Oral intake of hydrogen-rich water ameliorated chlorpyrifos-induced neurotoxicity in rats. | ラットの水素水経口摂取による クロルピリホス誘発性神経毒性の減弱効果
Toxicol Appl Pharmacol. 2014 Jun 24. pii: S0041-008X(14)00234-8. doi: 10.1016/j.taap.2014.06.011.
Oral intake of hydrogen-rich water ameliorated chlorpyrifos-induced neurotoxicity in rats.
Beijing Environmental and Virus Cancer Key Laboratory, Beijing University of Technology
Abstract
Chronic exposure to low-levels of organophosphate (OP) compounds, such as chlorpyrifos (CPF), induces oxidative stress and could be related to neurological disorders. Hydrogen has been identified as a novel antioxidant which could selectively scavenge hydroxyl radicals. We explore whether intake of hydrogen-rich water (HRW) can protect Wistar rats from CPF-induced neurotoxicity. Rats were gavaged daily with 6.75mg/kg body weight (1/20 LD50) of CPF and given HRW by oral intake. Nissl staining and electron microscopy results indicated that HRW intake had protective effects on the CPF-induced damage of hippocampal neurons and neuronal mitochondria. Immunostaining results showed that the increased glial fibrillary acidic protein (GFAP) expression in astrocytes induced by CPF exposure can be ameliorated by HRW intake. Moreover, HRW intake also attenuated CPF-induced oxidative stress as evidenced by enhanced level of MDA, accompanied by an increase in GSH level and SOD and CAT activity. Acetylcholinesterase (AChE) activity tests showed significant decrease in brain AChE activity after CPF exposure, and this effect can be ameliorated by HRW intake. An in vitro study demonstrated that AChE activity was more intense in HRW than in normal water with or without chlorpyrifos-oxon (CPO), the metabolically-activated form of CPF. These observations suggest that HRW intake can protect rats from CPF-induced neurotoxicity, and the protective effects of hydrogen may be mediated by regulating the oxidant and antioxidant status of rats. Furthermore, this work defines a novel mechanism of biological activity of hydrogen by directly increasing the AChE activity.
Toxicol Appl Pharmacol. 2014 Jun 24. pii: S0041-008X(14)00234-8. doi: 10.1016/j.taap.2014.06.011.
ラットの水素水経口摂取による
クロルピリホス誘発性神経毒性の減弱効果
北京工業大学 北京環境ウイルスがん重点研究室
＜要旨＞
クロルピリホスのような有機リンエステル化合物の慢性的な低濃度曝露は、酸化ストレスを生じる結果、神経障害の発生に関与すると考えらえます。一方、水素は選択的にヒドロキシラジカルを消去できる新しい抗酸化剤として知られています。そこで私たちはWistarラットを用い、水素水の摂取がクロルピリホスの神経毒性に対して保護作用を示すかどうかを調べました。
なお、ラットにはクロルピリホス（6.75mg/kg/BW;LD50の1/20量）を強制投与するとともに、経口摂取で水素水を与えました。
ニッスル染色後に電子顕微鏡で観察したところ、水素水を摂取することによって、クロルピリホスによる海馬神経と神経ミトコンドリアのダメージから神経を保護することがわかりました。
また、クロルピリホスの曝露でアストロサイトでのGFAPの発現が増加しますが、水素水の摂取でそれらが抑えられていることが免疫染色の結果からわかりました。
さらに、水素水はクロルピリホスによる酸化ストレス（MDA量で評価）を抑えると同時に、GSH値やSODとCAT活性を上昇させました。そしてクロルピリホス曝露によりAChEが有意に減少しますが、水素水を投与するとそれが抑えられました。
一方in vitroの研究の結果、クロルピリホスの代謝活性産物であるクロルピリホスオクソンの曝露の有無にかかわらず、普通の水よりも水素水のほうが、AChE活性が強くなることがわかりました。
以上の結果から、水素水を摂取はクロルピリホスによる神経毒性からラットを保護し、またそのメカニズムはラット生体内の酸化／抗酸化バランスを水素が整えることによると考えられます。さらに今回の研究では、水素が直接AChE活性を増加させるという水素の新しい生理活性メカニズムも明らかになりました。
＜一言＞
クロルピリホスというなんだか聞き慣れない薬剤名で、すでに読みたくなくなる話ではありますが我慢してお付き合いを。クロルピリホスはサリンでも有名な有機リン化合物の一種です。ある一定の年齢の方なら散々ＴＶで報道されたので、サリンの中毒症状についてはある程度ご存知かと思います。その中毒症状の多くは有機リン化合物のAChE阻害という働きによるものなのですが、水素はその作用を無毒化するという話らしいです。
ですが、水素自体にAChE活性作用があるというのがちょっと気にかかりますね。昔ながら（と言ったら失礼ですね）のアルツハイマーのお薬もAChE阻害なんです。薬と水素が効果を打ち消し合っちゃうなんてことがあるかもしれないですね。
