急性砒素中毒患者、特に胎児・新生児への砒素暴露による生体影響に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11470100
• 研究機関: 聖マリアンナ医科大学
• 研究代表者: 山内 博 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助教授 (90081661)
• 研究分担者: 網中 雅仁 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助手 (30231997) ; 荒井 二三夫 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助手 (90103481) ; 吉田 勝美 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (80158435) ; 中井 泉 東京理科大学, 理学部, 教授 (90155648)
• キーワード: 急性砒素中毒 / 胎児 / 新生児 / 脳障害 / DNA損傷 / アポトーシス / メチル化 / 行動学

研究概要

本研究は、急性や慢性砒素中毒患者の妊婦が高濃度な無機砒素を摂取した場合、胎児の脳中枢神経障害は発生するか否かについて、動物実験モデルを用いて解明を試みた。妊娠ラット(妊娠17日目)に投与した三酸化二砒素量はLD_<50>の1/4(三酸化二砒素として、8.5mg/kg)である。二酸化二砒素投与後、12、24、48時間目にラットを屠殺し、脳中の砒素を化学形態別に測定、そして、組織診断(タネル法でのアポトーシス細胞診断)を行った。他方、自然出産させた群(生後5週齢)を用いて、自発行動量(Animex)と7項目(潜伏時間、歩行量、立ち上がり回数、毛繕い回数、洗顔回数、脱糞回数、排尿回数)のOpen-field testを実施した。
脳血液関門が未成熟な段階において、胎仔の脳へ三酸化二砒素もしくはその最終代謝産物であるジメチル化砒素(DMA)が増加し、脳細胞は損傷を受けた現象が観察された(アポトーシス細胞;12時間目が最も発生し、時間の経過と共に減少傾向)。この作用は母獣では認められず胎仔のみであった。脳細胞への損傷は三酸化二砒素によるものか、それとも代謝物であるDMAによる作用であるか、新たな研究の必要性が提起された。行動学(Open-field test)の7項目の結果は、三酸化二砒素投与群と対照群の二群間を比較すると、歩行量と潜伏時間に二群間で有意差が認められた。立ち上がり回数、毛繕い回数、洗顔回数、脱糞回数、排尿回数に関しては、二群間で差が見られなかった。しかし、三酸化二砒素投与群の雌では立ち上がり回数の減少、毛繕い回数の増加がそれぞれ統計学的に有意差が認められた。自発行動量の結果は、三酸化二砒素投与群と対照群の休眠期の活動に差は認められなかった。しかし、活動期では三酸化二砒素投与群は午前4:00〜午前8:00の時間帯での活動量の減少を認めた(t-testとANOVA)。
今日、飲料水の無機砒素汚染からの高濃度な無機砒素暴露者は世界的な規模では約1300万人存在し、妊婦、胎児や乳児への暴露が存在している。また、急性砒素中毒患者の妊婦から生まれて来た赤ん坊も存在している。本研究において、胎児期の砒素暴露による脳障害の発生は、組織診断と行動学的な検査結果において示唆され、今後、この分野の研究は十分に発展させる必要性があると考えた。

研究成果

• [文献書誌] 山内博: "哺乳動物における砒素代謝"Biomed Res Trace Elements. 11・1. 25-34 (2000)
• [文献書誌] 仁藤裕子,坂部貢,山内博,相川浩幸,吉田勝美: "急性砒素中毒の妊娠ラットの胎仔における脳障害の研究"Biomed Res Trace Elements. 11・3. 300-305 (2000)
• [文献書誌] 山内博,吉田貴彦,相川浩幸,網中雅仁,仁藤裕子,吉田勝美: "慢性砒素中毒患者における砒素代謝に関する研究"Jpn J Clin Ecol 9(2):68-74,2000. 9・2. 68-74 (2000)
• [文献書誌] 山内博,山村行夫: "多い中毒・見逃しやすい中毒-診療と治療はこのように行う-砒素中毒"Medical Practice. 17・9. 1539-1541 (2000)
• [文献書誌] 斎藤秀,山内博,蓮井ゆり,蔵重淳,越智宏倫,吉田勝美: "ELISA法による尿中8-ヒドロキシデオキシグアノシンの定量法"臨床検査. 44. 913-916 (2000)