指 導御 助 言 を 載い た大. 説 も未 だ否 定 し切 れ ない.特 に シ ス タチ オ ニ ンが 高. 月 講 師 に御 礼 申 し上 げ ます.. 等 な精 神 機 能 を有 す る人脳 に のみ 特 異 的 に多 い とい う点 は益 々 この 考え を強 め る もの であ ろ う.今 後, 更 に蛋 白代 謝 そ の他 脳 の 代 謝 に シ ス タチ オ ニ ンが 如. 参. 考. 文. 献. 1) Roberts, E. and Frankel, S.: Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 74, 383 (1950).. 11). 2) Awapara,. 12) Mayer-Gross, W. and Walker, J. W.: Bioch.. J., Landna,. A. J. et al.:. J. Biol,. (1951).. Chem. 187, 35 (1950). 3) Schurr,. son, L. M.:. Ibid.. 奥 村 ・大 月:第57回. 5号(昭. 和34年).. 13) Tallan, H. H., Moore, S. and Stein, W. H.:. 182, 29 (1950).. J. Biol. Chem., 230, 707 (1958).. H. H., Moore, S. and Stein, W. H.:. Ibid. 211, 927 (1954). 5). 床 内 科 小 児 科14巻,. J. 44, 92 (1949(.. P, F., Thompson, H. T. and Hender. 4) Tallan,. 清 水:臨. 14). 森 定:未. 発 表.. 15) McIlwain, H.:. Biochemistry and the Central. Nervous System, London (1955).. 精 神 経学 会 総 会 宿題 報 告 16). 塚 田 他:神. 経 進 歩4巻,. 6) Krebs, H. A.: Bioch. J. 44, 159 (1949).. 17). 陣 内 他:同. 上.. 7) Price, J. C., Waelsch, H. and Putnam, T.. 18) Boyland, E.: Biochem. J. 27, 802 (1933).. 神経誌. J.:. 62,. 1801. (1960).. J. Amer. Med. Ass. 122, 1153 (1943).. 8) Hawkins,. J. E. Jr. and Barett,. L. H. . Clin.. 10) Albert,. T.:. Nature,. Dis., 104, 263 (1941);. Bach(亀. 21) Bergeret,. 182, 1443 (1958).. K., Hoch, P. and Waelsch, H.:. nerv. ment.. 小 田 他:診. 20). 文 光 堂(昭. Chem. Acta, 2, 481 (1957). 9) Hayashi,. 19). J.. 114, 471. 療11巻, 山 他 訳):高. 3号(1960).. 11号(昭. 和33年).. 等 動 物 の ア ミノ 酸 代 謝. 和30年).. B. et Chatagner,. F.:. Biophys. Acta, 13, 533 (1954). Biochim. et.
(5) 脳. の. シ. ス. Cystathionine Part. 2.. Influences. タ. in the. チ. オ. Brain. of L-Cystathionine Tissue. エ. ン. 187. Tissue. (In vitro). on the. Cerebral. Respiration By. Kiyoshi MATSUDA Department of Neuro-Psychiatry Okayama University Medical School (Director: Prof. Nikichi Okumura) The liver. tissue. respiration. of albino No. rats. significant. L-cystathionine liver. tissue. brain. cortex The. human. increase. under. investigated. same. neither. able. it. was. experiments to work. using with. slices. while. of. considerable. And,. L-cystathionine. added. to medium. suggest,. and. homogenates. L-cystathionine. consumption. solution,. condition.. when. of these is not. solution. of oxygen. to K. R. P.. results brain. was. in K. R. P.. brain. . followed. cortex. augmentation could. containing. therefore,. as one of energy. of brain. cortex. and. as substrate. that. supports. activate glucose the. of the. the. that. oxygen. as substrate. cystathionine. of brain. like. adding. was. found uptake. of in of. previously. found. as glutamic. in the acid..
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