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ウコンがアルコール摂取時の記憶・認知機能抑制に及ぼす影響＜平成 20 年度助成＞

ウコンがアルコール摂取時の記憶・認知機能抑制に及ぼす影響三（奈良女子大学緒木健

寿大学院人間文化研究科）

ラットを用いて計測した。さらに、その結果を基言に、クルクミンがエタノール投与による海馬機能

ウコンの成分であるクルクミンは多様な生理学的作用を有し、その一つに抗認知症効果が知られている。一方、ウコンは飲酒の前に摂取すること抑制に及ぼす影響について検討した。
方法が古くから行われている。また、飲酒は認知機能Wistar 系雄ラットを用い、室温 24 ℃湿度 60％の中枢である海馬機能を抑制することが報告されに設定された施設で飼育した。ラットをペントバている。すなち、ウコンが飲酒による海馬機能のルビタール溶液の腹腔内投与で麻酔し、脳波位固低下に影響を及ぼしていることが推察されるが、定装置固定し、海馬神経活動とレーザドップラーその詳細は不明である。

血流量測定用の複合プローブ（4 本のステンレス

アルコールは、どのように海馬機能に影響を線硬質直線と 2 本のガラスファイバーからなる海及ぼすのか、これまで多くの報告がなされてい馬領域血流量測定用プローブ）を、Bregma よりる。Walker ら1 ) は、エタノールを含む流動食を右に 2 . 2 mm、尾側へ 3 . 8 mm を電極挿入点とし、5 ヶ月間与えたラットにおいて、海馬 CA 1 領域脳表面からの深さが 2 . 0 mm ～ 3 . 0 mm になるまの錐体細胞数が減少したと報告している。また、で挿入した。神経活動を確認の後、デンタルセメ2)Casamenti ら は、長期間エタノールを摂取させントにて固定した。次に頸静脈よりカテーテルをたラットは、潜在記憶の指標となる受動的回避反挿入し留置した。

応が著しく弱まると述べている。これらの事から、術後 2 日間の回復期の後、実験を開始した。以長期のエタノール摂取は、形態的にも行動的にも下の 4 群の実験を、乱数表を用いて無作為の順序認知記憶機能に影響を及ぼす事が明らかである。

で行った。

しかし、その生理的機序については、議論が多い。

標準飼料を摂取させた後に、急性のエタノール摂取は海馬神経活動を抑制する
ことは一致しているが、海馬領域血流量への影響は一致した結果ではない。これらの結果にバラつきがあった理由としては、麻酔された動物を使い、急性の実験であったことが原因の一つと考えられる。麻酔薬とエタノールは作用する受容体を共有している可能性がある。
そこで本実験では、エタノール投与による海馬CA1 領域神経活動の応答を無麻酔自由行動下の1）1.0g/kg 体重（1 0 ％アルコール溶液）を投与した群、あるいは
2）2.0g/kg 体重（2 0 %アルコール溶液）を投与した群。
4 0 ％クルクミン混合食を摂取させた後に、3）1.0g/kg 体重（1 0 ％アルコール溶液）を投与した群、あるいは
4）2.0g/kg 体重（2 0 %アルコール溶液）を投与した群。

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浦上財団研究報告書

実験は以下のように行った。

Vol.20（2013）

が、その後徐々に上昇し、投与後 60 分で 91.33±

・ 絶飲絶食 . . . . . . . . . . 投与 18 時間前

5.26 %、投与後 120 分で 97.85 ± 5.95 %、投与後・ 飼料投与 . . . . . . . . . . 投与 3 時間 30 分前

180 分で 107.36 ± 7.60%に達した。統計検定の結・ 絶飲絶食開始 . . . 投与 1 時間 30 分前

果、標準食・1.0g/kg エタノール投与群の投与後・ 測定開始 . . . . . . . . . . 投与 1 時間前の海馬 CA 1 神経活動は、投与前と比較して、投・ 生理的食塩水又は 1 0 ％あるいは 2 0 ％アルコ

与後 10 分で有意（ p <0.05）に低い値だった。一方、ール溶液投与（5 分間かけて投与）

クルクミン食・1.0g/kg エタノール投与群の海馬・ 測定終了 . . . . . . . . . . . 投与 3 時間後

CA 1 神経活動は、投与後 10 分で 76.0±5.5％に低実 験 は、 室 温 24 ℃ に 管 理 さ れ た チ ャ ン バ ー

下したが、その後徐々に上昇し、投与後 60 分で（TABAI ESPEC）内で行った。海馬神経活動は差85.5±4.8 ％、投与後 120 分で 95.5±5.0 %、投与動型の超低ノイズアンプで増幅し、8 ch モニター

後 180 分で 99.6 ± 6.0 %に達した。統計検定の結（VC-680G（株）日本光電）で原形波を確認した 3, 4 )。

果、クルクミン食・1.0g/kg エタノール投与群の海馬神経活動の出力は、A/D 変換ボードを介し投与後の海馬 CA 1 神経活動は、投与前と比較してコンピュータ（Recorder, Plexon Inc）にデータて、投与後 10 分、60 分で有意（ p <0.05）に低い値を記録した。

だった。

Recorder（Plexon Inc）にて記録したデータよ

2 . 0 g / kg エタノール投与群

り、CA1 神経の発火頻度を、Offline Sorter（Plexon

標準食・2.0g/kg エタノール投与群の投与前のInc）のコンポーネント解析によりノイズを除き、

海馬 CA 1 神経活動の平均値は 101.5 ± 4.7％だっ1 秒間に生じた海馬神経活動を算出した。アルコー

た。標準食・2.0g/kg エタノール投与群の海馬ル又は生理的食塩水投与による海馬神経活動の変CA 1 神経活動は、投与後 10 分で 56.9±5.2%に低化を比較するため、出現時間が比較的長く、出力下したが、その後徐々に上昇し、投与後 60 分で信号が安定している、実験毎の投与前の NREM

71.4 ± 5.7 %、投与後 120 分で 82.5 ± 7.2 %、投与期の海馬神経活動を 100 ％とし、変化率で示した。

後 180 分で 91.7±7.8%に達した。統計検定の結果、そして、5 分間の平均値で示した。有意差検定は

標準食・2.0g/kg エタノール投与群の投与後の海二要因の分散（ANOVA）を用いて、実験内と実験

馬 CA 1 神経活動は、投与前と比較して、投与後間でそれぞれ行った。分散に差がある場合は、個々

10 分、60 分、120 分で有意（ p <0.05）に低い値だっの平均値について多重比較検定（Fisher-LSD）をた。一方、クルクミン食 ・2.0g/kg エタノール投行った 5 )。

与群の海馬 CA 1 神経活動は、投与後 10 分で 70.9

結果

エタノール投与時の海馬 CA1 神経活動（Hippocampal CA1 neural activity) の経時変化（図 1）1.0g/kg エタノール投与群
標準食・1.0g/kg エタノール投与群の投与前の海馬 CA1 神経活動の平均値は 98.9±2.8 ％だった。

± 5.8 ％に低下したが、その後徐々に上昇し、投与後 60 分で 84.5 ±4.6％、投与後 120 分で 93.5 ±6.5%、投与後 180 分で 101.0 ±7.3%に達した。統計検定の結果、クルクミン食・2.0g/kg エタノー
ル投与群の投与後の海馬 CA 1 神経活動は、投与前と比較して、投与後 10 分、60 分で有意（ p <0.05）に低い値だった。

標準食・1.0g/kg エタノール投与群の海馬 CA 1 神

標準食・2.0g/kg エタノール投与群は標準食・経活動は、投与後 10 分で 78.1±5.0%に低下した

1.0g/kg エタノール投与群と比較して、投与後 10ウコンがアルコール摂取時の記憶・認知機能抑制に及ぼす影響

CA1
神経活動応答の測定例
1 エタノール静脈内投与による海馬ç 図 x¦ǁƅÉĜ¬loňǍ ŭŸŅÒĔŲ`Ŏþ½1.0EtOH: 1.0g
体重に投与、2.0EtOH:
エタノール
体重投与
6
+エタノールx¦ /kg
.+ºƵĜ¬? 62.0g
+x¦/kg.+ºƵĜ¬6

クルクミン摂取がエタノール投与による海馬神経活動低下に及ぼす影響
図 2 |£ĦØHx¦çǗǕ|Ĝ¬_loňǍ CA1
 ŭŸŅÒ¹ª_ÖeQďǃ
Std : 標準食、Crc : クルクミン食（40%）
、1.0EtOH :1.0g エタノール /kg 体重、2.0EtOH : 2.0g エタノール /kg 体重、☆ エタノール投与前との群内比較、＃各時間での群間比較
Pre : エタノール投与前、"6(ĽŐǉ?4'||£ǉǒ Ǔ? 6 + x¦ .+ ºƵ? 6 +x¦ .+ ºƵ 4)x¦İƻ[`ƀƻŁƩĜ¬Í?ǔx¦Ĝ¬Í\`ƀÉŁƩ?ǐÞ

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浦上財団研究報告書

Vol.20（2013）

分、60 分で有意（ p <0.05）に低い値だった。標準

た、同じ実験で A M P A 受容体介在 fEPSPs が食・2.0g/kg エタノール投与群はクルクミン食・

2 0 mM エタノールで 3.77 %、4 0 mM エタノール

1.0g/kg エタノール投与群と比較して、投与後 10で 8.61%、8 0 m M エタノールで 16.10 % 抑制され分で有意（ p <0.05）に低い値だった。

たことも報告されている。

考察I P S P を 発 生 す る 抑 制 性 シ ナ プ ス は、 γ ア ミノ酸（GABA）やグリシンを伝達物質とし、ポス

本研究は、クルクミンが海馬 CA1 錐体細胞にト シ ナ プ ス に は イ オ ン チ ャ ネ ル 型 の GABA 受

特異的に作用し、アルコールによる海馬 CA 1 神容体やグリシン受容体を発現している。つまり、経活動の低下を抑制することを明らかにした。

I P S P の発生には GABA 受容体の活動が関与しエタノールによる海馬 CA1 神経活動の抑制ている。Fleming ら7 ) により、ラットの培養海馬

図 1、2 に示したように、海馬 CA 1 神経活動は、ニューロンに 5 0 mM のエタノール負荷を行った

エタノールの濃度に依存して抑制された。エタ実験では、m I P S C の持続が 5.9 %増加したことがノール投与により海馬 CA 1 神経活動が低下した報告されている。また、Weiner ら8 ) により、ラッ原因としては、エタノール投与により興奮性シナトの海馬スライスにエタノール負荷を行った実験

プス後電位（EP SP）の発生が抑制された可能性

では、近位部 I P S C 領域が 4 0 mM エタノールでと、抑制性シナプス後電位（ I P S P）の発生が促進

26.7 %、8 0 mM エタノールで 69.9 %、160 mM エされた可能性が考えられる。

タノールで 128.7 %抑制されたことが報告されて

EPSP とは、興奮性のシナプスから発生する脱いる。

分極性のシナプス後電位である。E P S P を発生

以 上 の こ と か ら、 エ タ ノ ー ル 投 与 に よ り、する興奮性シナプスのほとんどは、グルタミン

N M DA 受 容 体 や A M PA 受 容 体 の 活 性 化 が 抑酸を伝達物質とし、ポストシナプスにはイオン

制 さ れ、EPSP の 発 生 が 抑 え ら れ た、 ま た は、チャネル型グルタミン酸受容体（NMDA 受容体やGABA 受容体が活性化され、I P S P の発生が亢進AMPA 受容体）を発現している。つまり、E P S Pしたことで、海馬 CA 1 神経活動は低下したと考の発生にはグルタミン酸受容体の活動が関係してえられる。さらに、E P S P の抑制や I P S P の発生いる。これらのことから、エタノールにより海馬がエタノール濃度に依存して変化するため、それCA1 神経活動がエタノールの濃度に依存して抑らの影響を受ける海馬 CA 1 神経活動もエタノー制されたメカニズムについては次のように推察さル濃度に依存して抑制されたと考えられる。

れる。エタノールが、N M D A 受容体や A M P A受容体の活動を抑制し、その結果 E PSP の発生クルクミンが海馬 CA1 錐体細胞に特異的に作用し、海馬 CA1 神経活動に選択的に作用する可能性が抑制され、海馬 CA 1 神経活動を抑制した可能

本実験は、2 0 %エタノール投与では標準食群性が考えられる。また、E P S P の発生抑制が濃度とクルクミン食群で、エタノール投与後の海馬に依存していた為、海馬 CA 1 神経活動の抑制もCA 1 神経活動の低下の程度に有意差があること

6)濃度に依存していた可能性がある。Puglia らにを示した。以上の結果から、クルクミンはエタより、ラットの海馬スライスに 8 0 mM のエタノー

ノールによる海馬 CA 1 神経活動低下に対して特ル 負 荷 を 行 っ た 実 験 で は、N M D A 受 容 体 介 在異的に拮抗した可能性が示された。その理由とし

fEPSPs が 21.55 %、A M P A 受容体介在 fEPSPsて、前述したように、エタノールは NMDA 受容が 15.37 %抑制されたことが報告されている。ま体や AMPA 受容体、GABA 受容体、グリシン受

ウコンがアルコール摂取時の記憶・認知機能抑制に及ぼす影響容体など、多くの受容体に作用することが解っている。それらの受容体の中で、クルクミンが作用する受容体が海馬 CA 1 錐体細胞に多く分布しており、結果的に海馬 CA 1 錐体細胞に特異的に作用し、エタノールによる海馬 CA 1 神経活動の低下のみが選択的に拮抗されたのではないかと考えられる。
しかし、今回の実験からクルクミンがどの受容812) Casamenti F, Scali C, Vannucchi MG, Bartolini L, Pepeu
G. Long-term ethanol consumption by rats: Effect onacetylcholine release in vivo, choline acetyltransferase
activity, and behavior. Neuroscience. 1993; 56 : 465-4713) Miki K, Kosho A, Hayashida Y. Method for continuous
measurements of renal sympathetic nerve activity andcardiovascular function during exercise in rats. Experimental
physiology. 2002; 87: 33-394) Yoshimoto M, Yoshida I, Miki K. Functional role of diversechanges in sympathetic nerve activity in regulating arterialpressure during rem sleep. Sleep. 2011; 34: 1093-1101

体に作用するか不明であり、今後の検討が必要で

5) Sachs. Applied statistics. New York: Springer-Verlag; 1982.

ある。

6) Puglia MP, Valenzuela CF. Ethanol acutely inhibits
ionotropic glutamate receptor-mediated responses andlong-term potentiation in the developing ca1 hippocampus.
Alcohol Clin Exp Res. 34: 594-606

謝辞本研究課題に対してご助成を賜りました（公財）

浦上食品・食文化振興財団に深甚の謝意を表します。
文献

1) Walker DW, Barnes DE, Zornetzer SF, Hunter BE, Kubanis
P. Neuronal loss in hippocampus induced by prolonged
ethanol consumption in rats. Science. 1980 ; 209 : 711-713

7) Fleming RL, Manis PB, Morrow AL. The effects ofacute and chronic ethanol exposure on presynaptic
and postsynaptic gamma-aminobutyric acid (gaba)
neurotransmission in cultured cortical and hippocampal
neurons. Alcohol. 2009; 43: 603-618
8) Weiner JL, Gu C, Dunwiddie TV. Differential ethanol
sensitivity of subpopulations of gabaa synapses onto rat
hippocampal ca1 pyramidal neurons. J Neurophysiol.
1997; 77: 1306-1312

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浦上財団研究報告書

Vol.20（2013）

Effects of curcumin on the suppression of hippocampal CA1
neural activity induced by ethanol in conscious rats
Kenju Miki
Department of Integrative Physiology, Nara Women’s University
Curcumin has shown antidementia activity and thus has been suggested to exert someactions on brain functions including memory and cognition, while the detail mechanisms
remain unclear. Alcohol ingestion has been shown to suppress memory and cognitive
functions. In the present study, we examined effects of the oral ingestion of curcumin on
the suppression of hippocampal CA1 neural activity induced by ethanol administration inconscious rats.
Wistar male rats were instrumented chronically with multiple electrodes (100micrometer stainless steal wire) for measurement of hippocampal CA1 neural activity.
Either 10% ethanol in saline solution (1.0g ethanol/kg body weight) or 20 % ethanol(2.0g / kg) was infused intravenously in rats (1.0g / kg 2.0g / kg body weight) those fed
with 40%curcumin diet and with control diet. Then, response of hippocampal CA1 neuralactivity was measured continuously. The ethanol administration immediately inhibitedhippocampal CA1 neural activity in both control and 40% curcumin diet groups. However
the magnitude of decrease in hippocampal CA1 neural activity observed in 40% curcumindiet group was significantly attenuated compared with those in control diet group.
These results suggest that ethanol may activate the inhibitory neuronal acitivity or
suppress the excitatory neuronal activity those innervate CA1 neuron, such that CA1 nueralactivity decreased due to ethanol infusion. Curcumin may modulate the ethanol actions to
CA1 neurons; either activate inhibitory neuron or suppress excitatory neuron or both, suchthat magnitude of suppression of hippocampal CA1 neural activity induced by the ethanol
infusion may be attenuated in 40% curcumin diet group compared with that in control dietgroup.