Permalink : http://hdl.handle.net/2115/67304

KEYWORDS : 静脈麻酔薬;F型ATPase;V型ATPase;basal Mg2+-ATPase;intravenous anesthetics;F-type ATPase;V-type ATPase

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.