勉澤
・基
払南
氏
名(本 籍)
士
学 位 の 種 類
博
学 位 記 番 号
農
博:第439号
学 位 授 与年 月 日
平
成4年3月27日
学 位 授 与 の要 件
学 位 規 則 第4条
研 究 科 専 攻
東北大学大学院農学研究科
(博士課程)畜
学位 論文 題 目
(農
学)
第1項
該当
産学専攻
寒 冷環 境 に おけ る ヒツ ジ の成 長 ホル モ ン
お よび イ ン ス リ ン様 成 長 因 子 一1分
節 機 構 に 関 す る研 究
之
七 征
郎
夫
康
秋
原 葉
菅
授
木
佐
授
々
授
教
一99一
教
査)
教
論 文 審 査 委 員(主
泌 調
論
文
内
容
要
旨
寒 冷 環 境 にお い て反 劉家 畜 の生産 性 は 低下 す る。寒 冷 ス トレス に よ って泌 乳 量 は減
少 し、増 体 量 が 低 下 す る 。成 長 ホ ル モ ン(GH)お
よび イ ンス リン様 成 長 因子 一1(IG
F一 工)は 、 いず れ も生 物 生産 の効 率 に影 響 を与 え る重要 な ペ プ チ ドホル モ ン で あ る。泌
乳 反 翻家 畜 にGHを
投 与 す る とき 、乳 量 は著 し く増加 し、 ま た 、 内因 性GH分
乳 量 に密 接 に関連 す る。 一 方 、GHの
F-1を
泌 機 能 は泌
間接 作 用 と して 知 られ て い る成 長促 進作 用 は 、IG
介 して発 現 す る。
寒 冷 環 境 にお いて 、動 物 は 外 部環 境 へ の熱 の放 散 を抑 制 し、熱 生産 を増 加 させ て体
温 を 一定 に保 っ た め に、 神経 ・内 分 泌系 の機 能 を変 化 させ る 。従 来 か ら、 交感 神 経 副 腎髄
質 系 、下 垂 体 甲状 腺 系 な どの機 能 が 、寒 冷 環 境 で活 性 化す る こ とは よ く知 られ て き た とこ
ろ で あ る が 、 反 舞家 畜 の 生産 性 に深 く関わ る もの と考 え られ るGHお
よびIGF-1・
冷 環 境 に お け る分 泌 動 態 は殆 ど明 らかに され て いな い。特 に 、IGF-1分
の寒
泌 機 能 にっ い
て は不 明 の ま ま で あ る。
そ こ で 、本 研 究 で は ヒツ ジを 供試 して 、まず 、 常温 お よび 寒 冷環 境 にお け るGHお
よびIGF-1の
分 泌 動 態 を比 較検 討 し、 次 いで 、両 ホル モ ンの 分泌 調 節 に関 与 す るア ド
レナ リン作 動 性 機 構 を明 らか にす る ため に一 連 の実 験 を行 っ た。
1.常
温 お よび寒 冷 環 境 にお け る ヒツ ジ のGHお
よ びIGF-1分
泌動 態
以 下 、本 研 究で は 、常 温 環境 と して気 温20±2℃ 、寒 冷 環 境 と して0±2℃ に気温 を設
定 し、連 続 点 燈 下 に実 験 を行 っ た。 給 与飼 料 は 両環 境 ともア ル フ アル フ アヘ イキ ュ ーブ2
%体 重 を1日1回
給 与 し、飲 水 は 自 由 と した。
成 去 勢 雄 ヒツ ジ7頭 を供 試 し(給 餌 時 刻17時)、
時 間 にわ た っ て血 漿GHお
よびIGF-1濃
常 温環 境 にお いて15分
毎 に24
度 を測 定 し、両 ホル モ ンの 日内分 泌 動 態 にっ
いて 検 討 した 。血 漿 イ ン ス リンお よ び グル コ ース濃 度 につ いて も検 討 を加 え た。 常温 環 境
で の 実験 終 了2週 間 後 に動物 を舅 毛 し、寒 冷7日 目に常 温 と同 様 の 測定 を行 い、 両 環 境 で
の ホ ル モ ン分 泌 特 性 を比較 検 討 した 。血 漿GH濃
してGHパ
ル ス(図1*印)を
判定 し、GH分
常 温 環 境 にお いて 脈動 的 な血 漿GH濃
し、GHパ
度 変 動 をPULSARモ
デル に よ り解析
泌 に関 す る各 種 パ ラ メ ータ ーを 計 算 した 。
度 の上 昇(GHパ
ル ス)が 認 め られ た 。 しか
ル ス発 生 周期 に規 則性 は認 め られず 、 パル スは個 体 間 で同 調 しな か っ た(図1
左)。 ラ ッ トや ヒ トで はGHパ
ル ス は規 則 的周 期 で発 生 し、周 期 は個 体 間 で 同調 す る が 、
一100一
ヒツ ジ の 日内GH分
様 な脈 動 的GH分
た(表1)。
漿GH濃
泌 パ タ ー ンは この点 で 明 らか に異 な っ て いた 。寒 冷 環 境 に お い て も同
泌 が 観 察 され た が(図1右)、
寒 冷 環 境 にお いてGH分
パ ル ス発 生 数 は常 温 環 境 と同程 度 で あ っ
泌 は著 し く充 進 した(図1、
度 は 両 環 境 で 差 が な く、 一 方 、 パル ス高 お よび1日 のGHパ
環 境 にお いて 有 意 に高 い こ とか ら(表1)、
寒冷 環 境 にお け るGH分
表1)。
パ ル ス 間の血
ル ス持 続時 間 は寒冷
泌 充進 は 、GHパ
ル
ス の大 き さの 増 大 に よ る もの で あ る と考 え られ た 。 常温 環 境 にお いて採 食後 に一 時 的 な血
漿GH濃
度 の 低 下 が 観察 され た(図2)。
れ て お らず 、 採 食 に と もな うGH分
環 境 で はGH分
この よ うな 日内変 動 の 存在 は他 動物 で は報 告 さ
泌 の 低 下 は反 劉 動物 に特 有 の 現 象 と考 え られ た 。寒冷
泌 が 充進 す る た め に 、採 食後 のGH分
泌 低 下 は認 め られ な いも の と考 え ら
れ た(図2)。
常 温 お よび 寒 冷 いず れ の環 境 にお いて も、血 漿IGF一
れ な か っ たが(図3)、
血 漿IGF-1濃
寒冷 環 境 で のIGF-1の
度 は 常温 環 境(52.1±7.4ng/ml)に
血漿 レベ ル は 低 く(図3)、1日
い る。 血 漿IGF-1はGH依
平均
比 較 して寒 冷環 境(35.3±5.3㎎/m1)
にお いて 有 意 に低 か った 。 これ ま で寒 冷環 境 にお け るIGF-1分
っ たが 、 この結 果 は 、 寒 冷環 境 に お いてIGF-1分
工濃度 の 日内変 動 は 認 め ら
泌 動 態 は全 く不 明 で あ
泌 が 低 下 す る こ とを 明 らか に示 して
存 性 に 、主 と して肝 臓 か らの 放 出 を反 映 して変 動 す る こ と
が 知 ら:れて い るが 、 寒冷 環 境 で は 、GH分
泌 が充 進 した に もか か わ らず 、血 漿IGF-1
は低 下 した。
イ ン ス リン分泌 は寒 冷 環 境 に お いて抑 制 さ れ 、血 漿 グル コ ース濃 度 は上 昇 した。
II.寒
冷 環 境 にお け る ヒツ ジ のGH、IGF-1分
泌 に お よぼ す ア ドレナ リン
作 動 性 受 容 体 遮 断 薬投 与 の影 響
寒 冷 環 境 にお いて 交感 神経 副 腎髄 質 系 機能 が活 性 化 す る こ とは よ く知 られ て い る。
ま た 、 中枢 神 経 系 の ノル ア ドレナ リ ン ・ア ドレナ リンニ ュ ーロ ン系 の機 能 が賦 活 化 され 、
これ らの ニ ュ ー ロ ン終 末 か らの ノル ア ドレナ リンの 放 出が 、寒 冷 環 境 にお いて増 加 す る こ
とは充 分 に考 え られ る ところ で あ る 。一 方 、GH分
泌 が ア ドレナ リン作 動 性 調 節 を受 ける
こ とは 、他 の 実 験 動 物 や ヒ トにお いて報 告 され て い るが 、 ヒツ ジの ア ドレナ リン作 動 性G
H分 泌 調 節 に は不 明 の 点 が 多 い。 更 にIGF-1分
泌 につ い ては 、反 翻動 物 を は じめ 他 の
動 物 にっ いて も 、ア ドレナ リン作動 性 分 泌調 節 に関 す る報 告 はな され て い な い。
一101一
そ こで 、 ア ドレナ リン作 動 性遮 断薬 を投 与 す る実 験 を行 っ て 、寒 冷 環 境 にお け るヒ
ツ ジ のGH、IGF-1分
泌 が 、 ア ドレナ リン作 動 性 に調 節 され る機 構 を検 討 した 。 ヒツ
ジ6頭 を供 試 し、
常 温;生
理食塩水
寒 冷;生
理食塩 水
propranolol(ア
phenoxybenza皿ine(ア
50nmol/kg/min
ドレ ナ リ ン 作 動 性 α 遮 断 薬)
propranolo1+phenoxybenzamine(β+α
の 各 薬 物 を そ れ ぞ れ8時
100nmol/kg/min
ド レナ リ ン作 動 性 β 遮 断 薬)
遮 断 薬)
間 頸 静 脈 内 に連 続 投 与 して 、 15分
100+50nmol/kg/min
毎 に血 漿GHお
よ びIGF-
1濃 度 変 動 を 測 定 し、注 入 中の 平均 濃 度 か ら効 果 を検 定 した。
寒 冷 環 境 にお いて β遮 断薬 で あ るpropranolo1を 投 与 して 、 内因 性 の α刺 激 効 果 を高
め る とGH濃
度 は 上昇 した(図4)。
α遮 断 薬 で あ るphenoxybenzamine投
に よ りGH濃
度 は低 下 した 。 また 、両 遮 断 薬 の 同 時 投 与 に よ ってGH濃
与(β 刺 激 効 果)
度 はpropranolol投
与 時 と同程 度 に上昇 した 。 これ らの結 果 か ら、寒 冷 環 境 にお いて は 、ア ドレナ リン作 動性
α作 用 によ るGH分
泌 促 進 機構 と、 β作 用 に よ る抑 制機 構 とが 同 時 に作動 す るが 、 β作用
よ りも α作 用 が優 位 で あ るた め にGH分
血漿IGF-1濃
泌 の 充 進 が 生 ず る もの と考 え られ た 。
度 は 、常 温 ・生 理 食 塩 水投 与 に比 べ 、 寒 冷 ・生理 食 塩 水投 与 で有
意 に低 い値 を 示 した(図5)。Propranolol投
与(α 刺 激 効 果)に よ って 、更 にIGF-1
濃度 は低 下 した。 しか し、phenoxybenzamine投 与(β 刺激 効 果)で は 、寒 冷 ・生 理 食 塩水
投 与 との 間 に有 意差 が 認 め られ な か っ た こ と か ら、 寒 冷環 境 にお け るIGF-1分
泌 調節
には 、 α抑 制 作 用 のみ が 関 与す る も の と考 え られ た 。 これ らの 結 果 は 、寒 冷 環 境 にお ける
IGF-1分
泌 抑 制が 、 ア ドレナ リン作 動 性 受容 体 を介 す る神 経性 調 節 を受 けて 生 じたこ
とを示唆 して い る。
寒冷 環 境 にお け る イ ンス リン分 泌抑 制 は α刺 激 を介 し、 ま た、血 糖 値 の 上昇 も α刺
激 を介す る もの で あ っ た。
ア ドレナ リン作 動 性 α、 β受 容 体 は 薬 理学 的研 究 か らα1、 α2お よ び β1、 β2のサ
ブ ク ラス に分 類 され てお り、 そ れ ぞれ に特 異 的 な ア ゴニ ス ト(刺 激薬)と ア ンタ ゴニ ス ト
(遮断薬)が 得 られ て い る。寒 冷 環 境 にお け るGH分
泌 の促 進 、 お よ び 工G:F-1分
泌の
抑 制 が 、 α1も しくは α2作 用 の いず れ に よ る もの か を調 べ るた め に、 ヒツ ジ4頭 を 供試 し、
以 下 の 実験 を 行 っ た。
一102一
常 温;生
理食塩水
寒 冷;生
理食塩水
propranolo1(β
遮 断 薬)100㎜ol/㎏/min
propranolol+yoh抽bine(β
遮 断 薬+α2遮
断 薬)100+10㎝ol/㎏/min
propranolo1+prazosin(β
遮 断 薬+α1遮
断 薬)100+10m瓠01ノ
寒 冷 環 境 に お い て β 遮 断 薬 で あ るpropranololを
GH濃
投 与(α
度 が 上 昇 した(図6)。propranolol+prazosin投
度 は 有 意 に 上 昇 し た が 、propranolol+yohimbine投
与(α2刺
与(α1刺
㎏/min
刺 激 効 果)す
激 効 果)に
激 効 果)の
る こ と に よ り'
よ っ てGH濃
効 果 は 認 め られ な
か っ た 。 こ の こ と は 、 α作 用 に よ っ て 促 進 さ れ た 寒 冷 環 境 に お け るGH分
泌 ま、 ア ドレナ
リ ン 作 動 性 サ ブ ク ラ ス α2作 用 を介 す る もの で あ る こ と を 示 唆 し て い る 。
血 漿IGF一
工濃 度 はpropranolo1+prazosin投
し た こ と か ら(図7)、
寒 冷 環 境 で のIGF-1分
与(α2刺
激 効 果)に
よ っ て 特 に低 下
泌 抑 制 は 、 ア ド レ ナ リ ン作 動 性 サ ブ ク
ラ ス α2作 用 を 介 し て 生 じ た と考 え られ た 。
寒 冷 環 境 に お け る イ ン ス リ ン 分 泌 は 、 α2機 構 を 介 し て 抑 制 さ れ る こ と 、 ま た血 糖 値
の 上 昇 も α2機 構 を 介 し て 発 現 す る こ と を 示 す 結 果 が 得 ら れ た 。
lII.常
温 環 境 にお け る ヒツ ジのGHお
よ びIGF-1分
泌 に お よぼ す ア ドレナ リン
作動性受容体刺激効果
寒 冷 環 境 で 見 いだ され たGH分
泌 に対 す る ア ドレナ リン作 動性 促 進 効 果 や 、 ま た、
これ まで い か な る動 物 種 につ いて も報告 さ れ て い な いア ドレナ リ ン作 動 性IGF-1分
泌
抑 制 機 構 が 、 常温 環 境 にお いて も作 動 す る こ とを検 討す る た め に、 ア ドレナ リン作 動 性
α1、 α2お よび β受 容 体 に対 して それ ぞれ 特 異 性 の 高 い刺 激 薬(ア ゴ ニ ス ト)を 投 与 し、
以 下 の実 験 を行 っ た 。
ヒツ ジ6頭 を 常温 環 境下 で供 試 した 。投 与 薬 物 は
生 理食 塩 水
p虹enylephrine(α1刺
激 薬)0。5nmol/kg/盛n
clonidine(α2刺
激薬)0.5nmo1/kg/min
isoprotereno1(β
刺 激 薬)0.511mol/kg/min
を8時 間頸 静 脈 内 に連 続 投 与 して 、15分
常温 環 境 にお いて も、GH分
毎 に血 漿 ホル モ ン濃 度 を測 定 した 。
泌 は 、 ア ドレナ リン作 動 性 α2刺激 によ り促 進 され 、 β
一103一
刺激 によ り抑 制 され た 。す なわ ち、clonidine投 与(α2刺
激)に よ り、 血漿GH濃
入4時 間 後 か ら徐 々 に上 昇 し、特 に後半 で の 上昇 が 明 らか で あ っ た(図8)。
均GH濃
度 は注
注 入 中の 平
度 は 、 生理 食 塩 水5.8±0.1㎎/m1に 対 し、clonidine7.1±0.3ng/皿1で 有 意 に高 い値
で あ っ た。 ま た、isoproterenol投 与(β 刺 激)に よ りGH濃 度 は著 し く低 下 した(図8)。
一 方 、 工GF-1濃
度 はclonidine投 与(α2刺 激)に よ り低 下 した こ とか ら、寒 冷 環 境 で
観 察 され た ア ドレナ リン作動 性 α2刺激 を介 す るIGF-1分
いて も作 動 す る こ とが 明 らか にな っ た(図9)。
泌 抑 制 機 構 が 、常 温環 境 にお
イ ン ス リン分 泌 も寒 冷 環 境 と同 様 、 α2刺
激 に よ る抑 制 、 β刺 激 に よる著 増が 確 認 され た 。血糖 値 は α2、 β刺 激 によ り共 に上昇 した
が 、 そ の程 度 は α2刺激 が β刺 激効 果 を陵 駕す る もの で あ っ た。
ま
・ヒ ツジ のGH分
と
め
泌 は他 動物 種 と同様 、脈 動 的 で あっ た が 、GHパ
ル ス の 出現様 相 は ラ ッ
ト、 ヒ トな どで認 め られ る よ うな規 則 的周 期 性 を持 たず 、GHパ
ル ス の個 体 問 同 調 は認
め られ な か っ た。
・寒 冷環 境 にお いてGH分
泌 が 充 進 した。 そ れはGHパ
ル ス 高 お よび1日 の パル ス持 続時
間 の増 加 な ど、GHパ ル スの 大 きさが増 大す る こ と に よ る もの で あ っ た 。
・寒 冷環 境 に お いて1GF-1分
泌 は、血 漿GH濃 度 が上 昇 し た に もか か わ らず 、 抑制 さ
れ た。
・寒 冷環 境 にお け るGHお
泌 促 進 お よ びIGF-1分
あ っ た。
・GHお よびIGF-1分
よびIGF-1分
泌 は ア ドレナ リ ン作 動 性 に修 飾 され 、GH分
泌 抑制 は 、 いず れ もア ドレナ リ ン作 動性 α2作用 に よ る もの で
泌 は 、常 温環 境 にお いて も、 ア ドレナ リン作 動 性 α2作用 によ り、
それ ぞ れ 促 進 お よび 抑 制 され た。IGF-1分
泌 は 、栄 養 ・GH・
イ ン ス リンな どの液
性 因 子 に よ って修 飾 され る もの と考 え られ てお り、 神経 性調 節機 構 の存 在 は 知 られ て い
な い。本 研 究 の結 果 は 、 これ らの液性 因子 以 外 に、 神経 性 調 節 、特 に ア ドレナ リ ン作 動
性 調 節機 構 が 、IGF-1分
泌 に対 して抑 制 的 に関 与す る こ とを示 唆 してい る 。
一104一
0 0 0 0
3 2 1
**
****
****
360
*******
360
*嶺***.**
***********
**
361
361
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
3 2 1
3 2 1
3 (
∠ 11
0 0 0 0
0 0 0 0
3 2 1 .
3 2 1
(一
∈ 、0 ⊂ ) Φ⊂OF こ 0 丈 ￡ ≧ O﹂O
0 0 0 0
3 2 1
**奪**
************
*******
412
412
******
**・****
*****
**起*****
411
417
***
**
***********
423
423
*******
*紳*****・**
*
426
426
レ
■
***
▼
「
,,■
.▼
「
▼
▼7響
▼
*********・*****
***
440
440
し
0913172101050909131721010509
WARM
COLD
Time
図1常
ofday(hour)
温 および寒 冷環境 における ヒッ ジの個体 別血漿GH濃
*印:GHパ
ルス
一105一
度 の 日内変動
表1常
温 お よ び 寒 冷 環 境 にお け る ヒツ ジGH分
泌 に関 す る
各 種 パ ラ メ ー タ ーの 比 較
パ ラ メ ー タ ー
GHパ
ル ス 発 生 数(パ
ル ス/24h)
パ ル ス 高(ng/m1)
パ ル ス 間GH濃
度(ng/ml)
1日 の 総 平 均GH濃
パ ル ス1個
度(ngノ 恥1)『
の 持 続 時 間(瞬n)
1日 の パ ル ス 持 続 時 間(min)
PULSARモ
WARM
COLD
10.1ｱ1.2
12.9±1.1
4.7ｱ0.5
9.3ｱ1.3**
1.9ｱ0.3
1.6ｱ0.3
2.4ｱ0.3
4.0ｱ0.6**
47ｱ6
65ｱ9
478ｱ80
816ｱ23*
デ ル に よ る 解 析 、mean±SE、n=7
*,**:常
温 と寒 冷 環 境 問 の 対応 す る パ ラ メ ー タ ーの 有 意 差
*:Pく0.05,**:Pく0.01
10
WARM
COLD
↓
1
5
(一
ξ 2 ) Φ⊂9ヒ ﹂O`
ト**十**十**十**十**十*→
0
￡ ≧ O﹂O
ト・b+a+c+b→
一a+a一{}一a一+一a・
→一a+a+a+a→
0913172101050909131721010509
Timeofday(hour)
図2
常 温 お よ び 寒 冷 環 境 に お け る ヒ ツ ジ血 漿 平 均GH濃
各 点 は7頭
a,b,c:4時
の平均値
間 毎 に 区 切 った 各 時 間 帯 間 の 同 一 環 境 内 に お け る有 意 差
異 な る ア ル フ ァ ベ ッ ト間 にP<0.05で
*,**:対
度 の 臼内 変 動
有意差
応 す る 各 時 間 帯 で の 環 境 間 の 有 意 差*;P<0
矢 印 は 飼 料 給 与 を示 す 。
一106一
.05,**;P〈0.01
一
0
ト**+**+**+**+**+**→
0
ノリ
↓L織lCOしD
0
(で ﹂、O⊂ )一1﹂O 一
嗣
←a+a十a+a+a十a一{←a+a+a十a十a+a一{
0913172101050909
.131721010509
丁lmeofdGy(hour)
図3
常 温 お よ び 寒 冷 環 境 に お け る ヒ ツ ジ 血 漿IGF-1濃
各 点 は7頭
a:4時
の平 均 値
間毎 に 区切 っ た各 時 間 帯 の同 一 環 境 内 の 比 較
同 じ ア ル フ ァベ ッ ト間 に 有 意 差 な し
**:対
応 す る 各 時 間 帯 で の 環 境 間 の 有 意 差P〈0.01
矢 印 は飼 料 給 与 を示 す 。
一107一
度 の 日内 変動
b
b
10
8
a
4
霞
C
O
2
0
楚∴
a
6
(一ミ b
。口)
問
図4
寒冷環境 にお ける ヒツジの血漿GH濃
度 にお よぼす ア ドレナ リン作動性
αおよび β遮断薬投与 の影響
a,b,c:異
な る ア ル フ ァベ ッ トは 各 遮 断 薬 間 に 有 意 差 の あ る こ と を 示 す(P〈0。05)
一108一
0
8
噂
bb
0
6
(一霞＼b◎￠)
a
C
噌
C
0
4
0
2
HI 山 {
U H
一
一
oボ
ノ〆〆凶
ト
ーWARM-COLD一
図5寒
一 一 一1
冷 環 境 に お け る ヒツ ジ の 血 漿IGF-1濃
度 に お よ ぼ す ア ドレ ナ リ ン
作 動 性 αお よ び β遮 断 薬 投 与 の 影 響
a,b,c:異
な る ア ル フ ァベ ッ トは 各 遮 断 薬 間 に 有 意 差 の あ る こ と を 示 す(P〈0.05)
一109一
πり
■⊥
2
ーム
9
(一ミ b。￠)
6
=
O
挙 、
蓑 3
図6寒
聾購
0
蹴
3
卜WARM-COLD一
一 一 一1
冷 環 境 に お け る ヒ ツ ジ の 血 漿GH濃
度 に お よ ぼ す ア ドレ ナ リ ン作 動 性
α、
、α2お よ び β遮 断 薬 投 与 の 影 響
a,b,c:異
な る ア ル フ ァ ベ ッ トは 各 遮 断 薬 間 に 有 意 差 の あ る こ と を 示 す(P〈0.05)
一110一
80
(三 ＼b。￠)
60
Hi ﹄ O H
40
20
0
〆 へ窟 華 護ダ
トWARM-COLD一
図7寒
一 一 一 一"「
冷 環 境 に お け る ヒ ツ ジ の 血 漿IGF-1濃
度 に お よ ぼ す ア ドレ ナ リ ン
作 動 性 α1、α2お よ び β遮 断 薬 投 与 の 影 響
a,b,c,d,e:異
な る ア ル フ ァベ ッ トは 各 遮 断 薬 間 に 有 意 差 の あ る こ と を 示 す(P<0.05)
一111一
生理食 塩水 あ る い は刺 激 薬 静 脈 内注 入
⑩
(一
ξ O⊂)
コ=5
0
0
23456
01
8
7
Tim｢(hour)
図8常
温環境 にお けるヒツ ジ血 漿GH濃
度 におよぼす ア ドレナ リン
作動性 α、,α2お よび β刺 激薬投 与 の影響
●:生
理食塩水投与
▲:α
、刺 激 薬phenylephrine投
■:α2刺
▼:β
激 薬clonidine投
与
与
刺 激 薬isoprotereno1投
meanｱSE,n=6
一112一
与
生理食 塩水 あ る い は刺 激薬 静脈 内 注入
0
4
0
3
(一
∈ ＼2 ) 〒 L O H
20
78
23456
01
Timc(hour)
図9常
温 環 境 に お け る ヒ ッ ジ 血 漿IGF-1濃
度 に お よ ぼす
ア ド レ ナ リ ン 作 動 性 α 、,α2お よ び β刺 激 薬 投 与 の 影 響
●:生
理 食塩水投与
▲:α
、刺 激 薬phenylephrine投
■:α2刺
▼:β
激 薬clonidine投
刺 激 薬isoprotereno1投
meanｱSE,n=6
一113一
与
与
与
審査 結 果 の要 旨
成 長 ホル モ ン(GH)お
よび イ ン ス リン様 成 長 因 子 一1(IGF-1)は,成
長 や 泌 乳 な ど家畜 の 生
産 性 に関 与 す る重 要 な ペ プ チ ドホ ル モ ンで あ る。 一 方,寒 冷 環境 に お い て反 劉 家 畜 の 泌 乳 量 お よ
び増 体 が 低 下 す る こ とが 知 られ て い る。 しか し,GHお
よびIGF一 亙の 寒冷 環境 に おけ る詳 細 な 分
泌 動 態 お よび 分 泌 調 節機 構 は,他 の動 物 種 につ いて も殆 ど明 らか に され て いな い 。 本 論 文 の 著者
は こ の こ とに 着 目 し,ヒ ツ ジ を供 試 して寒 冷 環 境 に お け る両 ホ ル モ ンの分 泌 調 節 機 構 を 解 明 す る
ため に 以 下 の 研 究 を 行 った。
まず,著 者 は 常 温 環境 に お け るGHお
よびIGF-1の
分 泌 動 態 を 精 査 し,ヒ ツ ジのGH分
泌は脈
動 的 な パ ル ス状 を呈 す るが,パ ル ス発 生 の 周 期 に規 則 性 は な く,パ ル ス 発 生 が個 体 問 で 同調 しな
い こ と,採 食後 に一 時的 にGH分
泌 が 低 下す る 日内変 動 を 示 す こ と,IGF-1分
泌 に 日内変 動 は 認
め られ ず,ほ ぼ一 定 した 分 泌 状 態 を 維 持 す る こ と,を 明 らか に した 。 次 い で,寒 冷 環 境 に お い て
GH分 泌 は著 増 す るが,GH依
存 性 で あ る と され る王GF-1分 泌 は抑 制 され る こ と を見 出 し た 。 パ
ル サ ーモ デ ル を用 い た解 析 か ら,寒 冷 環 境 でのGH分
持 続 時 間 の伸 長 な ど,GHパ
泌 促 進 が,GHパ
ル ス 高 の上 昇 お よびパ ル ス
ル ス の大 き さの増 大 に よ る もの で あ る こ とを示 した 。
次 い で,寒 冷 環 境 で ア ドレナ リン作 動 性 ニ ュ ー ロ ンが 活 性 化 す る こ とに 着 目 し,種 々 の ア ンタ
ゴニ ス トを用 い て,GHお
果,GHに
よびIGF-1の
ア ドレナ リン作 動 性 分 泌 調 節 機 構 を 検 討 した 。 そ の 結
関 して,α 受 容 体 を介 す る分 泌 促 進 と β受 容体 を介 す る分 泌 抑 制 とが 寒 冷 環 境 に お い
て 同 時 に作 動 す るが,α 促進 作用 が優 位 で あ る ため にGH分
泌 は充 進 す る こ と,α 促 進 作 用 が α
2サ ブ タイ プ受 容 体 を介 す る も ので あ る こ とを 明 らか に した。 一 方,IGF-1分
低下 が,ア
ドレナ リン作 動 性 α受 容 体 を介 す る抑 制 作 用 に 基 づ くもの で あ る こ とを 明 らか に した 。
上 記 の知 見 を,種
々の ア ゴ ニス トを用 い て,常 温 環 境 下 で 更 に追 究 した 結 果,ア
動性 α2受 容体 を刺 激 す る ことに よ ってIGF-1分
分泌 は,GH・
泌 の寒 冷 環 境 で の
ドレナ リ「ン作
泌 が 著 し く抑 制 され る こ とを見 出 した。IGF-1
イ ンス リン ・栄 養 な ど液 性 因 子 に よる調 節 を受 け る もの と考 え ら れ て きた が,著
者 の知 見 は,IGF-1分
泌 調 節 に 神 経 性 機 構 が 関与 す る ことを 強 く示 唆 した 。
以 上,本 論 文 に 見 られ る諸 成 果 は単 に家 畜 生 理学 の発 展 に貢 献 した のみ な らず,内 分 泌 生理 学
上 の貴 重 な 知 見 を与 え た もの で あ る。 よって 審 査 員 一 同,著 者 は博 士(農 学)の 学位 を授 与 され
る に値 す る と判 定 した。
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