研究課題
基盤研究(B)
無麻酔動の細胞外液中の物質を体温に影響されず連続計測するための微量透析・測定システムを構築した。これを用いて冬眠に伴う脳機能の変化と、冬眠行動の開始を予測するための指標を検索すべく、人工的に冬眠させたシリアンハムスター脳内の水溶性抗酸化物質を冬眠各相において計測した。また、冬眠中のハムスター脳(体温約6℃)に放射性、非放射性の同位元素で標識した代謝基質(ブドウ糖、乳酸)を微量透析法により投与し、高速液体クロマトフラフィー法、核磁気共鳴法を用いて代謝産物の消長を追跡した。さらに大腿静脈に慢性留置したチューブを通じて標識されたブドウ糖液を注入し、同様の計測を行なった。1.血液中のブドウ糖濃度は、冬眠中ほぼ一定であったが、投与された標識ブドウ糖は時間経過に伴い減少した。2.脳組織中の抗酸化物質(グルタチオン、アスコルビン酸)は冬眠中も不変であったが、尿酸は1/2から1/3に減少していた。3.脳細胞外液中では、冬眠中アスコルビン酸レベルは高く、覚醒するに連れて低下した。尿酸レベルはほぼ変化無く、冬眠からの覚醒中にのみ一過性に上昇した。グルタチオンのレベルは体温と同様な変化であった。4.この時、プリン体から尿酸への代謝阻害薬を投与すると、尿酸のレベルの一過性の上昇は抑制され、アスコルビン酸の減少も抑制された。これらの結果から、冬眠中も糖代謝は行なわれ、その血中レベルもよく維持されていることがわかった。冬眠からの覚醒時に推測される酸化ストレスに対しアスコルビン酸が抗酸化物質として機能していた。5.脳内の糖代謝関連物質の測定の結果、脳組織中のグルタミン、グルタミン酸、GABAは冬眠中増加しているが、細胞外液中には検出されなかった。神経細胞-アストログリア細胞間のグルタミンーグルタミン酸回路は冬眠中、機能的でないと思われる。脳機能維持に重要なこれらの変化が冬眠マーカーとして示唆される。
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