ラットの誤嚥モデルにおけるバリウム濃度レベルが肺の炎症反応に及ぼす影響

The effects of barium concentration levels on the pulmonary inflammatory response in a rat model of aspiration.

抄録

目的:

硫酸バリウム（Ba）懸濁液は，上部消化管およびビデオフルオロスコピックスワロー検査（VFSS）に最も広く使用されている造影剤である。肺障害に対するBa濃度の影響は不明である。本研究の目的は，誤嚥の動物モデルを用いて，異なる濃度のバリウムが呼吸器官に及ぼす影響を調べ，その根本的なメカニズムを明らかにすることである。

PURPOSE: Barium sulfate (Ba) suspension is the most widely used contrast agent for upper gastrointestinal and videofluoroscopic swallow studies (VFSS). The effect of Ba concentration on lung injury is uncertain. The aims of this study were to explore the effects of different barium concentrations on the respiratory organs and elucidate the underlying mechanisms of these effects in an established animal model of aspiration.

研究方法:

動物モデル試験8週齢のSprague-Dawley系雄性ラットを3群に分けた（n=12，各群）。2群には低濃度（30％w/v）および高濃度（60％w/v）のBa（low-Ba，high-Ba）を気管内に投与した。対照群には生理食塩水を投与した。半分の動物は2日目に安楽死させ，残りの半分の動物は30日目に安楽死させた。組織学的解析および遺伝子解析を行った。

METHODS: Animal model study. Eight-week-old male Sprague-Dawley rats were allocated into three groups (n = 12, each group). Two groups underwent tracheal instillation of low (30% w/v) and high (60% w/v) concentration Ba (low-Ba, high-Ba). A control group was instilled with saline. Half of the animals were euthanized on day 2 and the remaining half were euthanized on day 30. Histological and gene analyses were performed.

結果:

Low-BaおよびHigh-Ba吸引では、吸引後2日目に肺に炎症細胞が浸潤し、炎症性サイトカインの発現が増加した。吸引後30日目には、低Ba群の肺には少量のバリウム粒子が残存しており、炎症反応は見られなかった。高Ba群では、吸引後30日目まで慢性炎症が認められた。

RESULTS: Both low-Ba and high-Ba aspiration caused inflammatory cell infiltration in the lung at 2 days post aspiration with an increase in the expression of inflammatory cytokines. At 30 days post aspiration, small quantities of barium particles remained in the lung of the low-Ba group without any inflammatory reaction. Chronic inflammation was recognized in the high-Ba group up to 30 days post aspiration.

結論:

少量の高濃度Ba（60％w/v）は、吸引後少なくとも30日後のラット肺に持続的な炎症を引き起こした。少量の低濃度Ba（30w/v）の吸引でも、Ba粒子は1ヶ月以上肺に残留し、持続的な晩期障害を引き起こす。

CONCLUSION: A small amount of high concentration Ba (60% w/v) caused sustained inflammation in the rat lung at least 30 days after aspiration. Even with a small amount of low concentration Ba aspiration (30% w/v), Ba particles can remain in the lung over a month, causing sustained late effects.