酸素安定同位元素を用いた脳酸素代謝評価法の開発と脳虚血モデルにおける応用

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02454353
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 荒井 俊之 京都大学, 医学部, 講師 (80175950)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 健次郎 京都大学, 医学部, 教授 (20025620) ; 中尾 慎一 京都大学, 医学部, 助手 (10207714)
• Keywords: 局所脳血流量 / 局所脳酸素消費量 / 水ー18 / 酸素ー18ガス / 質量分析計

Research Abstract

小動物(ラット)における局所脳血流量ならびに局所脳酸素消費量の測定法を開発を試みた。
局所脳血流量の測定:ラットに、その尾静脈より50%H_2^<18>O(水ー18)生理食塩水を1ml注入し、その後大腿動脈より3秒毎に40μlずつ30秒間採血を行った。採血終了と同時に全脳を摘出し、全脳を大脳皮質、小脳等の各組織に分割した。採取した動脈血ならびに各組織に含まれる水ー18の量は、ヘッドスペ-スサンプラ-を装着した質量分析計付ガスクロマトグラフにて測定し、KetyーSchmit法にて、脳の各組織の血流量(局所脳血流量)を算出した。この方法にて測定した脳血流量は、低換気や過換気により明らかに増減し、また、実験的に作成した脳梗塞モデルで、梗塞部位での血流量低下を示した。以上より、水ー18を用いた局所脳血流量の測定法が確立できたと考える。
局所脳酸素消費量の測定:ラットに、酸素ー18ガスを10分間吸入させ、吸入終了後直ちに全脳を摘出し、全脳を大脳皮質、小脳等の各組織に分割した。そして、分割した各組織に含まれる水ー18の量を、ヘッドスペ-スサンプラ-を装着した質量分析計付ガスクロマトグラフにて測定した。脳の各組織に含まれる水ー18は投与した酸素ー18ガスの代謝産物であると考えられる。従って、脳の各組織に含まれる水ー18を測定することにより、これまで小動物においては測定不能とされていた局所脳酸素消費量の測定が行えると考えた。しかし、常に研究成果を報告しあっている米合衆国国立保健研究所(NIH)のDr.Pekarより、摘出脳に含まれる水ー18の量の増減は脳酸素消費量を反映しないことを指摘され、この方法では局所脳酸素消費量の測定が行えないことが判明した。

Research Products

• [Publications] Toshiyuki Arai: "Cerebral oxygen utilization andlyzed by the use of oxygenー17 and its nuclear magnetic resonance." Biochem Biophys Res Commun. 169. 153-158 (1990)
• [Publications] Toshiyuki Arai: "In vivo oxygenー17 nuclear magnetic resonance for the estimation of cerebral blood flow and oxygen consumption." Biochem Biophys Res Commun. 179. 954-961 (1991)
• [Publications] Toshiyuki Arai: "The method for the measurement of regional cerebral blood flow without radioisotope." J Cereb Blood Flow Metab.