Journal Article ラット脳各種ATPase活性に対する静脈麻酔薬の作用

宮本, 健志  ,  出山, 義昭  ,  吉村, 善隆  ,  鈴木, 邦明  ,  藤澤, 俊明

38 ( 1 )  , pp.28 - 39 , 2017-09 , 北海道歯学会
ISSN:0914-7063
Description
静脈麻酔薬のATPaseに対する作用の報告は多いが,作用機構の詳細については不明な点が多い.ATPaseにはF型ATPase(ミトコンドリアATP合成酵素),P型ATPase,V型ATPase等が存在し,活性発現にMg2+(Mg)を必要とするが,役割や性質の不明なMg-ATPaseも多数報告されている.本研究ではラット脳に存在するMg-ATPaseを分析するとともに,静脈麻酔薬の作用を検討した.  ラット全脳から,Pottorfの方法に従って,形質膜(PII)とミクロソーム(PIII)分画を得た.Mg-ATPase活性の至適pHはPIIが約9.4,PIIIは約7.4であった.PIIのMg-ATPase活性はF型ATPaseの阻害剤であるNaN3によって約80%抑制され,PIIIのMg-ATPase活性はP型ATPase及びV型ATPaseの阻害剤であるNa3VO4及びbafilomycineA1によってそれぞれ約10%及び30%抑制された.ウエスタンブロッティングの結果からも,F型ATPaseはPIIに,V型ATPaseはPIIIに最も多く検出された.上記阻害剤で抑制されないMg-ATPase活性をBasal Mg-ATPaseとし,各阻害剤の存在下で各ATPaseを分別して静脈麻酔薬の影響を調べた.PropofolはV型ATPase活性,PII及びPIII Basal Mg-ATPase活性を濃度依存的に抑制したが,F型ATPase活性は80%程度活性化した.PentobarbitalはすべてのATPase活性を濃度依存的に抑制した.ThiopentalもすべてのATPase活性を抑制したが,その程度は各ATPaseによって異なった.  以上の結果から,静脈麻酔薬はラット脳Mg-ATPase活性を基本的に抑制するが,propofolはミトコンドリアに特異的な作用を及ぼす事が示唆された.
This study examined whether the activity of magnesium-dependent ATPase (Mg2+-ATPase) in rat brains is a target for intravenous anesthetics. The effects of propofol, pentobarbital, and thiopental on magnesium-dependent ATPase in the plasma membrane fraction (PII) and microsomal fraction (PIII) isolated from rat brains homogenates by the method of Pottorf were examined.  The optimal pH values for Mg2+-ATPase activities in PII and PIII were 9.4 and 7.4, respectively. The Mg2+-ATPase activity of PII was inhibited by about 80% by NaN3 (sodium azide), an inhibitor of F-type ATPase. The Mg2+-ATPase activity of PIII was inhibited by about 30% by the V-type ATPase inhibitor bafilomycin, and by about 10% by the P-type ATPase inhibitor vanadate. Western blotting analysis revealed that the largest amount of F-type ATPase was detected in PII, and the largest amount of V-type ATPase was detected in PIII. We defined all ATPase activity that was insensitive to the above inhibitors as basal Mg2+-ATPase activity.  In the presence of these inhibitors, we examined the effects of intravenous anesthetics on the activities of various ATPases. Propofol inhibits V-type ATPase activity, PII basal Mg2+-ATPase activity, and PIII basal Mg2+-ATPase activity in a dose-dependent manner; however, F-type ATPase activity was uniquely stimulated about 80% by propofol at concentrations below 0.6 mM. Pentobarbital inhibited all types of ATPases in a dose-dependent manner. Thiopental inhibited all types of ATPases to varying degrees.  These results suggest that intravenous anesthetics basically inhibit Mg2+-dependent ATPase activities in rat brains, but propofol shows specific effects on mitochondrial ATPase activity.
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