抗生物質の代謝についての研究第1篇肝障害時における

抗生物質
の代謝につい
ての研究
肝障害時におけるCephalothin
小
第1篇
(CET )の代謝
松
喬
北海道大学医学部第一生化学教室
(昭和52年1月17日
は
じ
め
肝機能障害のある患者が,随
に,抗
に
受付)
第1篇
肝障害時におけるCephalothin
)
生物質の投与を必要とする場合に遭遇すること
は,臨
床上しばしばみうけられることである。
合,肝
この場
臓は生体における最も主要な代謝器官であり,肝
機能障害があると,あ
る種の抗生物質では,正
常とは異
1. 緒
ると,生
thin(DA-CET)に
(Fig.1)｡
を及ぼす可能性を考慮する必要がある。この立場から,
生体内代謝の知られているCephalothin
mpicin
(RFP
第1篇
)に
(CET
肝障害時におけるCephalothin
I. 緒
),
Rifa-
ついて検討を行なった。
(CET
)の代謝
言
代謝
われわれは,病
的状態,こ
抗生物質の代謝を追求してきたが1∼3),本
物(ラ
ット)に
vivoお
よびin
また,臨
B. 実験成績
III. 肝疾患患者(臨
与し,同
床例)に
おけるCETの
とに肝機能障害時における
代謝
vitroに
おいて,Cephalothin
らDA-CETへ
A. 実験方法
1. 肝障害モデルラットの作成
語
第2篇
CET投
1. 緒
(RFP
)の
言
A. 実験方法
Fig.
B. 実験成績
III. 肝疾患患者(臨
けるRFPの
A. 対
代謝
象
B. 実験方法
C. 実験成績
IV. 考
察
V. 結
語
性あるいは慢性肝障害(肝
総括ならびに考按
代謝
床例)に
お
ラット(静
1•@ Biotransformation
Cephalothin
硬変)の
モデルラットを作成した。
使用したラットは,体
II. 肝障害モデルモルモットにおけるRFPの
言
代謝
代謝
与時の正常あるいは肝障害ラットにおける代
謝をみるために,急
肝障害時におけるRifampicin
投
の代謝を調べ検討
II. 肝障害モデルラットにおけるCETの
C. 実験成績
V. 結
らDA-CET
床的に肝機能障害のあるヒトに,CETを
時にCETか
B. 実験方法
察
desacety-
よるCETか
を加えた。
象
IV. 考
研究では,動
おいて肝障害モデル動物を作成し,伽
への代謝を検討した。
A. 実験方法
A. 対
一部変化することが知られている
lase (CET-acetylesterase)に
II. 肝障害モデルラットにおけるCETの
投与す
体内でその代謝物であるDesacetyl-Cephalo-
生物質の治療効果および,そ
の副作用にも何らかの影響
言
ヒトあるいはラットにCephalothin(CET)を
なった代謝を受けることが予想される。したがって,抗
結
(CET
の代謝
伴感染症の治療のため
of
(DA-CET)
重約300g前
岡実験動物)で,急
Cephalothin
by
後のWistar系
性肝障害は,四
(CET)
Cephalothin-desacetylase
to
desacetyl-
雄
塩化炭素
556
CHEMOTHERAPY
(CCl4)を
4日
体重あたり1ml/kg,3日
APR.
Table
間連日筋注投与し,
1•@ Assay
method
of
CET
and
1977
DA-CET
目に実験に供した ◎ 慢性肝障害としての肝硬変モデ
ルラヅトは,同
系の約300g前
後のラヅトにCCl4と
リーブ油の等量混液を,1ml/kg体
重,週2回5カ
わたって皮下注射を行ない,肝
硬変を作成した。
急性あるいは慢性肝障害ラッ5の
オ
月に
肝臓は,10%ホ
ル
マリンにて固定後,Hematoxylin-Eosin(H.E.)染
MASSON
GOLDNER染
色およびVAN
色,
GIESON染
色を行
ない組織学的に検討した｡
代謝の実験と平行
清のGlutamic
して,こ
oxaloacetic
Glutamic
pyruvic
phosphatase
),お
リーブ油,5カ
( PAE
照(正
障害群および,肝
transaminase
硬変作成後3カ
),
性肝
ある。A1-P
村らの方法4),PAEは
障害ラット(急
し4匹
に,CET
与・
時の胆汁,
性,慢
100mg/kg体
性)各
CETお
物質(CET)と
群それぞれ3な
測定:胆
ラフィー(TLC)お
酸エチル:酢
定菌として.Bacillu
CETの
開
酸:水=8:1:1の
subtilis
PCI
溶液
219を
subtilis検
用いる平板カップ法で濃度を測定Q標
4. ラット肝,腎
用いた。
定菌を
準線は,1/15M
vitroで
ホモジネートに
ホモジネートを作成し,そ
酸緩衝液pH7.0)0.2mlを37℃
酸緩衝
加え,37℃,10分
成するDA-CETを
位蛋白量(1
間in-
測定。単位時間(1
mg)あ
たりのDA-CETの
率から,CET-desacetylaseの
生成
比活性を求めた。蛋白質
の定量は,FOLIN-LeWRY法7)に
よった｡
Paranitrophenyl
acetate
Aspirin
(AE
rase
CET
Esterase
(PAE
)の
),
Esterase
Phenyl
(PNPAE
acetate
),
Este-
分布
desacetylaseと
同様にして,正
常あるいは肝障
害ラットの肝細胞分画におけるこれらの酵素活性を調べ
た｡
PNPAEの
測定法は,HUGGINSら
定法は,奥
法5)に
村らの方法4),PAEの
の方法8),AEの
測
測定法は,山
村らの方
性に及ぼすpH,温
度の影
従った。
Cytosol分
画粗酵素溶液を用い,CET-desacetylase
希釈し
液
でincubate
度の影響および酵素の耐熱性を検
討した。
pH
れぞれ
たホモジネート液0.2mlと,400μg/mlのCET溶
(1/15M燐
の
代謝をみるため,Porter
7.0)で50倍(w/v)に
性の測定:Table
て適当に希釈したもの0.2m1にCET
活性に及ぼすpH,温
酸緩衝液(pH
において調整した。
7. CET-desacetylase活
代謝
型homogenizerで
&
の4
響
ホモジネートによるin
のCETの
cytosol
記の各細胞分画溶液を1/15M燐
7.0)に
用いた｡
正常および急性肝障害ラットの肝,腎
vitroで
群おのおの3匹
2. lysosome
fr. 4
6. 正常および肝障害ラットの肝細胞分画における
より求め
用い,展
して,Bacillus
燐酸緩衝液(pH7.0)を
1/15M燐
い
層クロマトグ
60 F254(Merck)を
equivalentと
おけるin
液(pH
汁および尿中の原
よび,Bioautographyに
溶媒として,酢
1,核,fr.
fr. 3 microsome,
とおり,上
間までの胆汁
代謝物(DA-CET)は,薄
た｡TLCはKieselgel
CET
1の
た一定時間後に膀胱尿を採取した。
よびDA-CETの
を,検
常および
重を静注にて投与し,総
胆管カニュレーションにより経時的に4時
を採取｡ま
の方法6)に準じて,fraction
分間),単
の採取:正
常あるいは肝障害(急
ットの肝ホモジネートをSCHNAITMAN等
cubateし,生
排泄
投与法および胆汁,尿
CC14肝
性)ラ
溶液(400μg/ml)0.2mlを
尿へのCET,DA-CETの
て
(CET-acety-
肝細胞分画のCET-desacetylase活
山村ら
ート電気泳動法によった。
CETの
ラット肝細胞分画の調整法:正
性,慢
分画を,各
ルローズアセテ
3. 正常および肝障害ラットにCET投
存率お
測定
mitochondria,
月無処置群(CCl4+オ
よった。血清蛋白分画は,セ
各分画におけるCET-desacetylase
(A. E ),
測定は,REITMAN-
FRANKEL法,AEは,奥
清のCET残
生成率を,TLC・Bioautographyに
lesterase)の
清蛋白分画を測定
月投与休止)で
間煮沸し酵素反応を止
間遠心後,上
5. 正常および肝障害ラットの肝細胞分画の調整と,
Alkaline
性肝障害群,慢
は,KIND-KnNG法,GOT・GPTの
の方法5)に
),
Esterase
),血
常)群,急
月投与後3カ
(GOT
(GPT
よびAspirin
Esterase
した。対象は,対
10分
求めた(Table1)｡
れらのラットの血
transaminase
(A1-P
Phenylacetate
定時間後混合溶液を2分
よびDA-CETの
2. 正常および肝障害ラットの肝機能検査
CETの
し,一
め,3,000rpm
4∼9の1/15M燐
と粗酵素溶液(蛋
1の
酸緩衝液にて,CET
白量1.4mg/m1)を
CET
とおり生成するDA-CETを
desacetylaseの
するため,同
(400μ9/ml
)
反応させ,Table
測定した。
活性に及ぼす温度の影響を検討
様に粗酵素溶液0.2mlとCET(400μg/
VOL.
Fig.
25
2•@
A
NO.
CHEMOTHERAPY
Microscopic
one
time
1.0
ml/kg
40 •~
4
findings
wtih
the
of
rat's
liver
carbon
intramuscular
treated
injection
tetrahydrochloride
557
Fig.
of
(II.
E.
2•@
B
for
were
Microscopic
findings
injection
three
of
(H.
1. 0 ml/kg
E
40 •~
of
days
rat's
liver
with
3•@
B
nodular
cirrhosis
treated
of
chloride
consecutive
ride
Coarse
Rats
injection
)
Fig.
Fig.
3•@
A
the
with
mixture
1. 0 ml/kg
Microscopic
of
for
in
the
rat's
liver
subcutaneous
carbon
tetrahydro-
5 months.
findings
of
rat's
liver
cirrhosis
treated
carbon
intramuscular
tetrahydrochlo-
)
CCl43日
間連続注射による急性肝障害ラットの肝臓
では,繊細な線維で囲まれるPseudolobulusの
形成が
極く軽度ながら起こりはじめている(Fig.2B)。
肝臓の
外観は,脂肪変性による黄色調の斑点が認められるが,
まだ結節はでぎていない｡
CCI4オ
ml)0.2m1を,
4℃,
25℃,
37℃,
分間反応させ,DA-CETの
同様にCET
素溶液を予め,37℃,
にて10
30', 60', 54℃,
10分
15', 30', 60'加
(400μg/ml)
間incubateし,残
よび生成されるDA-CETを
リーブ油混液を5ヵ月間注射すると,ほ
ぼ全
例のラヅトに肝硬変がでぎる。肝臓の外観は,表面に大
小多数の結節形成が認められる(Fig.3A)。
耐熱性をみるため,粗
それぞれCET
加えた後,37℃,
54℃
生成をみた。
desacetylaseの
たもの0.2mlに
45℃,
酵
温し
0.2mlを
存CETお
測定した。
は,線維で囲まれたPseudolobulusの
組織学的に
形成が著明で,
肝細胞に脂肪滴浸潤が認められる(Fig.3B)。
2. 正常および肝障害ラットの肝機能検査(Fig.4)
GOT,
GPT,
A1-Pは,対
照(正常)群
肝障害群では上昇し,慢性肝障害(肝
に比較し,急性
硬変)群ではさら
B. 実験成績
に上昇している。CCI4を5カ
1. 急性および慢性肝障害ラットの病理学的所見
カ月間中止していた群では,改善の傾向が認められた｡
CCl4に
よる急性肝障害
Fig.2Aに
示す。CCl41回
ラット肝の組織学的変化を
の注射では,中
心静脈の拡張
とその周囲の肝細胞変性腫大,泡沫細胞化,脂肪滴浸潤が
認められ,強
拡大でも脂肪変性がび慢性に起っている。
Aspirin
Esterase
(AE )は,急
し,慢性肝障害群では,そ
が,肝硬変作成後3カ
た。
月間投与して,そ
の後3
性肝障害群では著減
れよりいくぶん増加はする
月間無処置群では再び低下してい
CHEMOTHERAPY
558
Fig.
4•@ Liver
treated
function
studies
3 days,
in
5 months,
rats.
and
(control,
APR.
2時間(0.6μg/ml)ま
CC14-
3 months
ではCETは
1977
検出される
が,それ以後は検出されない。DA-CETの
after)
度も,1時間(1342.5μg/ml),2時
ml),3時
濃
間(72.0μg/
間(5.4μg/ml),4時
間(7.1μg/ml)
と正常に比し低値を示し,やはり経時的に減少
の傾向を示した。慢性障害(肝硬変)群では,
CET濃
度は1時間(57.0μg/ml),2時
μg/ml)ま
るが,よ
間(4.6
では急性肝障害群と同様に検出され
り高濃度になっている。DA-CETの
排泄は,正常,急性肝障害群と比べ,1時
(400μg/ml)だ
胆汁中のCET/DA-CETの
すると,2時
間値
け低値である｡
比を3群
で比較
間までの値は正常群が最も低く,
次いで急性肝障害群,肝硬変群の順であり,肝
障害の程度が進むにつれて,胆汁中のDA-CET
の排泄が減少し,相対的にCETの
排泄が増加
する｡
これら3群の4時間尿におけるCET,DAPhenyl
acetate Esterase
(PAE )は,対
ると,急性肝障害群では2/3程
照群に比較す
度に減少し,慢性肝障害
群ではさらに著減した。肝硬変作成後3カ
月間無処置群
血清蛋白の蛋白分画は,アルブミンは急性障害群で著
減し,肝硬変群でもやや低下するが,他
の群では差が認
められない。 γ-グロブリンは,正常群が19.2%で
のに対して,急性障害群23.7%,慢
ある
性障害群24.5%で
あり,肝硬変作成後3カ月間無処置群は21.1%と
いく
ぶん低下していた(Table2)。
3. 正常および肝障害ラヅトにCET投
常)は,胆
CETの
重,静注した時の胆
排泄をみると,対
汁中にCETは
照群(正
全く検出されず,すべてDA-
形で排泄されており,その排泄は1時間1,610
μg/ml,2時
間346.7μg/ml,3時
12.5μg/mlと
間56.0μg/ml,4時
2•@ Cellulose
intact,
間
経時的に減少した。
これに対し,急性肝障害群では,1時
Table
与時の胆汁・
排泄(Table3)
ラットにCETを100mg/kg体
汁中へのCET,DA℃ETの
acetate
CC14-treated
3•@ Biliary
and
urinary
DA-CET
after
i. v.
kg
にても著減したままである。
尿へのCET,DA-CETの
Table
間(53.4μg/ml),
electrophoresis
rats'
serum
of
days
CET
and
in
rats
5 months).
levels
injection
(control,
of
CET
of
CC14-treated
100
and
pg./
3
VOL.
CETの
25
NO.
559
CHEMOTHERAPY
4
排泄は,CET濃
もそれぞれ25,000μg/ml,19,500μg/ml,10,300μg/
度は正常群(3,800μg/ml),急
性肝障害群(3,300μg/ml),肝
mlと
硬変群(2,223.3μg/ml)
と肝障害が進行するにつれて低下し,DA-CETの
同様に低下する。しかしCET/DA-CETの
対照群(0.152),急
濃度
(0.216)と,肝
Fig.
5•@ Biliary
CET
in
months)
and
urinary
control
excretion
and
CC14-treated
of
CET,
(3
DA-
days,
比は,
性肝障害群(0.169),肝
硬変群
障害が進行するにつれて高くなる。これ
を図に示したのがFig.5で
ある。
5
以上のことから,肝障害が進展するに従って胆汁およ
rats
び尿中へのCETの
排泄の相対的増加,DA-CETの
少が認められ,肝障害によりCETよ
減
りDA-CETへ
の
代謝が低下していることが考えられる。
4. ラット肝・腎ホモジネートによるin
CETの
vitroでの
代謝
In vivoの実験で考えられた肝障害によるCETの
謝の低下を,in
代
vitroにおいて確認するため,正常ある
いは急性肝障害ラットの肝・腎ホモジネートのCET
desacetylase活
性を検討した。Fig.6に
示すとおり,正
常および急性肝障害ラット肝ホモジネートとCETと
incubateし,経
時的にCETの
を
残存率をみると,急性
肝障害のほうが正常に比して高く,肝における代謝の低
下が認められた。しかし同様にして行なった腎における
Fig.
6•@ Transformation
homogenates
of
of
cephalothin
by
liver
成績(Fig.7)で
rats
は,正常および急性肝障害ラットの間
には差が認められなかった。したがって,invゴvoに
いて認められた胆汁・尿へのDA-CETの
は,肝におけるCET
もので,腎
5.正
desacetylase活
性の低下による
のそれによるものではないと考えられる。
常および肝障害ラットの肝細胞分画における
CET-desacetylase活
性の成績
肝障害時における肝CET-desacetylaseの
Fig.
8•@ Relative
fractions
Fig.
7•@ Transformation
kidney
homogenates
of
of
cephalothin
rats
by
お
排泄の低下
esterase
activities
in
the
活性の低下
rat
liver
560
CHEMOTHERAPY
をさらに検討するため,正
常および肝障害ラットの肝細
胞分画におけるCET-desacetylaseの
がFig.8で
活性をみた成績
正常ラットの肝CET-desacetylaseの
おけるCET-desacetylase活
性は,急
画に
性肝障害では2/3
硬変ではさらに低下することが明らか
になった。
のEsterase活
(PNPAE
他に,Paranitrophenylacetate
),
Esterase
Aspirin
(PAE
および肝硬変の3群
)に
Esterase
ついて,正
(AE ),
mitochondria分
画に最
画,AE,PAEはmicrosome分
も比活性が高い。Cytosol分
性が,肝
で67.5%と
では98.7%で
あ
余まり変わ
低下し,54℃15分
で失活
III. 肝疾患患者(臨
床例)におけるCETの
代謝
象
象とした。疾患は,肝硬変6名,慢
1名,閉
投与した者を対
性肝炎5名,脂
肪肝
塞性黄疸1名および対照(肝機能正常)例4名
である。これらの肝疾患は,肝生検により組
織学的に診断されたものである。
B. 実験方法
画に最
CET
1g静
注後,2時
CET,DA-CET濃
画におけるCET-desacety-
障害により低下したのと同様,PNPAE
し,CET/DA-CETを
は肝障害が進展するに従って低下する
は,CET
間までの尿を採取し,尿中の
度をラットの尿と同様の方法で測定
equivalentと
求めた。4時間までの尿中回収率
して,B.
subtilis検定菌を用い
はむしろ上昇した。
AEの
活性は,急
性肝障害群では全分画で著明に低
硬変群ではfr.3の
低下が著明であったが,急
性
肝障害群に比ぺ全分画でやや上昇した。
PAEは,急
し,肝
らないが,60分
の計17名
ある。
正常群では,CET-desacetylaseがcytosol分
下,肝
では30分94.9%と
査施行者中,感染予防のためにCETを
常・急性肝障害
も比活性が高いのに対して,PNPAEはlysosome&
が,fr.4で
低下し,45℃
った｡耐熱性は,37℃
で
肝疾患で東大医科研に入院した患者の中で,腹腔鏡検
Phenyl
の肝細胞分画の分布ならびに肝障害
による変動を調ぺた成績がFig.8で
はfr.1,2,3で
付近にあり,活性は25℃
62.5%,4℃56.9%と
A. 対
性の分布およびその変動
CET-desacetylaseの
lase活
後にあり,アルカ
した。
6. 正常および肝障害ラヅトの肝細胞分画における他
acetate
画の粗酵素を用いたCET-
至適pHは,pH6前
また至適温度は,37℃
活性は,cytosol
分画が他の分画に比べ最も高い。このcytosol分
Esterase
正常ラットcytosol分
desacetylaseの
1977
リ側にてやや低下する(Fig.9)。
ある｡
程度に低下し,肝
APR.
Table 4
Ratio of cephalothin to desacetyl cephalothin (CET/DA-CET) in urine collected
for 2 hours after i. v. injection of 1 g
CET to patients with liver impairment
性肝障害群は正常群に比べ全分画で低下
硬変群では低下がさらに著明であった。
7. CETdesacetylaseの
至適pH,温
度および耐熱
性について
Fig.
9
Production
fraction
of DA-CET
from CET by rat liver
4 and pH
Table 5 Urinary recovery of cephalothin for
4 hours after i. v. injection of 1 g cephalothin to patients with liver impairment
VOL.
25
Fig.
NO.
10•@ The
liver
561
CHEMOTHERAPY
4
ratio
of
CET/DA-CET
in
the
urine
Phalothin
and
function
(CET )の正常および肝障害時にお
ける代謝・動態について,実験動物ならびに臨
床例について比較検討した。
CETの
抗菌スペクトルは,グラム陰陽両菌
にわたり,とくにPenicillinase産
生ブドウ球
菌にはきわめて有効であり,グラム陰性桿菌で
は抗菌力は極めて強力とはいえないが,E.coli,
Hemophilus
influenzaeな
どに優れた抗菌力が
あり9,10),またその腎毒性が低いことから11,12),
臨床上広く利用されている。
CETは,消
化管からの吸収は悪く10),臨床
上利用される場合は,筋注あるいは静注によ
る。CETを
は30分
筋注した場合,血
中CETレ
ベル
前後でピークに達し,以後急速に低下
し,投与後4∼6時
間で血中にはほとんど検出
されない程になる10,13)。
その半減期も,他のセ
ファロスポリン系抗生剤と比較して短かく,
0.47時
間である14)。尿中への排泄は,腎
機能
が正常の場合,投与量の大部分が6時間以内に
排泄され,そ
の回収率は60∼80%と
いわれ
る10,13)｡
CETの
排泄は主に腎でなされ,胆汁への排
泄はRifamycin系,
る平板カップ法で測定した。
また,患
系,Nalidixic
者の肝機能検査(GPT,
白,ZTT)を
A1-P,
I. I,血
測定し,CET/DA-CETの
清総蛋
比との相関を
C. 実験成績
1gを
の値は,肝
2.22
静注した患者の2時
(1.76∼
肪肝1.76,閉
2.72)で,相
性肝炎
Cephaloridineに
互間に著差を認めなか
4時間尿におけるCETの
equivalentと
47.0%,閉
して,肝
性肝炎43.3%
は,す
べてのグラム陽性菌に対する
最小発育阻止濃度(MIC)は,
以上のものが多いことから,CETの
56.3%),脂
0.01∼
6.3μg/ml
た多くのグラム陰性菌のMICは25μg/ml
胆汁濃度は25μg/
肪肝
ml以
照例
回投与ではこの濃度以上に達する例は少なく,グ
これも相互間に大差を認めな
上になることが望ましいが,CETの1∼29の1
性桿菌の胆道感染症にCETを
ラム陰
使用するのは不適当であ
ろうと述べている。
かった(Table5)｡
またCET/DA-CETの
蛋白,ZTTと
値と,GPT,
の間には,と
A1-P,
I.I,血
清
くに相関関係は認められな
かった(Fig.10)。
IV. ついて,2,3の
同様の胆汁内濃度の報告をしている。しか
であり,ま
塞性黄疸44.8%(35.0∼71.1%),対
病的状態,こ
与時の胆汁濃度は,1
硬変46.8%(範
囲は34.9
機
あるとの報告をし,MANDE-
投与量に対する回収率は,
(31.1∼
49.4%(35.0∼71.1%)で
での排泄能であり,腎
汁への排泄は増加する17,18)。
1g投
し,MANDELSONら
CETの
Ce-
比べて低い16)。胆汁への排
の因子は,腎
間で15.5μg/mlで
LSONら19)も
塞性黄疸3.76,対
った(Table4)。
∼65.3%),慢
∼3時
Macrolide
どと比べて悪く15),
抗生物質の中でもCephalexin,
BROGARDら18)は,CET
間尿のCET/DA-CET
囲は1.71∼2.71),慢
(1.60∼ 3.29),脂
れは,セ
phazolin,
Penicillin系,
Lincomycinな
能不全がある場合には,胆
硬変2.18(範
照例2.13
CET
Cephalosporin系
泄を左右する1つ
求めた。
CET
Acid,
考
で濃縮され,血
清レベルの22倍
μg/ml以
には200∼600μg/ml以
上,時
胆嚢あるいは総胆管
も高濃度になり,100
上に達すると
の報告もある。
察
とに肝障害時における抗生物質の代謝に
検討がなされているが1∼3),今
ファロスポリン系抗生物質の1つ
たほう,RAMら20)の,CETは
回われわ
であるCe-
CETは,細
菌のもつCephalosporinaseに
を別とすれば,生
り,脱
よる分解
体内の組織のCET-desacetylaseに
アセチル化をうけ,Desacetyl
Cephalothin
ょ
( DA
562
CHEMOTHERAPY
-CET
)に
は,自
なることがわかっている13,21)
乳類の組織にもあり,
肝・腎に活性が高いという23∼25)。DA-CETの
は,菌
nitrophenyl
。このEsterase
然界に広く存在するが,哺
抗菌力
種・菌株により一定ではないが,お
の1/2∼1/16で
おむねCET
動物実験における肝障害モデルとしては,四
よる急性・慢性肝障害(肝
塩化炭素
硬変)を
害肝と,臨
作成し実
床におけるウ
を主体とした肝細胞障害型であるが,最
注した際の4時
も一般的な実験
が,急
常ラットでは,胆
べてDA-CETの
され,DA-CETの
少の度合はCET/DA-CETの
比から急性障
害群より肝硬変群のほうが大きかった。同様に4時
でのCET/DA-CETの
比をみても,正
性障害群(0.169),肝
あ
り,胆
排泄からみると,肝
らDA-CETへ
間尿
常群(0.152),急
硬変群(0.216)で
尿へのCET・DA・CETの
りCETか
障害によ
の代謝能が低下している成績
vivoの
desacetylase活
性の低下をin
vitroで
確認するため,
肝・腎ホモジネートのCET-desacetylase活
性を正常
および急性肝障害ラットで比較すると腎のCET-desa-
I.I, T. P., ZTT)の
間に
障害モデルラットにおいて認められた肝
CET-desacetylaseの
活性の低下が,臨
れなかった点については,ラ
CCI4肝
床例では認めら
ットとヒトでは,CETの
るいは肝障害モデルとして作成
障害とヒトにおける肝障害(た
肝障害の違い,他
した
とえばウイルス
臓器のEsteraseに
よ
疾患の種類・病期による代謝酵素活性の変動
推移などが考えられるが,詳
細は不明である。
ただヒトとラットにおいて,CET投
へのCET・DA-CETの
は2.13で
与時の胆汁・尿
排泄の比率をみると,肝
常のものでは,ヒ
トの2時
機能正
間尿のCET/DA-CETの
あるのに対し,ラ
ットは0.152と
比
逆になって
障害時でも同様である。LEEら
イヌの尿中排泄はDA-CETの
の報告13)で
ほうがCETよ
も,
りも多く,
この量的な違いは種属差によるものかもしれない。同様
のことは,後
述するRifampicinに
おいても認められ
desacetylaseは
障害ラットのCETの
低下は,肝CET-desacetylaseの
の報告13)の中で,正
は,DA-CETがCETよ
代謝の
活性低下によるもので
ある。
常人にCETを
投与
与では6例
のすべてが,CETの
ほ
体におけるCET
活性にはある限度のCapacityが
Capacityを
与時
り多いものが5例
がある。これは,生
急性肝障害群で活性の低下が認められ,
おけるCCI4肝
またLEEら
した際の尿の比率をみると,CET250∼500mg投
1g投
性は両者で差異が認められず,肝CET-
vivoに
A1-P,
比と,
た｡
実験により示唆された肝障害時のCET-
cetylase活
間尿
関は認められなかった。
おり,肝
汁・
がえられた。
In
は,相
間まで検出
濃度もそれぞれ正常に比べて減少し
静注し
常あるいは肝疾患の種類の間で有意な差
他の肝機能検査(GPT,
る代償,肝
形になっていた
1gを
比および,4時
は認められなかった。また尿CET/DA-CETの
性肝炎など)の
汁中にCETは
性・慢性肝障害群では,CETが2時
ており,減
静
間までの胆汁・尿へのCET,DA-CET
全く検出されず,す
中4例
うが多い成績
desacetylaseの
あ
り,CETが
越えて大量に投与された場合,代
ない未変化のCETが
あり,
この
謝を受け
体外に排泄される可能性を示唆し
ている。
ラット肝細胞分画によるCET-desacetylaseの
をみると,cytosol分
some
機能異常のある患者にCET
代謝の種属差,あ
障害モデルラットにCETを
の排泄を調べると,正
同様に肝障害に
間尿のCET/DA-CETの
以上,肝
肪沈着
的肝障害作成法として広く利用されている26,27)。
in
た際の2時
織学的にも相違点があり,CCI4
障害では細胞浸潤などの炎症性変化は乏しく,脂
正常あるいはCCI4肝
mito-
障害の程度が進展するに従って低下の
の回収率は,正
イルス肝炎などでは,組
&
性は,CET-desacetylaseと
臨床上,肝
代謝の変化を中心に検討を加え
験に供した。ラットのCCI4障
Esteraseはlysosme
度合が大である傾向を示した。
た｡
(CCI4)に
1977
画に最も比活性が高かった。これらの
Esterase活
障害時におけるCET-desacetylase
の変動によるCETの
acetate
chondria分
おいて低下し,肝
あるといわれる22)。
本研究では,肝
APR.
&
分布
画で最も比活性が高く,核
mitochondriaお
い。この分画の活性は,肝
よびmicrosome分
障害で低下し,肝
するに従って低下することから,in
vivoの
・lyso画では低
障害が進展
成績を裏付
esterase活
性は,CET-desacetylase
と肝細胞分画における局在が異なり,Aspirin
Phenylacetate
Esteraseはmicrosome分
Esterase,
画に,Para-
う報告13)
実験条件下では認められなかった。
肝Cytosol分
cetylaseの
のCET-desace-
性がわずかながらも認められるとい
もあるが,本
ABRAHAM
けている。
他のDesacetyl
ラットあるいはヒトの血清にも,こ
tylase活
画の粗酵素溶液を用いてのCET-desa至適pHは6前
24)はpH
後にあるとの成績を得たが,
6.0∼ 6.5,
の報告をしている。しかしCETは
ABBOTT
7.0
水溶液において非酵
素性の水解があり,pH7.0でCETは
といわれることから,本
25)は,pH
研究はpH7.0の
最も安定である25)
緩衝液中で行
VOL.
25
NO.
なった。この酵素の至適温度は,37℃
1) 正常ならびに肝障害ラットに,CETを
付近にあり,耐
熱性についても他の報告と似た成績であった｡
肝障害ラヅトにおけるin
desacetylaseの
てもRFP
際の胆汁・尿へのCET・DA-CETの
ットではDA-CETの
vivo, in vitroでのCET-
低下と同様に,肝障害モルモットにおい
Esteraseの
低下が認められる。
ヅ
ト)において,肝障害がない場合には,胆汁中にはすべ
てDA-CETの
代謝物の形で排泄されるが,こ
のDA-
を伴わない胆道感染症の治療には不利な点もあるといえ
るかもしれない。いっぼう,肝障害のある場合には,肝
変化のCETが
のcytosol分
る
直接的な肝毒性についての報告はない
より,急性あるいは慢性肝障害
作成したラットならびに,肝
いて,CET-desacetylaseに
よるCETの
Esteraseは,lysosome
画に,Aspirin
Phenyl
mitochon-
acetate
画に最も活性が高く,肝
5) 以上の動物実験に対して,臨
投与した際の2時
Este障害時
間尿の回収率は,肝
床上肝疾患患者に
間尿のCET/DA-CETの
比,
機能正常人と肝疾患患者では有
意な差は認められなかった。また尿CET/DA-CETの
疾患患者につ
比と,他
代謝を,肝機
められなかった。
ON METABOLISM
&
Esterase,
の肝機能検査成績との間にも,と
くに相関は認
(引用文献は第2篇
能正常の場合と比較検討し,以下の成績をえた。
STUDIES
性のうち,Paranitro-
にはこれらの活性低下が認められた。
4時
語
acetate
障害の程度が強く
性低下が認められた。
raseはmicrosome分
CETを
えられる。
よりも肝の
ット肝細胞分画
4) ラヅト肝の他のEsterase活
dria分
四塩化炭素(CCI4)に
性は,腎
画に最も活性が高く,肝
なるに従って,活
phenyl
が,間接的な代謝負荷という面での影響があることも考
(肝硬変)を
性障害よ
肝障害時における活性低下が認められた。
活性が低下し,代謝を受けない未
V. 結
排泄が減少しており,急
ートによるCET-desacetylase活
胆汁で排泄され,抗菌力の点では有利に
なるかもしれないが,しかし,現在のところCETあ
いはDA-CETの
障害ラ
りも肝硬変のほうがこの減少は著しかった｡
3) このCET-desacetylaseは,ラ
比べて抗菌力が弱いことから,肝障害
CET-desacetylaseの
静注した
排泄は,肝
2) 正常あるいは急性肝障害ラットの肝・腎ホモジネ
ヒトにおいては確認されなかったが,動物実験(ラ
CETはCETに
563
CHEMOTHERAPY
4
OF ANTIBIOTICS.
末参照)
I
Biotransformation of Cephalothin (CET) in the Patients and
Animals with the Liver Impairment
TAKASHIKOMATSU
The Department of Biochemistry, Hokkaido University
School of Medicine, Sapporo, Japan
Even in the patients with various liver diseases, the antibiotics chemotherapy is often required for
the coexisting infections.
From the viewpoint of the safety and effectiveness of antibiotics, it is very
important to study the pharmacokinetics
and metabolism of antibiotics in those patients
with liver
impairment.
In this study, it was attempted to study the metabolism of CET in the patients
and animals with
and without liver impairment.
It is known that CET is transformed
to desacetyl-Cephalothin
(DACET) by CET-desacetylase
when administered to rat or human, and that DA-CET is the main bioactive
metabolite.
To study the biotransformation
of CET to DA-CET, thin layer chromatography
(TLC)
and bioautography were used.
In the experimental
studies in animals,
liver injuries were made in
rats by carbon tetrahydrochloride
(CCl4) in acute and chronic (liver cirrhosis)
forms. In the clinical
studies, liver diseases are liver cirrhosis, chronic hepatitis, fatty liver, obstructive jaundice, etc.
The results obtained are as follows :
1) In the experimental studies in rats, the biliary and urinary excretions of DA-CET decrease in rats
with liver impairment by CCl4 more than in normal when administered
CET intravenously.
Among
the rats with the liver injuries,
its excretion decreases
in chronic much more than that in acute
injury groups.
564
CHEMOTHERAPY
APR.
1977
2) In rats with liver injuries by CCl4, serum GOT, GPT, Al-P and r-globulin increase, and Aspirin
esterase (AE) and Phenylacetate esterase (PAE) decrease.
3) When treated with CC14in rats, the activities of CET-desacetylase in liver homogenates more
decrease than that in kidney.
4) Separation of subcellular particles in rats' liver cells with and without liver impairment by CCI4
were prepared in four components (nucleus, lysosome & mitochondria, microsome and cytosol) by
SCHNAITMAN'smethod, and not only the activities of CET-desacetylase but also other esterases such
as Paranitrophenylacetate esterase (PNPAE), Aspirin esterase (AE) and Phenylacetate esterase (PAE)
were studied in each of components. The activity of CET-desacetylase is highest in cytosol fraction
in normal rats, but its activity decreases when liver injury occurs by CCl4, especially in liver cirrhosis. On the other hand, PNPAE activity is highest in lysosomal & mitochondrial fraction, and both
AE and PAE activities are highest in microsomal fraction in normal rats. All of their activities also
decrease in liver injury same as CET-desacetylase.
5) In the clinical studies. the ratio of CET/DA-CET in the urine collected for 2 hours and urinary
recoveries of CET in the urine collected for 4 hours after intravenous injection of 1 g CET are almost
in no differences between the man with and without liver impairment. Moreover, no positive correlations could be found between the ratio of CET/DA-CET and any other parameters of liver functions.

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