【研究報告】（自然科学部門）

胃迷走神経求心路に対する CCK 作用をもつ食成分の探索

谷田

金沢医科大学生理学 II 講座（現緒言

金沢医科大学生理学 II 講座

守講師准教授）を使用し、飼料と水は自由に摂取させた。また動物は12 時間ごとの明暗周期（07 : 00〜19 : 00 が明期）下で、胃・腸での消化器系には、脳へ情報伝達する求心性自室温 24±1℃の条件のもと飼育された。

律神経経路が存在し、臓器の伸展刺激や化学刺激によって、迷走神経求心路の活動が変化し、脳へ情報伝達され電気生理学実験るという末梢器官–求心性自律神経系–脳、といった末梢–脳連関の作用経路が存在する。一般的に胃迷走神経求心本研究では、12 時間絶食させたラットを（ウレタン-路は、伸展刺激（胃の膨張）に対する反応性が強く、化1.2 g/kg 体重、ペントバルビタール-35 mg/kg 体重、ケ

学刺激（うま味成分であるグルタミン酸）に対する反応

タミン-91 mg/kg 体重＋キシラジン-9.1 mg/kg 体重、三1）性は少ないことがわかっている 。我々の最近の予備検

種混合麻酔；メデトミジン-0.15 mg/kg 体重、＋ミダゾ

討では、麻酔下ラットの胃迷走神経求心路の活動は消化

ラ ム 2 mg/kg 体 重、＋ ブ ト ル フ ァ ノ ー ル 2.5 mg/kg 体管ホルモンで摂食抑制作用をもつコレシストキニン重）の腹腔内投与により麻酔し、体温の低下を防ぐため（CCK）で促進し、逆に摂食促進作用をもつグレリンでに、直腸温をモニターし、サーモスタット・コントロー抑制することを見出している。このことは、摂食調節をラにより直腸温が 36.5±0.5℃になるように保った。

行うために、ホルモンが直接脳には作用せず、末梢臓器右の大腿部を切開し、薬物投与用カニューレを大腿静に作用し自律神経求心路を介して脳に作用する可能性を脈へ挿入した。胃を支配する求心性迷走神経活動（af-示唆している。また、胃内にはセロトニン産生細胞が存GVNA）と求心性交感神経活動（af-GSNA）を測定する

在し、化学物質で胃内に刺激を与えるとセロトニン放出ために、実体顕微鏡下で腹部を正中切開し、食道上にに伴い、求心路の神経終末に作用して神経活動を増や沿っている胃を支配する迷走神経と胃動脈に沿っている

1）し、脳へと情報伝達することがわかっている 。これら

胃交感神経をそれぞれ剥離した。求心性神経活動を計測のことから、食事をすると食べ物による胃内への物理的するために、神経の中枢側を外科的にカットして、剥離刺激と化学的刺激が胃での神経伝達物質を介する自律神した神経を銀線双極電極にのせ、電気的絶縁のためシリ経求心路に作用することが摂食調節に重要であることがコンジェルでコーティングした。

考えられる。特に摂食抑制作用をもち、自律神経求心路得られた電気信号は、アンプで増幅し、ウインドウ・に作用するホルモンである CCK と同様な食品成分が新ディスクリミネーターを通してパルスカウンターで時間規に同定されることは、これまで考えられている栄養生当たりのパルス数を算出して、波形とともにコンピュー理学の「食品成分が胃・腸での消化と吸収を介して血中ターに記録した。心電図に関しては、標準肢誘導の第 2で増え脳に作用する」という基本概念に新たな作用機序誘導により導出される電気信号をアンプで増幅し、心拍を見出す可能性を秘めている。そこで本研究では、胃でカウンターより得られた値の波形をコンピューターに記の迷走神経求心路を標的に、求心性神経経路に作用する録した。なお、これらの信号をコンピューターに記録す食品成分を新たに発掘することを目的とした。

るために Power-Lab（model 4sp, AD instruments）を用いた。

方法

胃内投与のために、コントロール液の vehicle（生理実験動物

食塩水、1 mL）、モノグルタミン酸溶液（MSG、1％）、実験には 8 週齢の Wistar 系雄ラット（約 260〜280 g）、L-リジン（10 mM）＋L-アルギL-オルニチン溶液（2.5％）
1谷

図1

田守

CCK 投与によるラット求心性胃迷走神経活動（Af-GVNA）反応の麻酔薬の影響

ペントバルビタール麻酔下ラットの求心性胃迷走神経活動（af-GVNA）、心拍数（Heart rate）及び血圧（Blood pressure）への CCK静脈内投与効果（A）。麻酔薬 4 種類（3type; メデトミジン＋ミダゾラム＋ブトルファノール、Ketamine; ケタミン＋キシラジン、Pent; ペントバルビタール、urethane; ウレタン）での CCK による af-GVNA 反応（B）。 ＝3。

図2

食品成分胃内投与によるラット求心性胃迷走神経活動（Af-GVNA）反応

ペントバルビタール麻酔下ラットの求心性胃迷走神経活動（af-GVNA）へのカテキン混合物の胃内投与効果（A）。ペントバルビター
ル麻酔下において食品成分胃内投与による af-GVNA 反応（B）。 ＝3〜8。#; ＜0.05 v.s. コントロール。

討する。

ニン（10 mM）溶液、カテキン混合溶液（1.69 mgWAKO）

ラットの求心性胃迷走神経活動（af-GVNA）を電気の3 溶液について、ポリエチレンカテーテルを用いて各々生理学的に測定して静脈内へ CCK（20 μg）を投与した

1 mL 投与し、30〜60 分間の反応を観察した。

際の麻酔薬（ペントバルビタール、ウレタン、ケタミ結果ン・キシラジン、3 種混合麻酔）による影響を検討した。

実験 1

消化管ホルモンである CCK 静脈内投与による胃いずれの麻酔薬においても、CCK 投与後 1 分で神経活動迷走神経求心路反応について麻酔薬の影響を検が増大した（図 1）。またペントバルビタール麻酔薬で2

胃迷走神経求心路に対する CCK 作用をもつ食成分の探索

図3

食品成分胃内投与が CCK 静脈内投与による求心性胃迷走神経活動（Af-GVNA）促進反応へ及ぼす効果

ペントバルビタール麻酔下ラットにおいて食品成分（MSG、L-オルニチン、リジン＋アルギニン）の胃内投与 20 分後に CCK を静脈内投与した際の af-GVNA 反応。 ＝2。

図4

食品成分胃内投与がグレリン静脈内投与による求心性胃迷走神経活動（Af-GVNA）抑制反応へ及ぼす効果

ペントバルビタール麻酔下ラットにおいて食品成分（MSG、L-オルニチン、リジン＋アルギニン）の胃内投与 20 分後にグレリンを静脈内投与した際の af-GVNA 反応。の af-GVNA の増大反応が一番大きかった。

物の投与は有意に af-GVNA を低下させた（図 2）。

実験 2

実験 3

食成分の胃内投与による求心性胃迷走神経活動

CCK による求心性胃迷走神経活動（af-GVNA）
増大作用への食成分の胃内投与効果（af-GVNA）への効果
ペントバルビタール麻酔下ラットの求心性胃迷走神経

胃内に vehicle を投与した 20 分後に CCK を投与すると活動（af-GVNA）を電気生理学的に測定して、MSG 溶

af-GVNA は増大反応を引き起こす。この作用に与える液、L-オルニチン溶液、リジン・アルギニン溶液、カテ食成分の効果について検討した。MSG 溶液、L-オルニキン混合溶液の胃内投与効果を検討した。MSG 溶液、チン溶液、リジン・アルギニン溶液を投与してから 20

L-オルニチン溶液、リジン・アルギニン溶液を投与して分後に CCK を投与したところ、vehicle 投与群と変化がも af-GVNA は有意な変化がなかったが、カテキン混合なく、減少している傾向が観察された（図 3）。
3

谷田

守

モンであるグレリンをラット静脈内に投与すると求心性胃迷走神経活動は減少することがわかっているので3）、カテキン混合物溶液は求心性迷走神経胃枝を介して摂食促進を起こす可能性を示唆している。先行研究ではエピガロカテキンを腹腔内投与すると摂食促進因子である視床下部の NPY 遺伝子の発現量が増えることを報告していることから7）、カテキンが胃迷走神経求心路に作用して摂食調節に関与している可能性が考えられる。
求心性胃迷走神経活動へ作用しなかった MSG、L-オ
図5ルニチン、リジン＋アルギニンについて、これらの物質

グレリン、CCK 及びグルコース静脈内投与によるラット求心性胃交感神経活動（Af-GSNA）反応が CCK による求心性胃迷走神経活動促進作用やグレリンによる求心性胃迷走神経活動抑制作用を変化させるか

グ レ リ ン に よ る 求 心 性 胃 迷 走 神 経 活 動（af-否か検討した結果、MSG、L-オルニチン、リジン＋アルGVNA）減少作用への食成分の胃内投与効果

ギニンはいずれも CCK による求心性胃迷走神経活動促

胃内に vehicle を投与した 20 分後にグレリン（3 μg/進をさらに増大させることはなかったが、L-オルニチンkg 体重）を投与すると af-GVNA は減少反応を引き起ことリジン＋アルギニンはグレリンによる求心性胃迷走神す。この作用に与える食成分の効果について検討した。

経活動抑制作用を消失させることがわかった。したがっMSG 溶液を投与しても変化しなかったが、L-オルニチて、L-オルニチンとリジン＋アルギニンはグレリン作用ン溶液またはリジン・アルギニン溶液を投与すると、グに影響することで、摂食調節作用に関与する可能性を示

レリンによる af-GVNA 抑制作用が消失した（図 4）。

唆した。我々の先行研究では、L-オルニチンをラットに実験 5 CCK、グレリンまたはグルコース静脈内投与によ摂取させると体重増大と摂食量が減少することがわかっ

実験 4ている5）。したがって、L-オルニチンによる摂食抑制作る求心性胃交感神経活動（af-GSNA）への効果
ペントバルビタール麻酔下ラットの求心性胃交感神経用は、求心性神経を介するグレリンによる摂食促進作用

活 動（af-GSNA） を 電 気 生 理 学 的 に 測 定 し て、CCKを抑えることが関与している可能性が考えられる。

（20 μg）、グレリン（3 μg/kg 体重）またはグルコース

本研究では、さらに求心性神経活動胃枝の交感神経活（200 mg/kg 体重）を静脈内に投与しても顕著な変化は動についても検討した。その結果は迷走神経とは違っ観察されなかった（図 5）。て、CCK、グレリンおよびグルコースを静脈内投与しても変化が観察されなかった。この実験事実は、求心性考察

胃交感神経は迷走神経路とは異なる作用経路をもつことが示唆された。今後この求心路の交感神経がどのような摂食調節物質である CCK は小腸の I 細胞から産生さ刺激に応答するのかについて検討する必要がある。

れ、中枢神経系を介して摂食を抑制することがわかって
2）

おり 、最近では CCK が胃迷走神経求心路を活性化させることがわかっている3）。本研究では CCK 作用と同

要約様に求心性胃迷走神経活動を促進させる食品成分を同定

本研究では、CCK による胃迷走神経求心路活性化作することを目的とした。これまでの先行研究にいて、遠用をもつ食品成分の同定を目的に麻酔下ラットの神経活心性自律神経系に有効である食品成分 3 種類（MSG、L-動を測定することにより検討した。

4–6）

1.

オルニチン、L-リジン＋L-アルギニン） およびカテキ

麻酔薬による CCK による胃迷走神経求心路活性化作用は有意な差が観察されなかった。

ン混合物について、麻酔下ラットの胃内に投与した際の2.

求心性胃迷走神経活動の変化を観察した。その結果、遠心性自律神経作用物質である MSG、L-オルニチ

MSG、L-オルニチン、リジン＋アルギニンを投与してもンおよびリジン＋アルギニンの胃内投与は、求心性求心性胃迷走神経活動は有意な変化はみられなかった

胃迷走神経活動には影響しなかったが、カテキン混が、カテキン混合液を投与すると投与後 25 分から有意合液は求心性胃迷走神経活動を有意に低下させた。
3.に減少した。摂食促進物質である胃から分泌されるホル4MSG、L-オルニチン、リジン＋アルギニンはいずれ

胃迷走神経求心路に対する CCK 作用をもつ食成分の探索

謝も CCK による求心性胃迷走神経活動促進をさらに4.

辞増大させることはなかったが、L-オルニチンとリジ本研究を遂行するにあたり、研究助成を賜りました公

ン＋アルギニンはグレリンによる求心性胃迷走神経益財団法人三島海雲記念財団ならびに関係者の皆様に厚活動抑制作用を消失させることがわかった。

く御礼申しあげます。

求心性神経活動胃枝の交感神経活動を計測した結文

果、CCK、グレリンおよびグルコースを投与しても変化しなかった。

献1） C. C. Horm, et al.:
2） R. Larder, S. O Rahilly:
2012.
3） Y. Date, et al.:4） M. Tanida, J. Satomi:
5） Y. Konishi, et al.:
6） J. Shen, et al.:7） 石黒真理子ほか：
2013.

以上の結果から、今後カテキン混合液による胃迷走神経求心路への作用がどのような生理的意義をもつのかについて検討するとともに、CCK による求心性胃迷走神経活動促進作用を増大させる食品成分の更なる探索を今後行う必要があることが示唆された。

5, 1419, 53–60, 2011.
, 18, 666–667,, 146, 3518–3525, 2005.
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