無機フッ素による家兎腎障害に関する実験的研究

無機 フ ッ素 に よる家兎 腎障害 に関 す る実験 的研究

岡 山 大 学 医 学 部 麻 酔 ・蘇 生 学 教 室(指 導:平 川 方 久 教 授)

溝 渕 知 司

(平成6年5月27日 受 稿)

key words:血 清 無 機 フ ッ 素 濃 度,腎 障 害, β-N-ア セ チ ル グ ル コ サ ミニ ダ ー ゼ(NAG), 自 由 水 ク リ ア ラ ン ス(CH2O),時 間 的 検 討 緒 言 ハ ロ ゲ ン化 吸 入 麻 酔 薬 の 中 で 明 らか な 腎 障 害 を惹 起 す る も の と し て メ トキ シ フ ル ラ ン が 知 ら れ て お り,腎 障 害 の 原 因 と して メ トキ シ フ ル ラ ン の 生 体 内代 謝 産 物 の う ち と くに 無 機 フ ッ素 が 関 与 さ れ て い る とい わ れ て い る1) 2).こ の 無 機 フ ッ素 に よ る 腎 障 害 に 関 しCousinsら は,人 に お い て 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の 最 高 値 が, 50μMを 越 え る と 腎 障 害 発 生 の 危 険 性 が 増 す と報 告 して い る3).現 在 臨 床 使 用 さ れ て い るハ ロ ゲ ン 化 吸 入 麻 酔 薬 の セ ボ フ ル ラ ン お よ び エ ン フ ル ラ ン を用 い た 麻 酔 時 に お い て も血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の 上 昇 が 認 め ら れ て い る4)-11).し か し,セ ボ フ ル ラ ン麻 酔 時 に,血 清 無 機 フ ッ 素 濃 度 の 最 高 値 が50 μMを 越 え て も腎 障 害 は 見 られ なか っ た とす る報 告 も あ る7) 8).こ の こ とは,セ ボ フ ル ラ ン は,メ トキ シ フ ル ラ ン に 比 べ 脂 肪 溶 解 性 が 低 い た め 吸 入 中 止 後 は 速 や か に 血 中 濃 度 が 低 下 し,血 中 無 機 フ ッ素 濃 度 が 一 過 性 に 高 値 を示 し て も,メ ト キ シ フ ル ラ ン 麻 酔 時 ほ ど そ の 高 値 が 持 続 し な い た め と考 え られ る. 一 方_{,セ ボ フ ル ラ ン よ り脂 肪 溶 解 性 が 高 い エ} ン フ ル ラ ン を 用 い て の 長 時 間 麻 酔 時,血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の最 高 値 が50μM以 下 で も 腎 障 害 がみ られ た と の 報 告 も あ る10) 11).こ の こ とは,腎 障 害 の 発 生 に 血 清 無 機 フ ッ素 度 の 持 続 時 間 が 関 与 し て い る こ と を 示 唆 し て い る12). しか し,こ れ ま で,血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 上 昇 の 持 続 時 間 と 腎 障 害 と の 関 係 を 明 ら か に し た 報 告 は な い.本 研 究 は,家 兎 に フ ッ 化 ナ ト リ ウ ム

(NaF)の

持 続 負荷 を行 い,血 清 無機 フ ッ素 濃

度 とその持 続 時 間が 腎に及 ぼす影 響 を検 討 した.

対 象 と 方 法 実 験 動 物 は,体 重 約3.0kgの 雄 性 白 色 家 兎 を用 い た.家 兎 は 塩 酸 ケ タ ミ ン50mg・kg-1筋 注 後,耳 介 中 心 動 脈 に 血 圧 測 定 お よ び 採 血 用 カ テ ー テ ル を挿 入 し,対 側 耳 介 静 脈 に 輸 液 用 点 滴 路 を と っ た.さ ら に,外 尿 道 口 か ら8フ レ ン チ 膀 胱 カ テ ー テ ル を 留 置 し た .こ の状 態 で約1時 間 経過 観 察 し膀 胱 内 の 尿 を 排 出 後, NaF投 与 前 の 採 血 お よ び 採 尿 を行 っ た.麻 酔 は,上 記 ケ タ ミ ン筋 注 後 は 実 験 終 了 時 ま で 無 麻 酔 と し た. 前 処 置 後 の 家 兎 は, NaFを 負 荷 せ ず 輸 液 の み を行 っ た 群 を 対 照 群(Control群,以 下C群) と し,血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 を50∼100μMに 維 持 す る群(Low dose群,以 下L群)お よび200∼250 μMに 維 持 す る群(High dose群,以 下H群) を作 成 す る た め, L群 はNaFを50μmol静 注 後, 100∼150μmol・ 時 間-1, H群 はNaFを150 μmol静 注 後, 200∼300μmol・ 時 間-1で 持 続 静 注 し た(各 群; n=6). NaF投 与 は, 24時 間 と し,そ の 間, 6時 間 毎 24時 間 後 まで 経 時 的 に 採 血,採 尿 を行 っ た.輸 液 は,ブ ドウ 糖 加 乳 酸 リ ンゲ ル 液 を5ml・kg-1・ 時 間-1で 投 与 し た. 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 は,ラ ジ オ メ ー タ ー 社 製 PHN95を 用 い た イ オ ン選 択 性 電 極 法 で, NaF投 与 開 始 後5分, 1, 6, 12, 18お よ び24時 間 目 の 時 点 で 測 定 し,血 清 濃 度 を 一 定 に 保 つ よ う努 め た.生 化 学 的 な 腎 障 害 の 指 標 と し て は 近 位 尿 細 1053

1054 溝 渕 知 司 管 障 害 の 指 標 と して, NaF投 与 後6時 間 毎 の 蓄 尿 に て,尿 中β2-ミ ク ロ グ ロ ブ リ ン(β2MG),ロ イ シ ン ア ミ ノペ プ チ ダ ー ゼ(LAP), β-N-ア セ チ ル グ ル コサ ミニ ダ ー ゼ(NAG)濃 度 を 測 定 し た.ま た 、 糸 球 体 濾 過 お よ び 水 再 吸 収 障 害 の 指 標 と して, 24時 間 クレア チニ ン ク リア ラン ス(CCr), 自 由 水 ク リ ア ラ ン ス(CH2O)を 算 出 す る た め, 24時 間 目 の 血 清 と24時 間 の 蓄 尿 に て ク レ ア チ ニ ン お よ び 浸 透 圧 を測 定 し た. β2MGは, enzyme immunoassay法(ベ ー リ ン グ ベ ル ケ社 製 測 定 キ ッ ト使 用), LAPはL-leucinenitroanilide基 質 法(東 洋 紡 績 社 製 測 定 試 薬 使 用)お よ びNAGは MCP-NAG基 質 法(シ オ ノ ギ社 製NAGテ ス ト使 用)で 測 定 し た. 実 験 終 了 後 の 家 兎 は, 24時 間 目 の 検 体 採 取 後, ケ タ ミン 麻 酔 下 に 両 側 腎 臓 を 摘 出,ホ ル マ リ ン 固 定 後 パ ラ フ ィ ン 包 埋 し, H-Eお よ びPAS染 色 を施 し光 学 顕 微 鏡 下 に組 織 学 的 検 討 を行 った. 統 計 は,分 散 分 析 の 後Newman-Keul法 で 検 定 を行 い, p<0.05を 有 意 差 あ り と し た.結 果 は, 平 均 値 ± 標 準 偏 差 で 示 し た. 結 果 NaF投 与 前 の 各 群 に お け る 血 清 中 と尿 中 の 無 機 フ ッ素 濃 度,血 清 尿 素 窒 素(BUN)お よ び 血 清 ク レ ア チ ニ ン(S-Cr)を 表1に 示 す. NaF投 与 前 の 血 清 ・尿 中 の 無 機 フ ッ 素 濃 度, BUNお よ びS-Crは,各 群 間 に 有 意 差 は 認 め られ なか っ た. 24時 間 のNaF負 荷 中,各 群 と も血 圧 は, 80∼100 mmHgに 保 た れ,呼 吸 循 環 系 に 異 常 を 示 し た も の は な か っ た. 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 のC群, L群 お よ びH群 表1  NaF投 与 前 の各 群 にお け る体 重,血 清 ・尿 中 無 機 フ ッ素 濃 度,血 清 尿 素 窒 素 お よ び血 清 ク レア チ ニ ン値

Control, Low doseお よびHigh dose群 の各 群 の 設 定条 件 は 本 文 を 参 照 さ れ たい.各 群 と もn=6.数 値 は 平均 値 ±標 準 偏 差 を示 す.す べ て の 項 目に お い て 各群 間 に 有 意差 は 認 め られ なか った. で の24時 間 の 推 移 を 図1に 示 す.血 清 無 機 フ ッ 素 濃 度 は, C群 が1.9±0.8μM, L群 が62.±20.4 μM, H群 が237.7±83.5μMで 経 過 し た. C群, L群 お よ びH群 の24時 間 尿 量 を 図2に 示 す. 24時 間 尿 量 は, C群 が262.2±40.9ml, L 群 が322.3±71.0mlに 対 し, H群 では406.3±47.8 図1  血 清 無 機 フ ッ 素 濃 度 の 推 移 NaF投 与 後5分, 1, 6, 12, 18お よ び24 時 間 の 時 点 で 測 定 し た 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 で あ る.血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 は, C群 が1.9±0.8 μM, L群 が62.4±20.4μM, H群 が237.7± 83.5μMで 推 移 し た. 各 群 と も例 数 はn=6.数 値 は 平 均 値 ± 標 準 偏 差 を示 す. C群 はControl群, L群 は Low dose群, H群 はHigh dose群 を 示 す.

図2  24時 間 尿 量 24時 間 尿 量 は, C群 とL群 に 対 しH群 で 有 意 に 増 加 し た. C群 とL群 の 間 に 有 意 差 は な か っ た. 各 群 と も例 数 はn=6.数 値 は 平 均 値+標 準 偏 差 を 示 す. C群 はControl群, L群 は Low dose群, H群 はHigh dose群 を示 す.

図3  尿 中 β2ミ ク ロ グ ロ プ リ ン(β2MG)の 推 移 尿 中 β2MGは, C群 とL群 に 対 しH群 で0 ∼6時 間 の 時 点 よ り有 意 な 増 加 を 認 め,以 降 24時 間 目 ま で 同 様 で あ っ た. C群 とL群 の 間 に は 全 経 過 を 通 じ 有 意 差 は 認 め られ な か った. 例 数 は 各 群 と もn=6.数 値 は 平 均 値+標 準 偏 差 を 示 す. C群 はControl群, L群 は Low dose群, H群 はHigh dose群 を 示 す. *; p<0 _{.05, **; p<0.01を 示 す.} 図4  尿 中 ロ イ シ ンア ミ ノペ プ チ ダー ゼ(LAP)の 推 移 尿 中LAPは, C群 とL群 に 対 しH群 で は 0∼6時 間, C群 に 対 しL群 で は18∼24時 間 の 時 点 よ り有 意 な 増 加 を 認 め た. 例 数 は 各 群 と もn=6.数 値 は 平 均 値+標 準 偏 差 を 示 す. C群 はControl群, L群 は Low dose群, H群 はHigh dose群 を 示 す.

*; p<0.05, **; p<0.01を 示 す. m1と 有 意 に 多 か っ た. 近 位 尿 細 管 障 害 の 指 標 と さ れ る 尿 中 β2MG, LAP, NAGのNaF投 与 後6時 間 毎 の 排 泄 量 を図3∼5に 示 す.尿 中β2MGは, 0∼6時 間 の 時 点 よ りC群 とL群 に 対 しH群 で 有 意 に 増 加 (C群; 1602±250ng, L群; 1427±265ng, H 群; 2203±761ng)し,以 降24時 間 目 ま で有 意 な 図5  尿 中 β-N-ア セ チ ル グ ル コ サ ミ ニ ダ ー ゼ (NAG)の 推 移 尿 中NAGは, C群 とL群 に 対 しH群 で は 0∼6時 間, C群 に 対 しL群 で は12∼18時 間 の 時 点 よ り有 意 な 増 加 を 認 め た. L群 とH群 で は12∼18時 間 の 時 点 よ り有 意 差 が な くな っ た. 例 数 は 各 群 と もn=6.数 値 は 平 均 値+標 準 偏 差 を 示 す. C群 はControl群, L群 は Low dose群, H群 はHigh dose群 を 示 す. *; p<0.05, **; p<0.01を 示 す. 増 加 を 認 め た. C群 とL群 の 間 に は 全 経 過 を 通 じ,有 意 差 は な か っ た(図3). 尿 中LAP排 泄 量 は, C群 とL群 に 対 しH群 で0∼6時 間(C群; 345±246mU, L群; 435±280mU, H群; 1023±399mU)よ り, C群 に 対 し てL群 で18∼24時 間(C群; 398±350 mU, L群; 1745±833mU)の 時 点 よ り有 意 に 増 加 し た(図4). 尿 中NAG排 泄 量 は, C群 とL群 に 対 しH群 で0∼6時 間(C群; 134±94mU, L群; 114± 68mU, H群; 281±97mU), C群 に 対 してL群 で12∼18時 間(C群; 143±72mU, L群; 514± 337mU)の 時 点 よ り有 意 に 増 加 し た(図5). L 群 とH群 で は12∼18時 間 の 時 点 よ り有 意 差 が な くな っ た. 24時 間CCrを 図6に 示 す. 24時 間CCrは, C群 が16.5±4.5ml・ 分-1, L群 が14.4±5.3ml・ 分-1, H群 が11.7±4.6ml・ 分-1の 順 に 低 下 傾 向 を示 し た が,各 群 間 に 有 意 差 は な か っ た.

24時 間 で のCH2Oを 図7に 示 す. CH2Oは, NaF 負 荷 に 伴 い 正 の 値 を 示 し, C群 とH群 の 間 で 有 意 な 差 を 認 め た. C群 とL群, L群 とH群 の 間

1056 溝 渕 知 司 図6  24時 間 ク レ ア チ ニ ン ク リ ア ラ ン ス(Ccr) 24時 間Ccrは, C群 とL群 お よ びH群 の 群 間 に 有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た. 各 群 と も 例 数 はn=6.数 値 は 平 均 値+標 準 偏 差 を 示 す. C群 はControl群, L群 は Low dose群, H群 はHigh dose群 を示 す.

図7  24時 間 自 由 水 ク リ ア ラ ン ス(CH2O) 24時 間CH2Oは, C群 とH群 の 間 で 有 意 差 は 認 め た がC群 とL群, L群 とH群 の 間 に 有 意 差 は 認 め な か っ た. 名 群 と も例 数 はn=6.数 値 は 平 均 値+標 準 偏 差 を 示 す. C群 はControl群, L群 は Low dose群, H群 はHigh dose群 を 示 す.

*; p<0.05を 示 す. に は有 意 差 は なか っ た(C群: -0.12±0.10ml・ 分-1, L群; -0.04±0.07ml・ 分-1, H群; 0.03±0.08ml・ 分-1). NaF負 荷24時 間 後 の 組 織 像 を写 真1∼6に 示 す. NaFを 負 荷 せ ず 輸 液 の み を行 っ たC群 は 写 真1, 2に み られ る よ うに,糸 球 体 係 蹄 は 鮮 明 で 近 位 お よ び 遠 位 尿 細 管 は ふ っ く ら と丸 味 が あ っ

た.ま た,近 位 尿細 管 管 腔 に はPAS陽

性 の刷

子縁 が 認 め られ管 腔 はふ さがれ た よ うに見 えた.

遠位 尿 細管 管 腔 は狭 い管 腔 と して 認め られ尿 細

管 の間 に は狭 い 間 隙 を認 め た(写 真1, 2).

L群 で は写 真3に み られ る よ うに糸 球 体 はや

や 萎 縮 した よ うに認 め られ,尿 細 管細 胞 は 扁平

化 し尿 細管 管 腔 は拡 大 しは じめ た.ま た, PAS

陽性 の刷 子縁 はC群 に比 し少 な くな っ てい た.

さ らに写真4に み られ る よ うに尿 細管 細 胞 は扁

平化 し,尿細 管 管腔 は拡 大 していた(写 真3, 4).

H群 で は写 真5に み られ るよ うに糸 球体 係 蹄

は粗雑 に な り近位 尿 細 管 管腔 はPAS陰

性 とな

った.尿 細管 細 胞 は扁 平化 し尿 細 管管 腔 は拡 大

す る と ともに尿 細 管 間腔 もい っ そ う拡 大 してみ

られ た.ま た,核 の膨 化 お よび核 小 体 が 鮮 明 に

見 られ た(写 真5, 6).

考 察 本 研 究 で は,前 処 置 後NaF投 与 中 は 無 麻 酔 と す る こ とに よ り,吸 入 麻 酔 薬 使 用 時 に み られ る 血 圧 低 下 や 低 酸 素 等 に よ る影 響 を 除 外 し,持 続 的 な 無 機 フ ッ素 負 荷 に よ る 腎 臓 へ の 影 響 を検 討 し た. 一 般 にNaFに よ る 急 性 中 毒 は ,急 激 な消 化 器 症 状 が あ ら わ れ,死 に 至 る こ と もあ る と報 告 さ れ て い る13).ま た,慢 性 中毒 で は,カ ル シ ウ ム と リ ン の 代 謝 異 常 に よ り成 長 が 阻 害 さ れ る と い わ れ て い る13).し か し,麻 酔 とい う特 殊 な 環 境 下 で み ら れ る よ う な,急 激 か つ 持 続 的 な 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の 上 昇 と腎 障 害 との 関 係 は 明 らか で な い. Mazzeら は メ トキ シ フ ル ラ ン に 関 す る一 連 の 研 究 結 果 に お い て,ラ ッ トへ のNaFの 投 与 が メ トキ シ フ ル ラ ン麻 酔 時 と 同 様 な 多尿 性 の 腎 障 害 を き た す こ と を 報 告 して い る14) 15).し か し,こ れ ら は,メ トキ シ フ ル ラ ン 麻 酔 時 の 尿 中 無 機 フ ッ素 排 泄 量 か らNaF投 与 量 を規 定 し,な お か つbolus投 与 をお こ な っ て お り,麻 酔 中 に み ら れ る持 続 的 な 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の 上 昇 で 検 討 さ れ た も の で は な い. ま た, Wickstromら は,犬 の 実 験 で 血 清 無 機 フ ッ 素 濃 度 を60か ら300μMの 濃 度 で6時 間 維 持 す る よ う にNaFを 投 与 し,血 清 無 機 フ ッ素 濃

写 真1  C群 の光 顕 像 系 球 体 係 蹄 は 鮮 明 で 近位 お よび遠 位 尿 細 管 細 胞 は ふ つ く ら と丸 みが あ っ た.近 位 尿 細 管 管 腔 はPAS 陽性 の刷 子 縁 でふ さが っ た よ うに,ま た,遠 位 尿 細 管 管 腔 は 腔 管 と して 見 られ た.さ らに,尿 細 管 の間 に は狭 い間 隙 を認 め た.(PAS染 色 ×40) 写 真2  C群 の 光 顕像 近 位 お よび 遠位 尿 細 管 は丸 味が あ り,近位 尿 細 管 管 腔 に は刷 子 縁 が み られ 遠位 尿 細 管 腔 はなめ らか な 管 腔 で あ った.尿 細 管 と尿 細 管 の 間 には 狭 い間 隙 が 認 め られ た.(PAS染 色 ×40) 写真3  L群 の 光 顕像 糸球 体 はや や 萎縮 した よ うに認 め られ,尿 細 管 細胞 は扁 平 化 し尿 細 管 管 腔 は 拡大 しは じめ た. PAS 陽 性 の刷 子縁 はC群 に 比 し少 な くな って い た,(PAS染 色 ×40) 写 真4  L群 の 光 顕像 近位 お よ び遠 位 尿 細 管 と も扁 平 化 し,特 に近 位 尿 細 管 で は 管 腔 の拡 大 を 認め た.近 位 尿 細 管 の 刷 子 縁 は まだ 認 め られ る.(PAS染 色 ×40) 写 真5  H群 の光 顕 像 糸球 体 係 蹄 は粗 雑 に な り近 位 尿 細 管 管 腔 はPAS陰 性 と な っ た.ま た,尿 細 管 細 胞 は扁 平 化 し尿 細 管 管腔 は拡 大 す る と ともに 尿 細 管 間 腔 も拡 大 して み られ た.(PAS染 色 ×40) 写 真6  H群 の光 顕 像 近 位 尿 細 管 細 胞 の 刷 子 縁 は 脱 落 して お り尿 細 管 細 胞 は 扁 平化 し,核の 膨化 が見 られ核 小 体 が鮮 明 に見 られ た.尿 細 管 管 腔 は 明 らか に拡 大 を認 め,尿 細 管 間腔 も拡 大 して い た.(PAS染 色 ×40)

1058 溝 渕 知 司 度 が 高 く な る ほ ど 水 再 吸 収 障 害 が 起 こ る と報 告 して い る が,例 数 も少 な く時 間 的 な 因 子 の 検 討 は して い な い16). 今 回 の 研 究 で は,頻 回 に 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 を 測 定 し,投 与 量 を調 節 す る こ と で,血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 を一 定 レベ ル に 保 つ こ とが で き(図 1),血 清 無 機 フ ッ 素 濃 度 上 昇 の 持 続 時 間 と 腎 障 害 との 関 係 を 明 ら か に す る こ と が で き た. さ ら に,血 液 お よ び 尿 よ り得 ら れ る 腎 機 能 障 害 の 指 標 と し て は,そ の 程 度 と障 害 部 位 を 明 ら か に す べ く,各 部 位 別 の 指 標 を選 択 した17).特 に, 吸 入 麻 酔 薬 に よ る 腎 機 能 障 害 の 研 究 で,無 機 フ ッ素 に よ る初 期 の 障 害 部 位 が,近 位 尿 細 管 で あ る とい う報 告 が あ り6) 11),同部 で の 早 期 障 害 の指 標 と し て β2MG, NAGお よ びLAPを 測 定 した. こ れ らは い ず れ も近 位 尿 細 管 障 害 の 早 期 指 標 と さ れ て い る が,各 々 そ の もつ 意 義 は 多少 異 な っ て い る.す な わ ち, β2MGは,血 中 に 含 まれ 糸 球 体 を容 易 に 通 過 し近 位 尿 細 管 で 大 部 分 再 吸 収 さ れ る低 分 子 量 タ ン パ ク(分 子 量11800)で あ り18) 19),近位 尿 細 管 での 再 吸 収 障 害 に よ り尿 中 排 泄 が 増 加 す る. NAGは 分 子 量 が 大 き く(分 子 量 13∼14万)近 位 尿 細 管 細 胞 内 に 存 在 す る ラ イ ソ ゾ ー ム 由 来 の 酵 素 で あ る た め 近 位 尿 細 管 細 胞 障 害 時 に 尿 中 に 増 加 す る20) 21).さ ら に, LAPは ア ラ ニ ン ア ミ ノペ プ チ ダ ー ゼ の 尿 中 酵 素 活 性 と よ く相 関 す る こ と よ り,近 位 尿 細 管 の 刷 子 縁 障 害 時 に 上 昇 す る と い わ れ て い る22) 23). 本 研 究 で は,こ れ ら の 指 標 の 変 化 を 総 合 的 に 判 断 す る こ と に よ り,持 続 的 な 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 上 昇 と腎 機 能 障 害 出 現 の 時 間 的 因 子 を検 討 し た.そ の 結 果, H群 で はC群 に 対 し, β2MG, LAP, NAGと も6時 間 の 時 点 よ り有 意 に 増 加 し た が, L群 で はC群 に 対 し, β2MGが24時 間 目 ま で 有 意 差 を 認 め ず, LAPが24時 間, NAGが 18時 間 の 時 点 よ り有 意 に 増 加 し た.す な わ ち, H群 とL群 と の 間 に お い て, β2MG, LAP, NAG を 指 標 と した 腎 機 能 障 害 の 出 現 は,い ず れ も 時 間 的 な 差 が 認 め ら れ た. さ ら に,最 も早 期 よ り増 加 し たNAGの 異 常 が 認 め られ た 時 点(H群 で6時 間, L群 で18時 間)で の 血 清 無 機 フ ッ素 の 濃 度 曲 線 下 面 積(area under the curve; AUC)は, H群; 1272±165

μM・ 時 間, L群; 1197±189μM・ 時 間 とな り両 群 間 に有 意 差 は な か っ た.濃 度 の 異 な るH群 と L群 で 腎 障 害 出 現 ま で のAUCが ほ ぼ 同 じ と い う こ と は,無 機 フ ッ素 に よ る 腎 障 害 は,血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の み な ら ず,血 清 濃 度 の 高 値 が 持 続 す る 時 間 が 重 要 で あ る こ とが 示 され た. 山 元 は, NaFの 単 回 投 与 モ デ ル で,血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の 最 高 値 が488μMと な っ た が 腎 障 害 は 認 め ら れ ず,さ らに,血 清 無 機 フ ッ 素 濃 度 が 50μM以 上 を示 して もそ の持 続 時 間 が4時 間 未 満 の 場 合 は 腎 障 害 を惹 起 し な い と報 告 して い る24), 本 研 究 の 結 果 か らは,血 清 無 機 フ ッ 素 濃 度 お よ び そ の 持 続 時 間 が ど の 程 度 以 下 で あ れ ば 安 全 で あ る と い う こ と は 言 及 で き な い が,一 過 性 か つ 麻 酔 薬 使 用 時 程 度 の 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の 上 昇 で は持 続 時 間 が 短 け れ ば 腎 障 害 を起 こ しに く い と考 え られ る.こ れ は,無 機 フ ッ素 の 体 内 で の 分 布 ・排 泄 が 速 く25),正常 腎 で は 腎 で の フ ッ 素 ク リア ラ ン ス も高 い た め 早 期 に 尿 中 に 排 泄 さ れ, 異 常 を 示 さ な い も の と考 え る.実 際,今 回 の 実 験 で, 24時 間CCrがH群11.7±4.6ml・ 分-1, L群14.4±5.3ml・ 分-1で あ っ た の に 対 し, 24時 間 の フ ッ素 ク リア ラ ン ス は, H群5.7±0.7ml・ min-1, L群9.9±4.2ml・min-1と 高 か っ た. 次 に,障 害 は, L群, H群 と も 血 清 無 機 フ ッ 素 濃 度 上 昇 の 持 続 時 間 の 増 加 に 伴 い,尿 中 の β2 MG, LAP, NAGの い ず れ も有 意 に 上 昇 し,高 濃 度 で は 初 期 よ り,ま た 比 較 的 低 濃 度 で も時 間 の 経 過 と と も に 近 位 尿 細 管 細 胞 障 害 を惹 起 す る こ と が 示 さ れ た.さ ら に, 24時 間 の 時 点 で は, C群 に 対 しH群 に お い て の み 尿 量 が 増 加 し, CH2O が 正 の 値 を と る こ とが 認 め ら れ,水 再 吸 収 障 害 の 存 在 が 示 さ れ た.一 方, L群 で は 尿 量, CH2O と も 有 意 な 増 加 は 認 め な か つ た.こ れ ら は,腎 へ の 総 無 機 フ ッ素 負 荷 量 が 増 加 す る と,そ れ に 伴 い,腎 機 能 障 害 が 進 行 す る こ と を 示 唆 して い る. 組 織 学 的 に も, L群, H群 と も近 位 お よ び 遠 位 尿 細 管,さ ら に 集 合 管 の 細 胞 変 化 が 認 め られ た が,こ の 変 化 はH群 で よ り顕 著 で あ っ た.兼 松 は,ラ ッ トを 用 い た セ ボ フ ル ラ ン 反 復 投 与 の 実 験 で,血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 が9.9±3.7μMに 上 昇 し,電 顕 観 察 に よ り近 位 尿 細 管 の 刷 子 縁 の 配

列 の 乱 れ を認 め て い る が,こ の 変 化 は 可 逆 的 で あ り,腎 機 能 障 害 は 認 め られ な か っ た と報 告 し て い る6).近 位 尿 細 管 細 胞 の 障 害 の み で,尿 細 管 の そ れ 以 下 の 部 位 が 障 害 を 受 け て い な け れ ば, 水 の 再 吸 収 障 害 は 代 償 さ れ,多 尿 は 呈 して こ な い.今 回 の 実 験 に お い て,生 化 学 的 にH群 で 認 め ら れ た水 再 吸 収 障 害 がL群 で は 認 め ら れ ず, 組 織 学 的 に もH群 で 障 害 が 強 か っ た と い う こ と か ら,無 機 フ ッ素 は,ま ず 近 位 尿 細 管 を 障 害 し, さ ら に 負荷 量 が 多 く な る と水 再 吸 収 障 害 を も来 して くる も の と考 え ら れ た. 無 機 フ ッ素 に よ る 水 再 吸 収 障 害 に つ い て は, 無 機 フ ッ素 自体 が ヘ ン レ上 行 脚 のNaCI再 吸 収 を抑 制 す る と い う報 告26)や,メ トキ シ フル ラ ン を 用 い た 実 験 で メ トキ シ フ ル ラ ン が 抗 利 尿 ホ ル モ ン(ADH)に よ る細 胞 内Caイ オ ン 濃 度 の 増 加 を抑 制 す る とい う報 告 が あ る27).今 回 の 研 究 で, CH2OがL群, H群 で ほ ぼ0で あ っ た こ と は ヘ レ ン係 蹄 の 障 害, H群 で よ り正 の 値 を示 した こ と はADH作 用 抑 制 の 可 能 性 を示 唆 す る も の で あ り,こ れ ら の 報 告 と一 致 す る. 本 研 究 か ら,無 機 フ ッ素 に よ る 腎 障 害 は,血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の み な ら ず,持 続 時 間 が 重 要 で あ る こ とが 明 らか と な っ た.ま た,臨 床 的 に 多 尿 と し て 認 め られ な くて も,微 細 な 腎 機 能 障 害 が 起 こ っ て い る可 能 性 が あ る こ とが 示 唆 さ れ た.近 年 臨 床 使 用 の 始 ま っ た セ ボ フ ル ラ ン は, 現 在 臨 床 使 用 され て い る 吸 入 麻 酔 薬 の 中 で 導 入 お よ び覚 醒 が 最 も速 い こ と か ら使 い や す い 麻 酔 薬 で あ る が,麻 酔 開 始 後 比 較 的 早 期 よ り血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 が 上 昇 し,症 例 に よ っ て は50μMを 越 え る こ とが 報 告 され て い る28) 29).血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 の上 昇 が 長 時 間 続 く で あ ろ う長 時 間 の 麻 酔 症 例 や,す で に 腎 機 能 障 害 を有 し て い る症 例 な ど で は,慎 重 に 使 用 す べ き と考 え る. 結 論 1.家 兎 を用 い て 血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 を一 定 に 保 つ よ う にNaFの 投 与 を行 い,血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 と そ の持 続 時 間 が 腎 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討 し た. 2.血 清 無 機 フ ッ素 濃 度 上 昇 に よ る 腎 障 害 の 発 生 に は,血 清 濃 度 の み な ら ず そ の 持 続 時 間 が 重 要 で あ る こ とが 明 ら か に な っ た. 3.無 機 フ ッ素 は 近 位 尿 細 管 を ま ず 障 害 し, さ ら に 負 荷 量 が 多 く な る と,水 再 吸 収 障 害 を も 来 して く る もの と考 え ら れ た. 稿 を終 え るに あ た り,御 指 導.御 校 閲 を賜 わ った 岡 山大 学 医 学 部 麻 酔.蘇 生学 教 室 平 川 方 久 教 授 に 深 く感 謝 致 し ます.ま た,本 研 究 に お いて 御 指 導 を頂 い た 山 田輝 夫 先 生,小 坂 誠先 生 に深 く感 謝 致 し ま す.さ らに,多 大 な る御 協 力 を頂 い た 岡 山大 学 医 学 部 麻 酔 ・蘇 生 学教 室 の皆 様 に深 くお 礼 申 し上 げ ます.

文

献

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The influence

of inorganic

fluoride

on the renal

function

in rabbits

Satoshi

MIZOBUCHI

Department

of Anesthesiology

and Resuscitology,

Okayama

University

Medical School,

Okayama

700, Japan

(Director:

Prof. M. Hirakawa)

Some of the halogenated inhalation anesthetics are metabolized partly in the liver to produce inorganic fluoride, and serum inorganic fluoride in continuous high concentration may cause renal dysfunction. In this study, the influence of elevated serum inorganic fluoride concentration and the duration of its action on renal function were studied by continuous infusion of sodium fluoride in rabbits for 24hours.

The rabbits were divided into Control (group C), Low dose (group L) and High dose (group H) groups with mean serum inorganic fluoride levels of 1.9ƒÊM, 62.4ƒÊM and 237.7ƒÊM, respectively. Twenty-four hour total urine volume increased in group H compared to group C. Urinary excretion of ƒÀ2-microglobulin (ƒÀ2MG), leucine aminopeptidase (LAP) and N-acetyl -ƒÀ-D-glucosaminidase (NAG), collected every 6 hours, increased significantly in group H

within 0•`6 hours, whereas LAP increased within 18•`24 hours and NAG within 12•`18 hours in group L, compared to group C. The area under the curve of serum inorganic fluoride concentration, when the increase of NAG (the earliest among ƒÀ2MG, LAP and NAG) excretion was detected (6 hours in group H, 18 hours in group L), were similar (group H; 1272•}165

ƒÊM•Ehours, group L; 1197•}189ƒÊM•Ehours). Free water clearance over 24 hours increased significantly in group H only. Morphological examination showed the absence of the brush border and that cellular damage had occurred in the renal tubules in both group L and group H. These findings were more apparent in group H.

In conclusion, it was revealed that not only the elevated serum inorganic fluoride concentra tion but also its duration were the factors inducing renal dysfunction, beginning with prox imal tubuar damage and subsequently developing to decreased water reabsorption.