加齢ラットの各組織における微量元素の分析

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J Trace Elem Med Biol.2020 Jul;62:126604. S0946-672X(20)30169-3. doi: 10.1016/j.jtemb.2020.126604.Epub 2020-07-01.

加齢ラットの各組織における微量元素の分析

Trace elements in different tissues in aging rats.

Aleksandar Rakic
Ivan D Milovanovich
Alexander M Trbovich
Srđan Stefanović
Dragica Nikolić
Saša Janković
Ivan Soldatović
Silvio R De Luka

PMID: 32634768 DOI: 10.1016/j.jtemb.2020.126604.

抄録

背景:

人体中の微量元素（TE）は、環境、生活習慣、およびホメオダイナミクスの生化学的調節との間のつながりを提供します。一方で、多くの非必須元素（毒性元素）は、多くの疾患と関連している。私たちの研究では、健康な老齢と若齢のWistarラットの血中および腎臓、肝臓、心臓、睾丸の組織におけるTEレベルの違いを明らかにしようとしました。さらに、これらの組織内および組織間での必須元素および非必須元素（有毒元素）の相関関係に年齢による違いがあるかどうかを調べました。

BACKGROUND: Trace elements (TE) in the human body provide a connecting link between the environment, lifestyle and biochemical modulation of homeodynamics. On the other hand, many non-essential (toxic) elements are linked to numerous diseases. Our study tried to identify differences in TE levels between healthy old and young Wistar rats in blood and the tissues of kidney, liver, heart, and testicles. Furthermore, we wanted to see if there were age-related differences in correlations between essential and/or non-essential (toxic) TE within and between mentioned tissues.

方法:

使用したのは健康なオスのWistarラット28匹で、10週齢の若齢（n=15）と36ヶ月齢の老齢（n=13）の2つの年齢群に分けた。動物を全身麻酔下で生け贄にし、血液を採取し、心臓、腎臓、精巣、肝臓の組織から採取した試料を用いて、動物中のＴＥ含有量を測定した。16元素の分析は誘導結合プラズマ質量分析法(ICP-MS)で行った。

METHODS: We used 28 healthy male Wistar rats which were divided into two age groups: young, aged 10 weeks (n = 15) and old, aged 36 months (n = 13). The animals were sacrificed under general anesthesia and the blood samples, and samples from the tissues of the heart, kidneys, testicles, and liver were used for the determination of TE content in them. Analysis of the 16 elements was performed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).

結果:

老齢ラットの有害元素（As、Hg、Cd）は、これらの元素のレベルの差が認められたすべての組織で有意に高かった。老齢ラットと若齢ラットでは、それぞれ腎臓と肝臓の組織がTEの相関性が最も高かった。老齢ラットと若齢ラットの両方で、他の必須元素または非必須元素との相関が最も多かったのはヒ素であった。老齢ラットでは、ほとんどのTE相関が腎臓と心臓の組織間で検出され（11相関）、若齢ラットでは、ほとんどの相関が腎臓と肝臓、腎臓と睾丸の組織間で観察された（両方とも9相関）。

RESULTS: Toxic elements in old rats (As, Hg, and Cd) were significantly higher in all of the tissues where the difference in levels of these elements was found. Tissues of the kidney and liver had the most correlations between TE in old and young rats, respectively. In both old and young rats, arsenic was the toxic element that had most of the correlations with other essential or non-essential elements. In old rats, most of the TE correlations were detected between the tissues of the kidney and heart (11 correlations), while in young rats most of the correlations were observed between the tissues of kidney and liver, and kidney and testicles (with 9 correlations both).

結論:

我々の研究では、上記のすべての組織で微量元素のレベルに有意な変化が見られ、腎臓と精巣は、2つの年齢のグループの間で最もTEの差がある組織であることがわかりました。この研究や他の同様の研究は、他の研究者に、微量元素と生理的な、あるいは「不健康な」老化との相互関係を評価することを奨励すべきである。TEと加齢に関連する多くの疑問への答えを提供するためには、より多くの組織を対象とした研究、全身機能のバイオマーカー、さらには分子レベルでの研究が必要である。

CONCLUSIONS: Our study has found significant changes in levels of trace elements in all of the mentioned tissues, with kidney and testicles being the tissues with the most TE differences between the two aged groups. This and other similar studies should encourage other investigators to evaluate the mutual connections between TE and physiological, or the "unhealthy" aging. More studies with more tissues included, more biomarkers of the systemic function, and even molecular methods are needed to provide the answers to numerous questions relating to TE and aging.