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浦 上財 団研 究 報告 書Vol.7(1999)

ODSラッ トに お け る ビ タ ミ ンCとEの得1.緒言トコフ ェ リル ラジカル か らビタ ミンC(VC)

丸定相 互作 用子(上 越教育大学生活 ・健康系講師)

2.材料 と方 法

2.1試

薬に よる水素供 与で,ビ タ ミンE(VE)が再生 す

デ ヒ ドローL一 ア ス コル ビン酸 ビ ス((2,4ジる こ とについ ては,多 くのinvitroの実験L2)で,ニ トロフ ェニ ル)ヒ ドラ ゾン)は 文献12)に従 ってそ の反 応速 度 まで 決 定 され て い る。 し か し,in調整 した。他 の全 ての試薬 は特級 を用い,和 光純

UZUOに おけ る,こ れ らの ビタ ミンの相互作 用 は,薬㈱ か ら購入 した。

まだ明 らか にされ てい ない3)。これ まで の様 々な

22動

濃度 の両 ビタ ミンを含 む餌 を摂 取 させ た,動 物 モ

実験 動物 の取扱 いは,日 本政府動 物実験 の指針

物 と飼料

デ ルにお ける,両 ビタミンの変 化 を測 定す るこ と(1980年3月17条6号)にによって,相 互 作用 が研究 され て きた4‑1°)。
これオ スODSラらの研究 にお けるVcの測定方 法 は,半 世紀前 にら購 入 した。 ラ ッ トは,温 度24±2°C,12時 間 明

開発 され た,汎 用 され てい る比 色定量 法11)を用い

暗サ イ クルの条件下 で飼育 し,餌 と水 は自由摂 取て い る。最 近,我 々 は,化 学 誘 導 とHPLCを組従 って 行っ た。5週 齢ッ ト(od/od)は日本 クレア社 ㈱ かさせ た。最 初の1週 間,全 ての ラ ットに,AINみ 合わせ た新 しい特異 的な方法 を開 発 した12)。そ76処 方に従 った船橋 農場㈱ 製の合 成飼料 と正常 なの 方法 を用い て測定 したラ ッ ト血漿 中の真 のVC

発育 維持 に十分 な量 であ るVCを1g/L13)を量 と比較 す ると比色 に基づ く従来 の方法 では特イオン交換 水 を与 えた。 予備飼育 の後,ラ ッ トを異性 が低 く,3倍高 い値を示 す ことを報告 した12)。 4グ ル ー プ[コ ン トロー ル群,‑C群,‑E群,‑

また,VC研究の よいモデル であ る遺 伝的壊 血病

ラ ッ ト(ODSラのVCのッ ト)13)にお け る,Vc欠乏時

減少速 度 は,臓 器 によ って異な るこ とを,この新 しい方 法 を用 いて報告 した14)。
本論文 で は,ODSラVE欠乏(‑E),ビC,‑E)にC,‑E群]に含む分 け飼育 した。各 グル ー プの ラ ット数 は4か ら5匹 とした。‑E群 の餌 は脂 肪 と してstrippedコ ー ンオイル(5g/100g)を含 む,船橋 農場製 の もの を用い た。 コン トロー ル群 にはVッ トをVC欠乏(‑C),

Cを1g/L含タ ミンC,E同時欠 乏(‑g/100g)にall‑rac‑a一む 水 とstrippedコ ー ンオ イ ル(5トコ フ ェ ロ ール を50mg/させ,特 異 的,高 感 度測 定 法'2)・15)を kg添 加 した合成 飼料 を与 えた。‑C群 には コン ト

用 いて,臓 器 中の両 ビ タミンの量 の変化 を測定 す

ロー ル群 と同 じ飼 料 とVCをる ことによ って,VCとVEのinUZUOでた。‑C,‑E群作 用 を検 討 した。の相互したVEをにはVCを

含 まな い水 を与 え

含 まな い水 と,上 に記

含 まない飼料 を与 えた。

2.3分 析 方法
解剖 予定 日に,1日1匹つ つ解剖 し,解 剖 した

ODSラッ トにお け る ビタ ミンCとEの65

相互 作用

その 日に全て の測定 を行 った。 ラッ トをエーテル11.9),‑E群(185.0±3.9)よ麻酔 下 にて開腹 し,ヘ パ リンを含 む注射筒 で,下した。欠乏21日 目の一C群 と一C,‑E群大静 脈か ら血液 を採集 した。 門脈か ら冷却 した生は,そ れ ぞれ158.36±12.85,162.54±13.46で

理 的食塩 水 を流 し,潅 流 した後,臓 器 を取 り出 しり,こ れ もまた,コ ン トロール(216.08±5.59),

た。 取 り出 した臓器 は,冷 却下,5倍‑E群(209

量 の10mMの リン酸 緩衝液 を含 む生理的 食塩水(pH7.2)で.74±13.28)よりも有意 に減 少の体重ありも有意 に低 い数 値を示 した。

ホモジネ ー トにした。 全て の測定 は2連 の実験 で3.2臓行 った。VCの測 定 は,前 回 の報告12・14》の方 法で欠 乏21日 目の 一C群 の血 漿 中 の α一 トコ フ ェ行 った。VEの測 定 は 文献15)に従 った。HPLCと蛍 光検 出器(島 津RF‑535)の器中のVE量の 変化

ロ ール類(a‐Toc)量条件 は前 回 報は コン トロー ル群 よ り有意 に低い値 であ った(Fig.1)。 他の トコフ ェロー告17・18}した通 りであ る。チ オバル ビ ツール酸 反応

ル(β,γ,δ)は生成 物(TBARS)はか った。同様 の結果 は,欠 乏21日 目の心臓,肺,文献19)に従 って測 定 し,臓器重量 当 た りのnmolマA)当ロンジ アルデ ヒ ド(MD肝臓,腎 臓,欠 乏14日 目の血 漿,脳,肺,肝量 と して表 わ した。の方 法2°)に従 い測定 した。

デ ー タ は,平 均 ±SDとで解析 す ると,VE濃度に おけ る,両 ビタ ミン欠乏間 の有意 な相互作用 は,欠 乏21日 目の血漿,心し て 表 わ し,StatView(AbacusConcepts,Berkeley,CA)をい,ANOVAに臓 にお いて も見 られ た(Fig.1)。2‑wayANOVA

蛋 白質量 は牛血 清ア ルブ ミンを標準物 質 として用 い,Lowry等

本実 験 に おい て は検 出 され な

用て有 意差 検定 を行 った。 各 グループ 間の相互 作用 を検討 す るために

,全 ての実験群の グル ープ平 均 は,two‑wayANOVA21)を臓,肺,肝臓,腎 臓 におい て見 られ た。 これらの結果 は,invivoにお いて,VCがVEをの消 費を少 な くしてい る ことを示 してお り,in読zol2)での研 究で示 されて いる ように,VCによる トコ

用フ ェリルラ ジカルへ の直接的 な反応 の関与 があ る

いて 比較 した。 グル ー プ平均 間 の有意 差 は,Fi‑こ とを支持 してい る。 この こ とは,モ ルモ ッ トにsherのPLSDテス トを用いて分 析 した。p〈0.05を有意差 とした。
3.結果 と考察

3.10DSラッ トの 体 重 変 化

変 わ ら ず,前調の 体 重 変 化 は コ ン トロ ー ル と回 の 報 告18)と 同 じ く,3週

度 を減方,最 低VC量の餌 を与 え られたODSラ

臓 器中 のVE量は,最 も高い値 を示 した という報間 のVE

VCのE群 の全 臓 器 中 のVE濃群,‑c群

い る 。‑C群と一C,‑E群と 一C,‑E群初,順の 体 重 は 文 献1432)の調 に 増 加 し た が,欠日 目 か ら 減 少 し は じ め た 。 欠 乏14日ッ トの投 与量 の違い による もの と考 え られ る。

欠 乏14日 目,21日 目におけ る,‑E群

欠 乏 は体 重 変 化 に 影 響 を 及 ぼ さ な い こ と を 示 し て

報 告 と 同 じ く,最乏 は,肝 臓 中のVE濃告1°)とは異 な っている。 この相違 は,用 い られ た

コ ン ト ロ ー ル の 体 重 は 文 献14,22)と 同 じ く,順に 増 加 し た 。‑E群

お ける慢 性的VC欠少 させ る との報 告9)と合 致 して い る。 しか し,一乏14

目 の 一C群と 一C,‑E群の 体 重 は そ れ ぞ れ,168.2±10.5,166.5±10.4であ り,コン ト ロ ー ル 群(178.3±

よ り有意 に低 か った(Fig.1)。‑E群間での有 意な差 は見 られな かった。

この ことは,脳(下VE欠と一C,‑度 は,コ ン トロー ル記参 照)を 除 く他 の臓器 では,乏 に よってVE量が低下 した ため,VCの影響 が見 えな くなって しま った もの と考 えられ る。
3.3臓

器 中のVC量の変化

66

浦上 財 団研 究報 告 書Vol.7(1999)

Fig.1CollcentrationsofvitaminE1

tissuesofillherelltlyscorbuticratsfedcontrol,r‑itaminGdeficient,vitaminE‑deficientandsimultaneously
vitaminsCandE‑deficientdiets.
Valuesaremeans±SD。n=4Qr5.Differentlettersateachtilnepoint
indicatesignificantdifferencesamonggroupsbyFisher'sprotectedleastsignificantdifferencetest(Y>O.Oa).

欠乏14日 目にお ける コン トロー ル群 の血漿 中のVC濃度 は,‑E群

よ り も有 意 に高 い値 を示 した酸が,ア ス コル ビン酸 に直 接的 に再生 され るという反応 は起 こ り得 ないの で,こ の ことは,VE欠(Fig.2)。同様 な結果 は,欠 乏14日 目の 心臓,腎乏 によ って脂 質層 のラ ジカル反応 が充進 し,そ の臓,欠 乏21日 目 の血 漿,心 臓,肝 臓,腎 臓,筋 肉結果,細 胞 の水層 にお ける酸化 的ス トレスが上 昇にお いて も見 られ た。 これ らの結 果 は,そ れ らのし,水 層 にお ける強 力 な抗 酸化 剤で あるVC23)の

臓器 におい て,VEが消耗 を引 き起 こした もの と考 えられ る。
‑C群 におい て,全 臓 器中 のVC量 は速 やか に

欠 乏 したこ とによ り,VCの消 費が促 進 された もの と考 え られ る。VCにお救 済効果 は,invivoでの本 実験 にお減 少 した(Fig.2)。

いて,初 めて見 い出 された。VEによ って,モ ノと同 じで ある。 欠乏14日 目と欠乏21日 目の 全臓器け るVEのデ ヒ ドロアス コル ビン酸 や デヒ ドロアス コル ビンにおい て,‑C群

この 結果 は我々 の先の 報告14)と一C,‑E群のVC量は,コ ンODSラッ トにお け る ビタ ミンCとEの相互 作用

67

Fig.2ConcentrationsofvitaminCintissttesofinherentlyscorbuticratsfed
control,vitaminC‑deficient,vitaminE‑deficienta:、dsimultaneouslvvita‑
minsCandE‑deficientdiets.
Valuesaremeans±SD,n=40r5.Differentlettersateachtimepoint
indicatesignificantdifferencesamonggroupsbyFisher'sprotectedleastsignificantdifferencetest(P>O.Oo).

トロール群 と一E群 に比 べ有意 に減 少 した。 欠乏

して,VC,VE欠

14日 目 の 血 漿 中 の,こ れ らの 群(‑C群の血 漿,筋 肉,21日 目の血 漿,心 臓,肝 臓,腎 臓,C,‑E群)におけ るVC量と一は,検 出限界以 下であ った。 また,欠 乏21日 目の 一C群 と一C,‑E乏の有 意 な相 互作用 は14日 目

筋 肉にお いて見 られた。
脳 は,VC,VE欠乏期 間中,両 ビタ ミンとも群の両 群 にお ける血 漿,心 臓,腎 臓,筋 肉 中のVに,最 も遅 い減少 傾向 を示 し14,18),両ビタ ミンのC量 も検 出限 界 以下 とな った。 欠 乏14日 目の一相互 作 用 は見 られ なか った(Fig.1,Fig.2)。

C,‑E群

た,肺 にお けるVCにの筋肉 中のVC量は,‑C群意 に減 少 した。 この ことは,VEにVCのよりも有対す る,VEのま救済 効果 はよる筋肉 中の検 出 で きな かった。 これ らの結果 か らす る と,本救済効 果が,現 わ れてい る と考 え られ る。

研 究 におい て,両 ビタ ミンの相互作 用 には臓器特2‑wayANOVAで解析 す る と,VC濃度 に関異 性が あ るこ と,ま た,全 ての臓器 にお いて,必68

浦 上財 団研 究 報告 書Vo1.7(1999)

ず しも明 瞭 に観 察 される とは限 らない ことが判 っ

4.まと めた。
3.4TBARSの変化特異的,高 感 度測定 法12)を用 いて,VCとVE

欠乏21日 目の一C群 と一C,‑E群
血漿,肝 臓 中のTBARSは,コにおけ る,た。VEのン トロー ル群,‑

E群 と比 べ有 意 に上 昇 した(Table1)。の2つ の抗酸化 ビ タ ミンの相 互作用 を明 らかに し

この こ と減少 はVC欠の ことは,加vitroの再生がinvivoでもに よる場合 よ りも強 い こ とを示 してい る。VC欠起 こり得 るこ とを支持 して いる。一 方,VEによ

乏時 にお けるVCのるVCのは,VC欠乏に よる酸化 的ス トレス は,VE欠減少 は,VE欠乏乏時 でのVEる ように,VCに乏 によ って 加速 され,そ研 究1・2)によって示 されて いよるVEの救 済効果 は,invivoでの減 少 より も,そ の程度 が大 きい ことを示 していて観察 され た。VEにるの か も しれ な い。 しか し,TBARS測起 こ り得な いので,こ の救 済効果 は,invitroの定結果よるVCのの本 実験 にお い
直 接的 な再生 はに よる,両 ビタ ミンの相 互作用 は本実験 で は明 ら

研究 では予測 され なか った ことであ る。 この結 果か ではな い。

は,VE欠‑C,‑E群乏に よって起 こる,膜 中で の充進 した

酸化 的ス トレス は,細 胞 の水層 に移 り,結 果 と しにお ける 肝臓 のTBARSは,他の群 よ りも有意 に上昇 した とい うこ とは,両 ビタて,強 力 な 水溶 性抗 酸 化 剤 であ るVC23)の 減 少ミン欠乏 に相 加性 が ある こ とを示 してい る。2‑を引 き起 こ す こ と を提 示 して い る。2‑waywayANOVAにANOVAのよる解析 で は,TBARSに関す

解 析 に よる と,両 ビ タ ミンの 欠乏 にる,両 ビタ ミン欠乏間 の有意 な相互 作用 は,肝 臓お ける有意 な相互 作用 は,血 漿,心 臓,肺,腎にのみ に現 わ れてい る(Table1)。

肝臓,筋 肉にお いて見 られた。 両 ビタ ミンの相互臓,肺,筋肉 にお い て は,4群脳,腎 臓,心間 で のTBARSの有意 な差 は見 られ なか った。

臓,作 用は本 実験 において,全 て の臓器 におい て,必ず し も明 確 に観 察 され な か っ た。TBARSによって評価 され る酸 化的 ス トレスの場合 も同様 であTablelThiobarbituricacid‑reactivesubstances(TBARS}ofった。

plasmaandliverIllillherelltlyscorbuticratsfedcontrol.
vitaminC‑deficie!lt,vitamillE・deficientandsimultane‑
ouslvvitaminsCandE‑deficientdietsfor21d.

最後 に,本 研 究を遂 行す るにあ た り,研 究助成を賜 りま した浦 上食 品 ・食文 化振興 財団お よび関係各 位 に心 か ら感謝 い た します と共 に貴 財 団 の益々の ご発展 を祈念 申 し上 げ ます。

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70

URAKAMIFOUNDATIONMEMOIRSVol.7(1999)

InteactionsbetweenVitaminCandVitaminEareObservedin
TissuesofInherentlyScorbuticRats
SadakoTokumaru(DepartmentofLifeandHealthSciences,JoetsuUniversityofEducation)

ToinvestigateinvivointeractionsbetweenantioxidantvitaminCandE,sparing
effectsofvitaminConvitaminEaswellasthoseofvitaminEonvitaminCwere
evaluatedusinginherentlyscorbutic[OsteogenicDisorderShionogi(ODS)]rats.Rats
weredividedintofourgroups(control,vitaminE‑deficient,vitaminC‑deficientandsimul‑
taneouslyvitaminsCandE‑deficient).ThelevelsofvitaminsCandEintissueswere
determinedatO,14and21dofdeficiency.
Ond14,thevitaminEconcentrationinplasma,liver,brainandlungofthevitamin
C‑deficientgroupwassignificantlylowerthanthatofthecontrol,inagreementwiththe
literatureconcerningthesparingofvitaminEbyascorbate.ThevitaminEconcentration
ofthevitaminC‑deficientgroupalsowassignificantlylowerinplasma,heart,liver,lungandkidneythanthatofthecontrolgroupond21.Onthebasisoftwo‑wayANOVA,
significantinteractionsbetweenvitaminCandEwereobservedond21forvitaminEconcentrationinthesetissues.
Theascorbatelevelinplasma,heart,liver,muscleandkidneyofthevitaminE‑
deficientgroupwassignificantlylowerthanthatofthecorrespondingcontrolgroupond
21.SignificantinteractionsbetweenvitaminCandvitaminEwereobservedond21forvitaminCconcentrationinthesetissues.Theseresultssuggestasparingeffectofvitamin
EonvitaminC,aneffectthatwasobservedforthefirsttimeinthisstudy.Theseresults
suggestthattheinteractionbetweenvitaminCandEexistsinvivoandthattheextentof
theinteractiondependsonthetissues.
Thiobarbituricacidreactivesubstances(TBARS)inplasmaandliverofthevitamin
C‑deficientratsweresignificantlyhigherthanthoseofthecontrolandthevitamin
E‑deficientgroupsond21,suggestingthatthedeficiencyofvitaminCcausedalarger
increaseinoxidativestressthanthedeficiencyofvitaminE.TBARSofliverinrats
deficientinbothvitaminsCandEweresignificantlyhigherthanthoseinallothergroups,
suggestinganadditiveeffectofthedeficienciesofvitaminCandEonhepaticTBARS.
Thesedatasuggestthatinvivo,vitaminsEandCinteract,andeachcanexertsparing
effectsintheabsenceoftheother.