胎生期の低酸素暴露による低酸素換気応答の減弱とその発生機序

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11670058
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 林 文明 千葉大学, 医学部, 助教授 (80173029)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 増山 茂 千葉大学, 医学部, 助手 (00219354)
• Keywords: 慢性低酸素暴露 / 周産期 / 母体内低酸素 / 低酸素・換気応答 / 発達可塑性 / 馴化 / 延髄内神経回路

Research Abstract

低酸素換気応答は高地で生まれたヒト(high land nativel:HLN)では減弱し、逆に平地で生まれたヒトが高地へいくと亢進する。我々はHLNで観察される低酸素換気応答の減弱に、胎生期の低酸素暴露が関連するという仮説を設けた。即ち、母体を介した胎生期低酸素暴露により、馴化または発達可塑性(低酸素換気応答を構成する)を介して、生後の個体の低酸素換気応答は減弱する。
ラットを以下の2群に分割した。。(A群)低酸素環境下(11-12%:高度4000-4500mに相当する)で受精、妊娠(22-23日間)、分娩させ、生後4週間まで飼育し(胎生期低酸素暴露群)、以後は空気環境下で飼育した。(B群)空気環境下で受精、妊娠、分娩、生後12週間まで飼育した(対照群)。覚醒ラットを用いて、ホ-ルプレチスモ法により換気量を計測した。4種類の酸素濃度ガス(40,21,15,10%)を吸入させ、低酸素換気応答を決定した。
胎生期低酸素暴露群の低酸素換気応答は対照群に比較して、空気飼育後も2週間(生後6週目まで)低下していた。しかし、それ以降では対照群に比較して有意差を認めなかった。生後直後からの同程度の低酸素暴露により、低酸素換気応答が有意に変化しないことを考慮すれば、胎生期の低酸素暴露は個体の低酸素換気応答減弱(馴化)を誘導する一因子であると結論できる。またこの変化は不可逆的ではなく、この過程に低酸素換気応答を構成する神経回路(延髄内)での発達可塑性が関与しているとは考え難い。

Research Products

• [Publications] Shiba K, Satoh I, Kobayashi N & Hayashi F: "Multifunctional laryngeal motoneurons in the cat: an intracellular study"J Neurosci. 19. 2717-2727 (1999)
• [Publications] Taki J, Masuda Y, Hayashi F & Fukuda Y: "Increased cardiovascular and metabolic tolerance to acute hypoxia in the rat with increased hemoglobin-O_2 affinity induced by Na-cyanate treatment"Jpn J Physiol. 49. 256-271 (1999)
• [Publications] Kumano K, Nakano A, Nakajima H, Hayashi F, et al.: "Interleukin-18 enhances antigen-induced eosinophil recruitment into the mouse airways"Am J Respir Crit Care Med. 160. 873-878 (1999)
• [Publications] McCrimmon DR, Monnier A, Hayashi F & Zuperku EJ: "Pattern formation and rhythm generation in the ventral respiratory group"Clin Exp Pharmacol Physiol. (In Press). (2000)
• [Publications] Hayashi F & Fukuda Y: "Neuronal mechanisms mediating the integration of ventilatory responses to hypoxia"Jap J Physiol. (In Press).