麻酔の圧拮抗、膜成分と麻酔薬との相互作用に対する加圧の効果

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63304047
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 吉矢 生人 大阪大学, 医学部, 教授 (80028505)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 忠義 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (70024320) ; 真下 節 大阪大学, 医学部, 講師 (60157188) ; 谷口 吉弘 立命館大学, 理工学部, 教授 (70066702) ; 末崎 幸生 佐賀医科大学, 医学部, 教授 (80069484) ; 金品 昌志 徳島大学, 工学部, 教授 (80035617)
• Keywords: 麻酔薬 / 揮発性麻酔薬 / 麻酔機序 / 圧拮抗 / 膜 / 蛋白質 / 脂質

Research Abstract

本研究の目的は、膜成分の脂質または蛋白質をモデル系として、その構造および機能における麻酔薬の作用とそれに対する加圧の拮抗作用を調べ、熱力学的解析によって麻酔機序の解明に迫ることである。各研究機関が独自に所有する加圧装置付き測定装置を用いて、麻酔とその圧拮抗現象をさまざまなモデル系で調べ総合的に解析、検討を試みた。平成元年度において下記のことが明らかになった。
1.燐脂質膜の物性に対する麻酔薬の効果、およびその圧拮抗現象:
燐脂質膜小胞にシアニン系蛍光色素を吸着させ、膜粘性や誘電率に対する麻酔薬と加圧の効果を調べた。麻酔薬により膜界面の誘電率が上昇し、相転移温度が低下した。誘電率の上昇は加えた麻酔薬の活量に比例した。また、誘電率に対する麻酔薬の効果は加圧によって拮抗された。膜界面に対する誘電率の変化と麻酔作用との関連が示唆された。
2.脂質二分子膜を用いた麻酔作用の圧拮抗モデル:
燐脂質二分子膜のゲル-液晶相転移温度に対する揮発性麻酔薬と加圧の効果を、圧拮抗モデルの視点から検討した。相転移温度は加圧により直線的に上昇し、一定圧力では添加麻酔薬濃度により直線的に下降した。相転移温度の低下より算出した麻酔薬の膜一水間分配係数は、加圧により減少した。すなわち、加圧により麻酔薬分子が膜から押し出されることが明かとなり、麻酔の圧拮抗現象との関連が示唆された。
バクテリオロドプシンの麻酔薬による分子構造変化と加圧の効果:
モデル蛋白質としてバクテリオロドプシンを用いて、円偏光二色法(CD)により麻酔薬と加圧の効果を調べた。麻酔薬によりCDの正の極大が変位し、負の極大が消失した。麻酔薬によるこの変化は加圧により拮抗された。これは麻酔現象と膜蛋白質の構造変化との関連を示唆する。
本研究の一環として平成元年7月15-16日の麻酔メカニズム研究会において「麻酔の圧拮抗」のシンポジウムを開催した。

Research Products

• [Publications] 内田一郎、真下節: "バクテリオロドプシンの分子構造からみた麻酔の圧拮抗現象" 麻酔と蘇生. 25. 305 (1989)
• [Publications] 塚本郁子、横野諭ほか: "吸入麻酔薬-リン脂質ベシクル系における圧拮抗現象の分光分析" 麻酔と蘇生. 25. 285-290 (1989)
• [Publications] 末崎幸生、上農喜朗ほか: "脂質二分子膜の相転移への添加物効果の固溶体理論" 麻酔と蘇生. 25. 199-202 (1989)
• [Publications] 谷口吉弘: "蛋白質の圧力変性" 麻酔と蘇生. 25. 209-215 (1989)
• [Publications] 金品昌志、河合泰功ほか: "脂質二分子膜を用いた麻酔作用の圧拮抗モデル" 麻酔と蘇生.