環境中吸入性粒子が肺の線維化をひきおこす肺内沈着閾値量の検討

2002 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 13670401
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 公衆衛生学・健康科学
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 大薮 貴子 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助手 (20320369)
• 研究分担者: 大和 浩 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助教授 (90248592) ; 森本 泰夫 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 教授 (30258628) ; 田中 勇武 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 教授 (00038035) ; 大神 明 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助手 (40301692)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• キーワード: 肺内滞留性 / 吸入性粒子 / 線維化 / 気管内注入法 / 吸入曝露法

研究概要

環境中吸入性粒子による慢性健康影響は、沈着した粒子の生体内滞留性に依存し、過去に研究代表者らが行った繊維状物質の吸入曝露実験では、肺からの沈着粒子の排泄は、沈着粒子量が1mg程度を超えると遅延し、肺の線維化も認められた。そこで排泄遅延を引き起こす肺内沈着量の閾値を明らかにするために、チタン酸カリウムウィスカを、投与量を変えてラット気管内に注入し、粒子の肺からの排泄速度を求め、病理組織的変化との関連を検討した。その結果、肺重量の増加、肺内滞留性の増加、病理組織の変化は、すべて注入量依存的であり、肺内滞留粒子量が病変の引き金になることを裏付ける結果が得られた。しかし、今回の気管内注入試験とこれまでの吸入曝露試験では、肺内滞留粒子量と生物学的半減期の相関が異なっており、閾値は、試料を肺に導入する手法に影響を受けることが考えられた。そこで肺内滞留粒子量が閾値付近になるように条件を設定し、短期間高濃度の吸入曝露試験を行った。その結果、肺内滞留粒子量は、ちょうど予測される閾値付近の1.5mgであったが、生物学的半減期は4.1ヶ月と排泄遅延は認められず、病理組織像においても反応は小さかった。しかし過去のほぼ同じ肺内粒子量であった試料の吸入曝露実験では排泄が遅延しており、閾値の確認をするには、肺内滞留粒子量が閾値付近になるような吸入曝露試験を様々な物質および条件で行い、データを蓄積する必要があると考えられた。
また、粒子の形状が排泄速度や肺組織、閾値に与える影響を、不定形のチタン酸カリウム粒子を気管内注入することによって検討した結果、粒子状物質は繊維状物質に比較して肺内滞留性が低く、肺重量の増加や肺組織の変化はほとんど認められなかった。このことから粒子形状は生体影響を予測する指標となると考えられ、今後その量反応関係を明らかにする必要があると考えられた。