臨床検査－最近の話題　：　尿中酵素の測定とその意義

教育講演

〔書務樽34第鵜62撰骨〕

臨床検査一最近の話題

尿中酵素の測定とその意義

東京女子医科大学 生化学教室 ふり や けい

教授 降 矢 榮

（受付 昭和61年11月27日）

Determination of Urinary Enzymes and its Clinical Significance

Kei FURIYA， M．D，

Department of Biochemistry（Director：Prof． Kei FURIYA）

Tokyo Women’s Medical College

Body fluids， including urine， contain numerous enzymes． Enzymatic determinations on serum

have become one of the most important tools for the recognition and follow−up of many of the most common diseases． Although the presence of enzymatic activities in urine has been known for almost 170years， their determination in relation to health and disease was substantially applied to clinical medicine only in these last two decads．

This report is on several urinary enzymatic activities under normal conditions， along with interpretation on their changes in disease states and an evaluation of the importance of urinary enzymes for diagnostic purposes．

はじめに 尿中酵素は，生理的状態でもかなりの種類（約 30種）が検出されており，一方病的状態において のみ排出される酵素の存在も知られている．これ らの酵素活性の測定は尿中のホルモンの測定の場 合と同様に尿中に存在する種々の物質の干渉を受 ける可能性が大であり，ごく限られた場合のみ好 んで実施される．概して，尿中酵素は血清中の酵 素と異な：つた由来・特性をもっており，現在に至 るまでの研究成果や臨床検査としての普及度は比 べものにならないくらい低い．しかし，尿中酵素 は腎尿路系組織に由来するもの（たとえぽN− acetyl一β一D−glucosaminidase， EC3．2．1．30， NAG）

のみならず消化器に由来するもの（たとえば

amylase， EC3．2．1．1）もあり，血清中の酵素からは 得られぬ情報を提供するであろう．一方，遺伝的 背景因子との関連，ひいては消化性潰瘍の遺伝的 背景因子を取り除くための一助として尿中および 血中のpepsinogenアイソザイム測定が応用され ている．ここでは尿中酵素としてNAGを中心に 2，3の酵素を選びその生理的意義，病的状態時に 期待される活性の変動などについて述べよう． 尿中酵素の生理的意義 尿中にみられる酵素はTable 11＞に示すように 酸化還元酵素・転位酵素・加水分解酵素・解裂酵 素など約40種類のものが存在する． 1）腎糸球体で濾過される酵素 分子量：40，000以下の低分子量：の蛋白（酵素も一 種の蛋白である）は腎糸球体基底膜を容易に透過 し，その殆んどが近位尿細管で再吸収される． 1ysozyme（muramidase，分子：量15，000）は，腎 糸球体で濾過され近位尿細管でエンドサイトーシ スにより細胞内に取り込まれライソゾーム酵素に よりオリゴペプチドからアミノ酸にまで水解され て，尿細管周囲血管へと輸送される．したがって， 尿中のlysozyme活性の上昇は近位尿細管障害あ

7able l Urinary Enzymes Found in Humans and Animals＊

Activity _{Human An三mals}

1． Oxidoreductase Lactate dehydrogenase， EC 1．1．1．27 十 十 Malate dehydrogenase， EC 1．1謹．37 十＊＊ _十牌 Isocitrate dehydrogenase， EC 1．1．1．42 皿 十 Glucose−6・phosphate dehydrogenase， EC 1．1．1．49 十 Succinate dehydrogenase， EC 1．3．99．1 一 一 Glutamate dehydrogenase， EC 1．4．1．2 一 十 Diamine oxidase， EC 1．43．6 十 Dihydroxyphenylalanine oxidase 十榊 Catalase， EC 1ユ1．1．6 十 2。Transferases D−g正utamyltransferase， EC 2，3．2．1 十 Aspartate aminotransferase（GOT）， EC 2．6．1．1 十 十 Alanine aminotransferase（GPT）， EC 2．6．L2 十林 十 層目binuclease， EC 2．7．7．16 十 十

Arginine ornitine transamidinase 十料

3．Hydrolases Triglyceride esterase（lipase）， EC 3．1．1．3 十 十 L−gulono・δ一1actone hydrolase， EC 3．1．L1．18 十 Cholinesterase， EC 3．1．1，8 十 十 “Alkaline”phosphatase， EC 3．1．3ユ 十 十 ‘‘ `cid”phosphatase， EC 3．1．3．2 十 十 “Acid”deoxyribonuclease， EC 3．1．4．5 十 十 “Nutral”deoxyribonuclease， EC 3．1．4．6 十 十 Sulfatases， EC 3．1．6．1 十 十 Amylase， EC 3．2．L1 十 十 Muramidase， EC 3．2．1．！7 十 十 α一Glucosidase， EC 3．2．L20 十 十 β・Glucosidase， EC 32．1．21 十 十 β・Galactosidase， EC 3，2．1．23 十 十 Trehalase， EC 3．2．1．28 十 N・Acetyl・βglucosaminidase， EC 3．2．L30 十 十 β一Glucuronidase， EC 3．2．131 十 十

Aminopeptidases， EC 3．4ユ．2：“Leucine amihopeptidase； 十 十

glycine aminopeptidase；cystine aminopeptidase； 十 十

Alanine aminopeptidase 十 十

Carboxypeptidases， EC 3．4．1．2；Carboxypeptidase B 十 十

Renin， EC 3．4．4，15 十 十

Proteases；tryptic activity（fibrinolytic activity）； 十 十

catheptic activity；peptic activity；kallikrein， 十 十

EC 3，4．421；urokinase（plasminogen activating enzyme） 十 十

4．Lyases

Aldolase， EC 4⊥2．7 十榊

Hyaluronidase， EC 4．2．99．！ 十 十

零（十＝found，一＝not found， blank＝no information avai．1able）

＊ホtnder pathological conditions only

るいは過剰生産が近位尿細管の再吸収極量を超え たことなどが考えられる．一方，urokinaseは低分 子量（32，000，55，000）であるにもかかわらず静 注すると肝臓で除去され胆汁中に排出され，尿中 のurokinase活性が上昇することはない2）．なお， 糸球体で濾過される蛋白の上限は分子量80，000と されている． 一222一

2）血清に由来する酵素 amylase， lipase，γ一GTPなどは分子量が大きく ないからほぼ同量が尿中に排出される．たとえぽ，

血清中amylase活性の増加があれば尿中

amylase活性も上昇する場合が多い． LDH， ALP， ACP， GOT， GPTなどの酵素は分子量が比較的 大（たとえぽLDHは135，000）であり，分子の形 などの点から腎糸球体膜を通過しがたい． 3）腎臓に由来する酵素 尿細管細胞は酵素に富んでおり，正常の代謝回 転では細胞が尿中に崩壊して酵素が尿中に出現す る．しかし，細胞が破壊されることにより活性が 促進する酵素もあり，また，leucine aminope− ptidase（LAP）， ALPなどは近位尿細管細胞の刷 子縁に極在することから，尿細管細胞膜はこれら の酵素の活性に関与しているらしい． 4）泌尿生殖器（尿管・膀胱・尿道など）の上皮 細胞に由来する酵素 上皮細胞に存在する酵素活性は高くないから概 して意義は少ない． 5）泌尿生殖器の腺細胞から分泌される酵素 女性の頸管腺の酵素活性は低いが，男性では前 立腺からの分泌物・精液などが尿中へしぼしぼ混 入し，異常に高い酵素活性を示すことがある．成 人男子では，高い前立腺性ACPの混入がみられ， 尿管カテーテル法により採取した尿を用いて腎性 ACPを測定する方法もあるが，経尿道的操作によ る血尿やその他の被験者への侵襲を考慮すると一 般的ではない．なお，LDH活性には性差がみら れ，男子は0．4±0．21U／L／hr，0．5±0．21U／L／hr で女子が若干高値を示す3）．LDHアイソザイムは LDH1が最も高くLDH4は痕跡程度， LDH5は認め られない場合が多い．女子でLDH5の上昇する場

合は生殖器からの混入が疑われる．男子では

LDHxがみられることがある．尿沈渣中に精子が 認められた男子尿中にLDHxが検出されている． 尿の採取方法と安定性 尿中酵素活性の測定には24時間の蓄尿が最も望 ましい．24時間の蓄尿が困難である場合は，夜間 8時間尿で代用されることが多く，ほぼ満足すべ き結果が得られるという．尿中には蛋白濃度が低 いため一般に尿中では血清中よりも安定性に欠け る．一20℃ではかなり長期間の安定性が保たれる が，γ一GTPのように4℃や室温の下で1週間安定 であり，一20℃の下では5日間の保存によりほぼ 失活するものもあるから4）5），測定は可能な限り尿 採取日に行うことが望ましい． 正常値 尿中酵素の正常値に関する報告は少ないが屋形 ら6）は16∼68歳の男子123名と女子91名につき24 Table 2 24時間尿中酵素排泄総量値正常範囲 項 目 変換方式 性別 例 数 正常範囲（中央値） 男女別 L意差 測 定 法 測定方法の厓ｷ変動 Amylase 109X ♂ 113 459∼2，150（993） 〃 90 391∼1，740（826） ± blue starch 2。0（％） （IU〃／day） 〃 ♀ 203 419∼2，000（915） γ一GTP lOg X ♂ 93 19∼52 （31） glutamyl−P一 X 63 13∼41 （27） ± nitroanilide基質 2．0 （IU〃／day）

娠

♀ 156 15∼50 （30） 37℃Rate assay

LAP

109X ♂ 95 6∼28 （13） 1・leuci1・P・

仮

65 3∼15 （8） 十 nitroanilide基質 2．0 （IU〃／day）

恢

♀ 160 _{4∼24 （11）} 37℃Rate assay

ALP

派

♂ 94 4∼19 （9） P・nitropheny1 〃 65 _{3∼18 （8） 一} phosphate基質 2．2 （IU〃／day） 〃 ♀ 159 _{3∼19 （9）} 37℃Rate assay Volume 109X ♂ 115 681∼2，783（1，377）

阪

90 497∼2，197（1，145） ± （ml／day） 〃 ♀ 205 557∼2，448（1，278）

Table 3 Estimates of Normal Limits of Urinary

Enzyme Excretion

Enzyme Sex U／gCreatinine

F 0．33∼13．7 Lactate dehydogenase

M

0．64∼5．95 Hydroxybutyrate F 0．16∼11．2 dehydrogenase

_M

_{0．70∼6．54} F 12．3∼35．3 γ一91utamyl transferase

M

9．0∼29．5 F 0．29∼2．78 Alkaline phosphatase

M

0．24∼1．99 F 3．10∼12．1 α・91ucosidase

M

2．57∼9．04 F 0．57∼5．65 Arylsulphatase

M

0．57∼3．97 F 0．44∼6．55 β一galactosidase

M

1．01∼7．099 F 0．14∼0．86 Trehalase

M

0．09∼0．70 N−acetyl・β一 F 2．43∼10．40 glucosaminidase

_M

_{1．68∼9．36} F 0．93∼3．85 Leucine arylamidase

M

0．92∼5．42 時間蓄尿を行い正常値を算出した（Table 2）， LDH活性には性差がみられ，男子では0．4± 0．21U／hr，女子では0．5±0．21U／hrという， D．

MaruhnらはLDH， ALP， hydroxybutyrate de−

hydrogenase，γ一glutamyltransferase（γ一GTP）， α一glucosidase， trehalase， N−acetyl一β一

glucosaminidase（NAG）の活性に性差がみられ， いずれも女子に高い活性が認められていることを 報告している（Table 3）．24時間尿中の酵素排出 量の日差変動はTable 46）に示すようにamylase， LAPにおいて小である． 病態時における尿中酵素 病態時には，種々の尿中酵素の活性の変動ある いはアイソザイム像の変化が期待されよう．しか し，尿中に出現する酸素のうち特定の疾患と関連 づけられるものは数少なく，Table 58＞に示される が，必ずしも諸研究者の見解の一致には至ってい ない． 1．血清に由来する酵素 糸球体における演過量が増加し，尿細管におけ る再吸収が障害されると，血清中の酵素が尿中に 出現する．一般に血清中酵素活性の上昇は尿中の 酵素活性の増加をもたらす．amylase， pep−

sinogen， cathepsin， dihydroxyphenylalanine oxidase（悪性黒色腫の場合）などがこれに属す． 糸球体濾過が障害された場合は糸球体の透過性 が選択的に増加することを考慮すべきであろう． この選択性は主に分子量の大きさに因る．尿細管 の再吸収の障害は毒性物質に因るか，あるいは腎 臓の低酸素症を伴う血管性ショックや他の病的状 態後に続いて起こりうる．蛋白尿を伴うすべての 病的状態では尿中酵素の排出像は著しく変化する ことが報告されている． 2．腎臓に由来する酵素 多数の尿細管細胞が破壊されたり膜透過性が充 進ずると腎臓からの酵素の分泌が増加する．さら

に，腎細胞由来のNAG， arginine ornithine tran−

samidinaseなどが尿中に排出される．しかし，尿 細管細胞が破壊されても細胞内の総ての酵素が尿 中へ排出されるわけではない，たとえば，suじ cinate dehydrogenasdまミトコンドリア内膜に 強固に結合しており，この例に属す．一般に腎障 害がある場合には，正常時には僅かな活性しか認 められな：いALP， LDHなどの尿中活性が上昇す る． 3．泌尿生殖器の腫瘍に由来する酵素 一般に腫瘍細胞には多種類の酵素がふくまれて おり高い活性を有す．腫瘍細胞が尿中へ排出され ると破壊され，細胞内酵素が尿中に出現する．腎・ 膀胱・前立腺・生殖器の腫瘍の場合はLDH，ALP， β・glucuronidaseな：どの活性の増加がみられる． しかし，通常は血液中への影響が少ないものが多 く尿中酵素の活性測定の方が早期診断に役立つも のとされている． 4．泌尿器系の炎症・出血による血球成分に由来 する酵素 泌尿器の炎症は白血球・リンパ球のように酵素 を豊富に含む細胞の移動を伴う．これらの細胞が 尿中に出現する場合はその酵素活性が尿中に認め られる．また，LDH3画分の上昇は，炎症時の白血 球に由来する可能性が考えられるという．泌尿器 系の出血・重症腎炎などの場合は，尿中へ赤血球 が出現する可能性が大であり，赤血球に由来する 一224一

Table 4 24時間尿中酵素排泄総量値の日差変動

氏 名 採尿月 尿量m1

柵鐸

_hU／dayγ・GTP _hU／day

LAP

_hU／day

ALP

A．M． 3 月 T 月 1，060 P，178 o1，040 933 V72 V92 25 Q7 Q9 787 898 T．Y． 3 月 T 月 1，370

@859

o 900 1，234 P，028 P，060 15 Q2 Q7 9811 788 S．1． 3 月 T 月 1，080 Q，408 o 920 484 T08 S01 28 Q4 87 97 K．M． 3 月 T 月 1，550

@641

o 675 1，028 P，252 P，512 32 R7 78 76 Y．T． 3 月 T 月 1，620 P，297 o1，922 608 T91 U16 23 Q8 Q7 986 13 W9 T．S． 3 月 T 月 1，380

@576

o1，324 527 U04 T21 39 R6 10 X 67 R．W． 3 月 T 月 1，260 P，194 o 800 588 V92 V17 28 S4 S5 799 836 A．N． 3 月・ T 月 1，150 P，320 o1，380 618 T97 U89 32 R2 10 P1 87 串 最 同日 盲取 同 ｽ 均 7．3 V8．7 R4．2 工6 P8．0 W．2 0 S8．6 P7．5 5．0 P5．0 W．1 6．3 RL3 P3．3 ＊正常範囲に対する日差変動の割合（％） Table 5 尿中酵素と臨床的有用性（Freeより） Amylase Lipase Lactate dehydro− dehydrogenase Alkaline phosphatase Lysozyme （muramidase） β一91ucuronidase Arylsulfatase Uropepsin Trypsin Leucine aminopeptidase Catalase α一glucosidase

諮どa2瀦諦C器蓋：↑

creatic duct， cartinoma of head of pancreas

醜麟、殼垣下器t↑

昼鵬。disease・「enal ca「’↑

i鼎齢ion ofkidney・「enal l

瀦翻、謂Oximal tUbUla「↑

U「ina「y t「act infection

@↑

言：畿鵬0「mality ／

Acute panc「eatitis

@ l

瓢noma of head of pa噌

Bacte「iu「ia

@ ↑

Pompe’s disease ↓ LDHI画分の増加が認められるという3）． 5．細菌に由来する酵素 泌尿器系の感染症（腎孟腎炎・腎膿瘍）の場合 は，尿中へ細菌がしぼしぽ出現する．β一glucur− onidaseは約280，000∼300，000の分子量を有する 大きな分子であり糸球体で濾過されない．それ故， 尿中への該酵素の上昇は腎およびその他の泌尿器 系の組織の障害の良き指標となることが知られて いる．正常尿では2．96±1．74nmol／min／mgクレ アチニンであるが，大腸菌・クロストリジウム・ バクテロイド属などによる泌尿器系感染症の場合 は著しく尿中のβ一glucuronidase活性が上昇する から，急性尿細管壊死・糖尿病性腎症などのよう に組織の障害が考えられる場合以外で尿中の該酵 素活性が上昇する場合は，一応上記の細菌による 感染症を疑う必要が考えられる．大腸菌の90％以

上（約94％という報告もある）および大部分のク ロストリジウム・バクテロイド属の菌は該酵素を 生成するが，シゲラ属・クレブシェラ属ではこの 酵素を生成するものは数少なく，他の腸内菌はこ の酵素を生成しないという9）．また，ヒト組織に由 来するこの酵素の活性は細菌に由来するものと至 適pHが異なるので，それぞれの活性を容易に測 定できる．catalase活性は正常尿中に検出されな いが，感染があり適度の膿尿がみられる場合は常 に尿中に検出されるという．この場合，クレブシェ ラ属・プロテウス属の菌による泌尿器系の感染症 ではほぼ100％，大腸菌の場合は約82％の割合で尿 中に検出されている10）． （c） 1．5 1，0 0．5 0 〉 ぐ 〉 〈 〉 〈 〉 ぐ 〉 ＜ 〉 管 ぐ 〉 管 ぐ 〉 蕾 ぐ レ 幹 ぐ レ 菅 〈 〉 静 蔚 叢 ぐ 議 〉 ○ 同 ぐ於嚢．

一一

009 006 OO3 肘 LMMM旙ic S 0 100

Protein （ ％ of total recovered ） （b） 契 黄著 暑菅米管 離…叢 菅 建i：／ 菅 ．蟹！μ @ ● 芸 ● 酋 0 0，6 於 ． ぐ菅 膏 ．

NLMMMMic S

O．4 0，2 0 0 100

Protein （ ％ of total recovered ） （d） 0、08 OP4 0 」＿一一一］＿＿＿＿＿」 」＿＿」．」］一＿＿＿＿」 N _{L用植植用iCS N LU購M蘭ic S} 」＿L＿＿一＿一＿」＿」 」＿4＿＿」＿」＿＿＿」＿4 0 100 0 100

Protein （ ％ of total recovered ） Protein （ ％ of total recovered ）

Fig．1 Subcellular distribution of human kidney glycosidases and rabbit kidney

acid phosphatase． Speci丘。 activities are given asμmoles／h／mg of protein． N＝

Nuclear fraction；LM＝lysosomal−mitochondrial fraction；MM＝mi・

crosomal・mitochondrial fraction；Mic＝microsomal fraction；S＝soluble fraction．（a）N−acetyl・β・glucosaminidase，（b）β・galactosidase，（c）acid phos− phatase，（d）β・glucosidase．

N．acetyl・β・D・glucosaminidase（NAG） NAGは，腎尿細管上皮細胞に高い活性がみら れるライソゾーム酵素の一つであり，正常人では HO CH20H OH 0 CH20H 0 OH （a） HO OH ↓ 0

！〔嘔

OH ｛b｝

／

＼

／

CH3 Fig．2 4−Nitrophenylβ・D・galactoside（a），4−meth− ylumbelliferylβ・D−galactoside（b），synthetic sub− strates ofβ一galactosldase， showing the points of attack． 0 尿中にごくわずかな活性が検出される．約13万の 分子量を有する糖タンパク質でヒト体内に広く分 布し，腎に最も活性が強く次いで肝・脳・脾・精 巣・肺・小腸などの順に活性が存在する．糖タン パク質代謝に関与するらしく，とくにGM 1ガソダ リオシドおよびGA2グロボシドの異化に関与す るものと考えられている．分子量が大きいので正 常の糸球体で濾過されることはないという． 腎におけるNAGの分布

1．総NAG活性

尿中に検出されるNAG活性は主として腎尿細 管上皮細胞のライソゾーム由来とされるので，腎 におけるNAGを含む3種のグリコシダーゼ（ラ イソーム性）の細胞下レベルでの比活性を調べた．

Fig．111）に示すようにヒトではNAG，β一

galactosidaseはライソゾームミトコンドリア画 分に最も多く，β一glucosidaseは可溶性画分（S） に最も多く分布する．ウサギでは，NAGはヒトの 場合と類似した分布をする．なお，腎における NAG，β一galactosidase，β一glucosidaseの比活性

HO

CH20H

OH

0

CH20H

O

甲H ♀つ （・）

CH3

↓

0

HO

OH． HO

／＼，。，

CH20H 甲H ？〈） CH3 Fig。3 1b） OH 0 ↓

O

りH

AC

0

↓ o

／

＼

1

／

CH3

＼CH3

ノ

／

＼

（c｝

1

ノ

／

CH3

SO3Na

4−Nitrophenyl N・acety1一β一D・glucosaminide（a），4−methylumbelliferyl N− acetylβ一glucosaminide（b），m・creso1−sulfonphthanyl・N−acetyl一β一glucosaminide （MCP・NAG）， synthetic substrates of N−acetylβ一D−glucosaminidase（NAG），

showing the points of attack．

nmolesihrllOO mm nmolesihrlmg protein 40 30 20 10 o

a

2000 1500 1OOO 500 o

35 334 35334

G PCT PR MAL CCT G PCT PR MAL CCT

Fig. 4 Distribution of total NAG activity along the nephron. Each bar is the mean value±SEM for one particular segment. In the left panel, results are

expressed per 100mm tubular length or 100 glomeruli, In the right panel, results

are expressed as a function of the protein content of each segment.

tions are: G, glomeruli; PCT, proximal convoluted tubule; PR; pars recta: MAL: medullary thick ascending limb; CCT: cortical collecting tubule.

Labyrinth

:_MedutL a

jl

k ray × c or =oo i 1- di--- LnQ).-.WLO-Joen----L-"-o ef -hg -'

LCLo.-CL

c--ca

---

-r-"--_------L Fig.5 Schema dissection a b c d e f g h i j k of nephron with in Glomerulus

Proximal convoluted tubuje Proximal straight tubuLe cortex 2

tl tl ll lt 3E

N ll u 11 3L

N 11 Ii tl medulia

Distal straight tubule inner stripe

tl tl lt ou ter stripe

Il 11 11 cortex

Distal convoluted tubule Coltecting duct

dication of the segments distinguished for

-228-は，20：10：1（ヒト）11），5．89：2．18：1（ラット） であり13），種属性がみられる．これらのグリコシ ダーゼ活性はFig．2・3に示す合成基質を用いて 酵素反応を起こさせ，加水分解により遊離された p・ニトロフェノール量を分光光度計により測定， あるいは4一メチルウンベリフェロン量を分光螢光 光度計を用いて測定する．ウサギ腎ネフロンにお けるNAG比活性の分布は， Fig．4にみられるよ うに近位曲尿細管（Fig．5のb部），次いで集合管 150 100 50 十 △lF NAG A へ 1、 ノ1

1、

1 1

！ノ

@＼ NAG l

7 ＼ 7 ＼ NAG B ノ、 ノ ＼ 一’ pH 8 6 4 5 10 15 Fractions

Fig．6 Electrofocusing profile of NAG activity in kidney cortex homogenates， incubated without collagenase． にNAG比活性が高い14）．ラットの場合，組織1g 当たりのNAG活性が高いのはウサギの場合と同 様に近位曲尿細管次いで遠位曲尿細管であるが， β一galactose活性は近位直尿細管に最：も高く，近 位曲尿細管がこれに次ぐ，

2．NAGアイソザイム

総NAG活性は，上記のように腎皮質（Fig．5） 部に高い活性が認められる．腎皮質ホモジネート を試料としてアンホラインを用いて等電点電気泳

動を行うと，pI 5．3のNAG Aとpl 7．6のNAG Bの画分とpI 6．4前後のNAG I（intermediate form）の3アイソザイム画分に分かれ， NAG A が大半を占める（Fig．6）14）． NAG AはNAG B よりシアル酸含有量が大であり，熱安定性である． 免疫学的検査からA型アイソザイムは（ψ）n，B 型アイソザイムは（β）nと推定され，Amonは n＝2としている．またNAG Aはうイソゾーム の可溶性身分，NAG Bはうイソゾーム膜に結合 して存在する．ウサギ腎ネフロンの部位によるア イソザイム分布は，Fig．714）にみられるように近 位曲尿細管において著しく高いNAG B比活性が 存在する．後述するように腎尿細管が障害，ある いは破壊された場合，尿中のNAG活性が上昇し， これに伴いNAG B画期が増加するが， NAGア イソザイムの腎ネフロンにおける分布から考えれ ば理解できよう． 8 6 4 2 0 nmoles／hr〆100 mm

纒

鯛翻麟

400 300 200 100 0 nmoles／hr／mg Protein

鰯

蕪蒸鯉

G PCT PR MAL CC「r G PCT PR MAL CCT

Fig．7 Distribution of NAG B activity along the nephron in glomerular and

tubular samples from the same kidney． Results are expressed as same as in Fig．

正常人の尿中NAGの活性とアイソザイム 細胞の代謝回転により破壊される腎尿細管上皮 細胞に由来するNAGの活性が，正常尿中に検出 される．正常値は，蛍光基質，Fig．3の（b），を用 いて測定すると20∼100，30∼80（59．9±21）nmol／ h／mgクレアチニンとされ，加齢とともに活性値 が高くなる（Fig．815），916））．男子では10∼19歳， 女子では20∼29歳で最低値を示すという15）．佐野 140 ⑤120 一塞 弓100 § 蜜8。 》 な6。 甕 二40 ≦ 琶2。 婁 へ ア 、▲．一．． ド⊥ ’コ” ”！ ’壬 1−9 10−19 20−2930−3940−49 50−5960−69 70＋ Age （yeors＞

Fig．8 NAG excretion of normal individuals

between the ages 10−70 years．●一●，males and

▲一▲，females． ら17）は〔NAGシオノギ〕キットを用いて測定し， 2．38±1．22（NAG活性／gクレアチニン）という 結果を示している．前記の20∼100nmol／h／mgク

レアチニンをNAG活性／gクレアチニンに換算

すると0．33∼1．67NAG活性（U）／gクレアチニン となり佐野らの示した値よりはかなり低い．これ は，測定のために使用した基質が異なるため，あ るいは反応条件の差異にもよるのであろう． 122例の妊婦尿のうちNAG活性が300nmol／h／ mgクレアチニン以上を示した例が16例あり（Fig． 10）18），その大半が後日何かの臨床所見を示してい るの注目すべきであろう；未熟児の分娩，浮腫や 蛋白尿，巨大児の分娩などである． DEAE一セルローズを支持体として陰イオン交 換カラムクロマトグラフィーにより，尿中NAG を幾つかのアイソザイムに分離することができ る．Fig．12（b）19）は正常尿のNAGの溶出曲線で ある．溶出剤は，10mMリン酸緩衝液（pH7．0） を使用している．NAG BのpIは7，6前後である から，上記緩衝液によりまず溶出されNAG Aは 遅れて溶出される（NAG Aの等電点はより酸性 側にありplは5．3前後）． NAG Aは0．18M NaCl

の濃度の部分にピークが現れ，正常尿では総

NAGの活性の85％以上を占める．図12（c）19＞は， 血清のNAG溶出曲線であり，正常尿のそれとは 100 竃 蓉 § 忌 一 図 箋 50 空 葺 8 ＝ Z o 15 30 45 Age g￠侃々6

Fig．9 Urinary NAG excretion of normal non pregnants． Enzyme activities are

expressed as nmol． of 4・methylumbelliferone released per hour．

口 口 口 口 ロロ ₀ 口 麗ππ59．9士21 O口 口 口 口 口 一230一

聖… § ＄ b50Q 冒 ：≧400 港 ≡… 老200 三 81。。

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ii≡ ＆842 o 自o o o 裂968 Q O Q O o ● む む o O O o O o Q QO 。§：。：∵：∵1，：；・．：：i・：：§i o o o 一Ω＿＿＿＿＿9＿＿＿＿一＿＿＿＿＿一一＿＿＿免＿一〇＿＿＿一＿＿一＿一一9 −o讐一h鼈黹ﾂ一喩一一層b一『一一一 o 0 ” 20 Weeks of _pregnancy 30 40

Fig．10 Urlnary NAG excretion in pregnants，●denote proteinuria， Enzyme

activities are expressed as㎜01。 of 4−methylumbelliferone released per hour．

窪300 9並 慧 § ζ ：ミ 署 200 窒 碧 ．≧

b100

0

o

く 羅 0 Pく0，0田 Pく0，001 ［コ 肋πP舵9照就 ωσm2η ロ豊篶1臨、隅翫瞭。 圃ll樂12f6w膿1、， 9￠るオ氏℃えσ随 圏P々29照雇ω・m。・ ≧≧37，0 ω巳￠屍るPg2るオα℃えぐ

Fig．11 Urinary NAG excretion of non pregnants and pregnants．

全く異なり0．14M NaClの濃度の部分にNAG

Asピーク，さらにNAG AとBの中間に11およ

び12の2つのNAGアイソザイムが溶出される． Fig．13（a）はDEAE一セルロファインを支持体 としてFig．12の実験と同じ条件下で行なった正 常尿のNAG溶出曲線である． Fig．12（b）のパ

ターンと同様にNAG Aアイソザイムが大半を

占めNAG Bは11．8％であるが，妊婦では19．0％， 28．o％｛それぞれFig．13（c），（d）｝でありNAG B画分の増加が認められた2の．妊娠時には，血清中 の総：NAG活性が上昇しP型アイソザイム（胎盤 由来）が増加するが，尿中には殆ど活性が認めら ．れない．この点からみても尿中NAGは血清中の NAGが腎糸球体で過されたものであるとは考え がたい．このようなNAG B活性の増加は，一時 的なsubclinica1な腎尿細管障害を思わせる． 病態時の尿中NAGの活性とアイソザイム 腎尿細管障害時にNAG， alanine aminope．

198 200 150 :.100 'g .h _so E 't e s 15_b ,E -U < 10 5

(a)

(b)

O,2 O,3 O.2 A E : Utu z 15 10 5 150 g, l ioo tL g so J. S- 2o x

(d)

.3 O.2 O.1 O.1

10 20 30 40 50 60 70 SO

Fraction Na C3.0[nO Fig. 12 ResolutionofNAGcomponentsinnormal

liver, urine, kidney, serum and a pathological urine by DEAE-cellulose chromatography.

tion profiles are (a) liver, (b) urine, (c) serum, (d) kidney, (e) pathological urine.

15 ℃ 5

(e)

10 20 O,3 O.2 A E II: U O,1 o z O.4 O.3 O.2 O.1 10 o 10

A

e 'a

=o

: E ･. --2 LEY lo .h ,; '+-)o k 10 o

30 40

Fraction

50 60

No. C 3.0 mD -t ' t n ' ' o. ' t ... 72g-. .' o. ' ' ' t ' ' -' o. ' -' ' -t _o. ' ' t ' .. e ' " -" t ' ' ' o. ' ' ' t ' ' ' _o. -' ' t ' -' ' ' t ' t -' e. -' ' -t t ' o. ' ' ' ' t ' ' '

A

: L-1 8 ･.rl -･ se : o : g 5 E

30 40 50

_{on No.(4.5rnl)}

profiles of N-acetyl-6-D-glucosaminidase in (a) non-pregnant, (b)(c)(d) pregnant urine.

70 eo

O 10 20

Fracti

Fig. 13 DEAE-cellulofine elution pregnant and non-pregnant urine.

-232-20 壽 ミ 髪 Z 10 ＊：Pく0．001

1

B ↓ 1 エユ A5 A （。） （b） （‘） Non−nephro亡ic NephrQtic stage stage

−

Nephrotic syndrome

Fig．14 Comparison of urinary NAG excretion in

patient’s condition

0 5 10 15 ∼0 25 〕0 35

了im・ぐ捌i紺・り

Fig．16 Resolution of NAG isoenzymes in urine of patients with（a）nephrotic syndrome and（b） Goodpasture’s disease：（c）normal urine，

40 ＿30 ξ § 薯20 三 ．1 占lo 0 ● ● ● ● ● ● ● ■ ●・ ● ．ネ ． ：・、 ● y＝0．91x十5，93 r＝0．38 n＝53 10 Urinary protein（9／day） Fig．15 尿蛋白と尿中NAGとの関係 20 ptidaseなどの腎尿細管上皮細胞由来酵素が尿中 へ逸脱することが報告されてから既に10年余にな： る．一般に，尿中NAG活性の上昇が腎尿細管障害 の指標とされているが，低分子量蛋白で尿細管で 再吸収されるβ2一ミクログロブリン（β一m）の尿中 濃度との間に相関関係がみられない21｝ことから， NAGが尿細管のみならず糸球体に浸潤した多核 白血球あるいは糸球体に由来する可能性も報告さ れている．ただし，アミノ配糖体系抗生物質であ るゲンタマイシンを投与した患者では，尿中 NAG活性と低分子量蛋白であるβ2−m， lysozyme （一種の酵素でもある）の尿中への排出量との間に は正の相関がみられるという22）． 石本らは，ネフローゼ症候群の症例中でネフ ローゼ期にある症例では非ネフローゼ期にある症 例に比べ尿中NAG活性が有意に上昇したことを 報告した（Fig．14）22）．なお，ネフローゼ症候群の 病像の形成は尿中への多量の蛋白の排出にもとつ く．石本らはネフローゼ症候群の症例における一 日尿中の蛋白排出量とNAG活性との間に相関関 係があることを報告したが，種々の腎疾患患者を 対象とした場合両者間には相関関係が認められな いことを鈴木ら述べている（Fig．15）21）． 尿中のNAGアイソザイムのパターンは腎移植 後の拒絶反応時，ネフローゼ症候群の正常尿のそ れとは著しく異なる．Fig．12（e），16（a）はネフ ローゼ症候群の患者尿のNAGの溶出曲線である が，いずれもNAG B画分が正常尿の場合に比較 して非常に多く，30％以上にも及ぶ．さらに，NAG I1，12画分も出現するFig．12（e）では，血清中に 含まれているNAG Aが尿中に認められるが，こ れは明らかに糸球体から炉過されたものであろ う．NAG Bは前述のようにサイソゾームの膜結

合性酵素であるから，腎尿細管上皮細胞障害の場 合に尿中に出現することは明らかであろう． 尿中のNAG活性についてその意義を考える場 合，総活性のみならずアイソザイムパターンを調 べることがより有意義な情報を提供するであろ う． 以上，尿中酵素の測定とその意義について NAGを中心にその概略を述べた．尿中酵素を臨 床に応用するためには，腎機能との関連，薬物そ の他の物質の腎組織への影響を細胞下レベルで検 索することが望まれる．さらに，簡便かつ精確な 測定法と広い臨床的評価がなされるべく残されて いる． 文 献

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