金 属 水銀 の取 り込 み に対 するカタラーゼの役 割 に関 する研 究
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(2) 520. 劒. 持. 堅. 志. を 使 用 し た. 放 射 性 水 銀:. Amerisham. 社 製 放 射 性塩 化 第2水 μgHg)を. International. 銀(203HgCl2:. plc. 1μCi=1.22. 使 用 し,注 射 の 場 合 は 生 理 食 塩 水 で 希. 釈 し た. そ の 他 試 薬 は 全 て 特 級 を使 用 し た. 2.呼. 気 中Hg0の. 203HgCl2. 測定. 10μCiを. 腹 腔 内注 射 したマ ウ ス をガ. ラ ス 製 チ ャ ン バ ー(容. 量 約700ml)に. 入 れ,チ. ャ ン バ ー 中 の 空 気 を 約100ml/minで こ の 空 気 を0.5%塩. 吸 引 し た.. 酸 シ ス テ イ ン 溶 液20mlで. 洗. 浄 し,共 存 す る水 銀 イ オ ン 化 合 物 及 び 有 機 水 銀 化 合 物 を 除 去 し た 後,マ ウ ス よ り排 出 され た203Hg0 を0.5%過. マ ン ガ ン 酸 カ リ ウ ム 〜1N. 液10mlに. H2SO4溶. 捕 集 し 測 定 し た.. 3.放. 射 性Hg0の. 容 量9lの. 曝 露実験. Fig.. の チ ャ ン バ ー に203HgCl2. 10%塩. 化 第1錫. Hg0発. 生 び ん と0.5%シ. 〜1N硫. 酸 溶 液20mlを. 時 間 の 排 気 を 行 な っ た 後,臓. 間. 器 は 重 量 測 定 後,生. 203Hgの. 窩 静 脈 叢 よ り採 理 的 食塩 水 に よ り. 測定. Normal. of. mice 203HgCl2. mice mice. 図1に. 示 す 如 く,マ. ウ ス の 呼 気 中 に はHg0が. 検 出 さ れ た. 8時 間 後 の 総 排 出 量 は ア カ タ ラ セ ミア マ ウ ス で 注 射 量 の0.14%,ノ. ー マ ル マ ウ ス で0.04%に. カ タ ラ セ ミア マ ウ ス の 呼 気 中Hg0排. 1に 示 す 如 く,ア. 出. カ タ ラ セ ミア マ ウ ス の カ タ ラ. ー ゼ 活 性 は ノー マ ル よ り も 低 く. ,カ. る と考 え られ る.な Scalerに. よ り)測定 し た.. タ ラー ゼ 活 性 及 び 蛋 白質 の 測定. カ タ ラ ー ゼ 活 性 はParborate13)法 白 質 はbuiret法. acatalasemia. •. 性 の 相 違 が 呼 気 へ のHg0排. ア ロ カ 社 製Muti‑Mode 6.カ. injected. from. 量 は ノー マ ル マ ウ ス よ り も 有 意 に 高 か っ た.表. 洗 浄 し 測 定 し た. 5.. * •›. 達 し,ア 測定. マ ウ ス を エ ー テ ル 麻 酔 後,眼 血 し,臓. normal. (10ƒÊCi). 1. 測定に. 供 し た. 器 中Hgの. mercury and. 入れ た. 露 終 了 後,. 器 中Hgの. metallic mice. intraperitoneally. び. ス テ イ ン塩 酸 溶 液 を 入 れ. チ ャ ン バ ー 内 に 通 気 循 環 し た.曝. of. acatalasemia. ずつ入. 100μCi及. た 吸 収 び ん を 接 続 し,発 生 し た203Hg0を1時. 4.臓. Exhalation. ガ ラ ス 製 チ ャ ンバ ー に ア カ タラセ ミ. ア マ ウ ス 及 び ノ ー マ ル マ ウ ス を 各 々4匹 れ た.こ. 1.. は,. Hg0の. お マ ウ スが 死 亡 した場 合 に. 排 出 が 停 止 す る こ と か ら 考 え て,皮. 膚 表 面 等 か らのHg0の. に よ り,蛋. 脱 離 の 影 響 は な い と考 え. ら れ る. 2.. に よ り測 定 し た,. タラ ー ゼ 活. 出 速 度 に影 響 してい. 203HgCl2の. 腹 腔 内 注 射 に お け るHgの. 臓. 器分布 結 1.. 203HgCl2を. 果 呼 気 中 に 排 出 さ れ るHg0が 腹 腔 内 注射 し たア カ タラ セ ミ. 生 体 内 に お け るHg2+の. 還 元 排 泄 に対 す る カ. タ ラ ー ゼ 活 性 の 影 響 を検 討 す る 目 的 で,ア. カ タ. ラ セ ミア マ ウ ス 及 び ノ ー マ ル マ ウ ス に203HgCl2 を 腹 腔 内 注 射 し,呼 気 よ り排 出 さ れ る203Hg0を 測 定 し た.. ウ ス と ノ ー マ ル マ ウ ス で 異 な る こ とが 明 ら か に な っ た た め,カ. ア マ ウ ス よ り排 出 さ れ る 呼 気 中Hg0. ア カ タ ラ セ ミア マ. タ ラー ゼ 活性 の 相 違 が 臓 器 分 布. に 影 響 し て い る か 否 か を検 討 し た .測 1時 間 と24時 間 後 に 行 な い,そ び 表3に. 定 は注射. の 成 績 を 表2及. 示 し た.. 臓 器 中 濃 度 で は 腎 臓(1hr)及 分 布 で は,. Carcass(1hr及. び 肝 臓(24hr),. び24hr)及. び 肝(24.
(3) 金 属 水 銀 の 取 り込 み に対 す る カ タ ラー ゼ の役 割 に 関 す る研 究 Table. *. 1. Catalase. activity*. in organ. from. acatalasimia. and normal. 521. mice. mean•}SD Unit. of. catalse:. PU/mg.. Hb. (blood),. PU/mg.. protein. (other. organs). Table 2. Organ concentration of mercury in acatalasemia and normal mice exposed to metallic mercury (203Hg0) vapor and intraperitoneally injected of mercuric ion (203HgCl2). 1) 2) 3) 4). Significant Significant Significant Significant. hr)で. at at at at. 5% 5% 5% 5%. level level level level. (t-test) (t-test) (t-test) (t-test). between between between between. Acatalasemia and normal mice metallic mercury exposure and mercuric ion injection metallic mercury exposure and mercuric ion injection mercuric ion injection (1hr) and mercuric ion injection. ア カ タ ラ セ ミアマ ウス 〜 ノー マ ル マ ウ ス. 間 の 有 意 差 が 認 め ら れ た.し. か し,血 液,心. 臓,. 肺 臓,脳 及 び 脳/血 液 濃 度 比 に は 有 意 差 は 認 め ら れ ず,カ. タ ラー ゼ 活 性 及 び 呼 気 中 へ のHg0の. 出 はHgCl2注. 射 に お け るHgの. 排. 生 体 内 分布 に 大. (1hr) (24hr) (24hr). す る傾 向 が 認 め ら れ た. 3.. 203Hg0曝. 露 に お け るHg0の. 取 り込 み と臓. 器分布 203Hg0を. ア カ タ ラ セ ミアマ ウ ス 及 び ノー マ ル. マ ウ ス に 曝 露 し, Hg0の. マ ウ スへ の取 り込 み 量. き な 影 響 を 与 え て い な い こ とが 明 らか に な っ た.. と臓 器 分布 に 対 す る カ タ ラー ゼ 活性 の 影 響 を検. 一 方1時. 討 し,そ. 間 と24時 間 後 を 比 較 し た 場 合 に は ,血. の 成 績 を 表2及. 液,心. 臓 及 び 肺 臓 に お け る 濃 度 減 少 が 大 き く,. に 示 し た 如 く,全. Hgイ. オ ン は 腎 臓 及 び 肝 臓 に その 大 部 分 が 蓄 積. ノ ー マ ル マ ウ ス は,ア. び 表3に. 示 し た.表2. 体 の摂 取 量 を 比 較 した 場 合 は カ タ ラ セ ミア マ ウ ス の 約.
(4) 522. 劒 Table. 1) 2) 3) 4). at at at at. のHg0を. 5% 5% 5% 5%. level level level level. 吸 入 し,カ. (t-test) (t-test) (t-test) (t-test). between between between between. 込 む こ とが 明 ら か に な っ た.ま ス の 血 液 中 のHg濃. ミア マ ウ ス が 高 く,水. 生体に取 り. た ノー マ ル マ ウ. 度 は 高 く,逆. る 濃 度 は 低 か っ た.脳/血. に肝 臓 に お け. 液 濃度 比は ア カ タラセ 銀 イ オ ン注 射 した場 合 の. 成 績 と 異 な っ て い た.臓. 器 内 分 布 で 比 較 す る と,. ノ ー マ ル マ ウ ス は 心 臓,肺 分 布 し,逆 に 脳,肝. か った. 志. Acatalasemia and normal mice metallic mercury exposure and mercuric ion injection (1hr) metallic mercuri exposure and mercuric ion injection (24hr) mercuric ion injection (1hr) and mercuric ion injection (24hr). タ ラー ゼ 活 性 の 高 い. ノ ー マ ル マ ウ ス は よ り 多 く のHg0を. Hgが. 堅. 3. Organ distribution of mercury in acatalasemia and normal mice exposed to metallic mercury (203Hg0) vapor and intraperitonially injected of mercuric ion (203HgCl2). Significant Significant Significant Significant. 1.3倍. 持. 臓 及 び 腎 臓 に 多 くの に おけ る分布 量 は 小 さ. が 生 体 へ のHg0吸 考 え ら れ る.本 ウ ス のHg0吸. 収 速 度 に 大 き な 影 響 を持 つ と 実 験 の 結 果,ア. こ とが 示 され,カ. タ ラ ー ゼ 活 性 がHg0吸. HgCl2の. 注 射 の 場 合 と 比 較 す る と, Hg0曝. の 場 合 は,腎. 臓 へ の 蓄 積 量 が 小 さ く,肺,心. 脳 に お け る 分 布 量 が 大 き か つ た.ま マ ウ スの 分 布 はHgCl2注. 露 臓,. た ノー マ ル. 射 の 分 布 に よ り近 い 傾. 向 が 認 め ら れ た. こ の よ うにHg0曝. 露 の 場 合 は カ タ ラー ゼ 活 性. の 影 響 が 顕 著 で あ っ た. 考. 血 中 に 取 り込 ま れ たHg0は 一 部 はHg0と る14).ア. す ぐに酸 化 せ ず , し て 存 在 し て い る と言 わ れ て い. カ タ ラセ ミア マ ウ ス の 脳/血 液 濃 度 比 が. 局 い こ とは,ア. カ タ ラ セ ミア マ ウ ス 血 液 中 に ノ. 可 能 性 を 示 し て お り,こ. 差 を生 じ させ た 可 能 性 が あ る .ま ウ ス のHg0曝. 存在 している. れが生体 内臓器分布に た ノー マ ル マ. 露 に お け る 分 布 がHgCl2注. 分 布 に よ り近 似 し て い る こ と も,こ 付 け て い る と考 え ら れ る . 一 方 ,生 体 内 に 蓄 積 し たHgイ 元 さ れ る 可 能 性 が あ る .例 チ ル 水 銀 はNADPH〜. 察. 収速度. を規定 して い る こ とが 証 明 さ れ た .. ー マ ル マ ウ ス よ り も 多 く のHg0が. .. カ タ ラセ ミアマ. 収 量 が ノー マ ル ア マ ウ ス よ り小 さ. 射の. の こ と を裏. オ ン は再 び還. え ば 土 壌 中 で は,メ. チ ト ク ロ ー ムc1系. によ. り 還 元 さ れ る こ とが 報 告15)さ れ ,ま た マ ウ ス に Hg0は 行 し,生. 肺 よ り生 体 内 に 吸 収 さ れ,血. 液 中に 移. 体 内 で カ タ ラ ー ゼ の 関 与 の も とに 酸. 化1〜10)され る.こ. の た め 生 体 の カ タラー ゼ 活 性. HgCl2を. 注 射 し た 場 合,呼. 気 中 にHgが. れ る こ と が 報 告11)さ れ て い る .筆 チ トク ロー ムc,. NADPH及. 排 出さ. 者 は 概 にO‑2,. びNADH等. がHg.
(5) 金 属 水 銀 の 取 り込 み に 対 す る カ タ ラー ゼ の役 割 に 関 す る研 究 酸 化 す る 性 質 を 持 つ9).こ. 523. の よ う に, Hgの. 酸化. 還 元 は 多 くの 因 子 に よ り影 響 を 受 け て い る と考 え ら れ る が,今 がHgの. 回 の実 験 結 果 は カ タ ラー ゼ 活 性. 生 体 内代 謝 に お い て主 要 な 役 割 をは た. し て い る こ と を 証 明 し て い る と 考 え ら れ る. 結. 論. ア カ タ ラ セ ミア マ ウ ス 及 び ノー マ ル マ ウ ス を 用 い,腹 腔 内 注 射 したHgCl2の の 排 出 量 とHg0曝 の 検 討 を 行 な い,次 1)マ 合,ア of oxidation. 還 元 す る こ と,更. 2). カ タ ラ セ ミア マ ウ ス は ノ ー マ ル マ ウ ス よ. る.こ. c. 3). に ア カ タ ラセ ミ. 還 元 す る こ と を 報 告12)し て い タ. ラ ー ゼ 活 性 の 低 い ア カ タ ラ セ ミア マ ウ ス は 生 じ たHg0を. 呼 気 中 に 排 出 し た.. 露 実 験 に お い て,ノ. ーマルマ ウ. ス は ア カ タ ラセ ミア マ ウ ス よ り 多 くの203Hg0を. の よ う な 還 元 が 生 体 で 生 じた 場 合,カ. 再 酸 化 す る 能 力 が 低 い ため に,呼. へ のHg0の. 203Hg0曝. 吸 収 し た.. ア マ ウ ス 肝 ホ モ ジ ネ ー トは ノ ー マ ル マ ウ ス よ り も 多 くのHgCl2を. 腹 腔 内 注 射 した 場. and reduction. of mercury XO: Xanthine oxidase, SOD: Superoxide dismutase, Hb: Hemoglobin, Cyt: Cytochrome Oxi: Oxidation, Red: Reduction. Cl2をHg0に. 取 り,込み. の 成 績 を 得 た.. ウ ス に203HgCl2を. り も 多 く の203Hg0を Fig. 2. Mechanism. 呼 気 中 へ のHg0. 露 に お け るHg0の. 気中. 排 出 が 増 加 す る と考 え ら れ る.実. 験. 203Hg0曝. 露 実 験 に お い て,ア. カ タ ラセ ミ. ア マ ウ ス は,脳/血. 液 濃 度 比,肝 臓 及 び 脳 へ のHg. 分 布 量 が 多 く,肺. 臓,血. 液,心. 臓及び腎臓への. 分 布 量 は 有 意 に 小 さか っ た. 4). 203HgCl2を. 腹 腔 内 注 射 し た場 合 は,ア. カ. タ ラ セ ミ ア マ ウ ス 及 び ノー マ ル マ ウ ス 間 に 顕 著 な 臓 器 分 布 の 差 は 認 め ら れ な か っ た. 以 上 要 約 す る と, Hg0の. 生 体 内酸 化 に 対 して. カ タ ラ ー ゼ が 大 き な 役 割 を 果 た し て い る こ と,. の 結 果 は こ れ と一 致 し て お り,生 体 内 に お け る. そ し て生 体 内 にお け る酸 化 還 元 系 の バ ラ ン スが. カ タ ラ ー ゼ 活 性 がHg0の. Hgの. こ とが 示 さ れ た.. 再 酸 化 に 影 響 して い る. Dunn11)ら. も,エ チ ル ア ル コ ー. ル に よ り カ タ ラ ー ゼ のHg0酸. 化 を抑 制 す る こ と. 生 体 内 代 謝 に 大 き な 影 響 を与 え て い る こ. と が 示 さ れ た. 謝. に よ り 同 様 の 結 果 を 得 て い る. こ の よ う に 生 体 内 に お け るHgの. 代 謝 は,生. 辞. 本 論 文 を 閣 筆 す るに あ た り,御 懇 篤 な る御 指 導 並. 体 内に お け る 酸 化 及 び 還 元 系 の バ ラ ンス に よ り. び に御 校 閲 を賜 わ っ た 恩 師 緒 方 正 名 教 授 に 深 甚 の 謝. 支 配 さ れ て い る と考 え られ る.図2に. 意 を 表 し ま す.ま. 酸 化 系 と し て,カ ゼ16),メ. 示 す 如 く,. タ ラ ー ゼ9,10),ペ ル オ キ シ タ ー. トヘ モ グ ロ ビ ン9)等 が 存 在 し,還 元 系 と. し て, O‑212),チ びNADH12)等. ト ク ロ ー ムc12), NADPH12)及 が 存 在 す る.し. か し, O2は. 生体. 内 に 存 在 す る ス ー パ ー オ キ サ イ ドデ ィ ス ム タ ー ゼ(SOD)に. よ り過 酸 化 水 素(H2O2)を. し, H2O2は. カ タ ラ ー ゼ の 関 与 に よ りHg0を. 化10)す る.更. にO‑2は. 成17〜18)す る が,こ. 生 成 し, 酸. メ トヘ モ グ ロ ビ ン を 生. の メ トヘ モ グ ロ ビ ン もHg0を. た 本 実 験 の 遂 行 に 当 り,適 切 な 御. 助 言 並 び に 御 助 力 をい た だ い た 岡 山 大 学 医 学 部 公 衆 衛 生 学 教 室 目黒 忠 道 講 師 に 厚 く感 謝 い た し ます..
(6) 524 1.. 劒 Kudsk, man.. F. N.:. The influence. Acta Pharmacol.. 2.. Kudsk,. F. N.:. 3.. Kudsk, F. N.:. Factors. influencing. 7.. of elemental Thomas,. Y and Clarkson,. T. W.:. mercury.. Springfields,. Illinnois, pp. 355-375,. T. W.:. M.:. on mercury. 28, 367-373,. in the oxidation. uptake. by. 1974.. of mercury. vapor.. 1978.. Mercury. uptake. by acatalasemia. liver homogenate.. Int. Arch. Occup. Health. 41, 87-93,. Ogata, M., Sugata,. Y. and Ikeda, M.:. 劒 持 堅 志:金. ed.. 1972.. Effect of 3-Amino-1, 2, 4-Triazole. Role of catalase. S. and Clarkson, 27, 1373-1377,. Ogata, M. and Ikeda,. Acta Pharmacol.. In Mercury, Mercurials and Mercaptans,. Magos,. L., Halbach,. vapor from the lungs in. vapor in blood.. Toxicol. Appl. Pharmacol.. Arch. Environ. 8.. of mercury. in vitro human blood samples and whole rats.. Biochem. Pharmacol. 6.. of mercury. 1965.. 1969.. M. M. Miller and T. W. Clarkson,. 5.. 志. the in vitro uptake. Bilogical oxidation. Magos, L, Sugata,. 堅. of ethyl alcohol on the adsorption. Toxicol. 23, 263-274,. Toxicol. 27, 161-172,. 4.. 持. lung and. 1978.. In vitro mercury. Health 34, 218-221,. mice and their erythrocytes,. uptake by human acatalasemic. erythrocytes.. 1979.. 属 水 銀 の 取 り込 み に 対 す る カ タ ラー ゼ の 役 割 に 関 す る研 究. 第1報. カ タ ラー ゼ 活 性 の 異 な. る動 物 赤 血 球 の 金 属 水 銀 の 取 り込 み と粗 赤 血 球 カ タ ラ ー ゼ 液 に よ る取 り込 み .岡 山 医 学 会 雑 誌, 92, 999‑ 1005, 9.. 1980.. 劒 持 堅 志:金. 属 水 銀 の 取 り込 み に 対 す る カ タ ラ ー ゼ の 役 割 に 関 す る研 究. モ ジ ネ ー ト,細 胞 内 顆 粒,ヘ. ム 蛋 白質 及 び3価. 及 び メ チ ル ア ル コ ー ル の 作 用.岡. 第2報. の 鉄 イ オ ン に よ る金 属 水 銀 の 取 り込 み と エ チ ル ア ル コー ル. 山 医 学 会 雑 誌, 93, 835‑843,. 1981.. 10. 劒持 堅 志:金 属 水 銀 の 取 り込 み に 対 す る カ タ ラ ー ゼ の役 割 に関 す る研 究 る過 酸 化 水 素 と カ タ ラー ゼ に よ る 金 属 水 銀 の 酸 化.岡. 11. Dunn, J. D., Clarkson,. T. W. and Magos, L.:. 山 医 学 会 雑 誌,. Interaction. びNADHに. 銀 イ オ ン の 還 元.岡. R. N.:. , 1984.. 19-23,. Generation. 1981. 第4報. スー パ ー オ キ サ イ ドア. よ る 水 銀 イ オ ン の還 元 とア カ タ ラ セ ミア マ ウ ス 肝 ホ モ ジ ネ ー トに よ る水. 山 医 学 会 雑 誌,. Perborate. 酵 素 反 応 に よ り生 成 す. 96, 503‑509. 属 水 銀 の 取 り込 み に 対 す る カ タ ラー ゼ の 役 割 に 関 す る研 究. ニ オ ン, NADPH及. 13. Feinstein,. 第3報. of ethanol and inorganic mercury:. of mercury vapor in vivo. J. Pharmacol. Exp. Ther. 216, 12. 劒 持 堅 志:金. ラ ッ ト肝 遊 離 細 胞,ホ. 96, 511‑517,. as substrate. 1984.. in a new assay of catalase.. J. Biol. Chem. 180, 1197-1202,. 1949. 14. 15.. 喜 田 村 正 次,近. 藤 正 臣,瀧. 日 本 化 学 会 編:化. 澤 行 雄,藤. 学 生 能 学 の 展 望,学. 16. Ogata, M., Kenmotsu,. 井 正 美,藤. K., Ifirota; N. and Aikoh, H.:. Arch. Toxicol. 50, 93-95,. 18.. from oxihemoglobin.. 大 柳 善 彦:ス. 京,. 銀.講. 談 社,東. pp. 153‑180,. Mercury oxidation. 京,. pp. 232‑311,. 1976.. 1973.. in vitro by ferric compounds.. 1982.. 17. Lynch, R. E., Lee, G. R. and Cartwright, formation. 木 素 士 共 著:水. 会 出 版 セ ン タ ー,東. G.E.:. Inhibition. by superoxide. J. Biol. Chem. 251, 1015-1019,. ー パ ー オ キ サ イ ド と 医 学,共. 立 出 版,東. 京,. pp. 1‑117,. 1976. 1975.. dismutase. of methemoglobin.
(7) 金 属 水 銀 の 取 り込 み に対 す る カ タ ラー ゼ の役 割 に 関 す る研 究. Study. Part. 5. on the. role. Exhalation. of catalase. of metallic. mice intraperitoneally and the mercuric exposed. Department. of Public Health, (Director:. of metallic. from. injected. with mercuric. acatalasemic. by acatalasemic. mercury. Katashi. uptake. mercury. uptake. to metallic. for. 525. mercury. and normal. ion,. and normal. mice. vapor. KENMOTSU Okayama Prof.. University. Medical School. M. Ogata). Exhalation of metallic mercury from acatalasemic and normal mice intraperitoneally injected with mercuric ion (203HgCl2) and the mercury uptake by acatalasemic and normal mice exposed to metallic mercury vapor (203Hg0) were investigated. Exhalation of metallic mercury from acatalasemic mice injected with mercuric ion was higher than that from normal mice. The mercury uptake by normal mice exposed to metallic mercury was higher than that by acatalasemic mice. The liver and brain of acatalasemic mice were higher in the content than those of normal mice. On the other hand, mercury content in heart, lungs, blood and kidneys of acatalasemic mice was lower than in normal mice. The brain/blood concentration ratio of acatalasemic mice was higher than in normal mice. The distribution of mercury in the organs of acatala semic mice injected with mercuric ion were similar to those of normal mice. Those results indicate that actalase has an important role in the uptake of metallic mercury, and the balance of reduction and oxidation systems influence the metabolism of mercury..
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