シュウ酸カルシウム一水和物は内皮細胞毒性と関連しているが、活性酸素種の蓄積とは関連していない

Calcium Oxalate Monohydrate is Associated with Endothelial Cell Toxicity But Not with Reactive Oxygen Species Accumulation.

• Brian L Crenshaw
• Kenneth E McMartin

抄録

エチレングリコール過量投与の特徴の一つは，心臓，肺，脳血管の内皮細胞の損傷を示す病理学的特徴を有する高血圧や肺水腫を含む心肺症候群である。心肺毒性の機序は不明であるが、代謝物であるシュウ酸カルシウム一水和物（COM）の内皮への蓄積との関連が指摘されている。これらの研究では、COMまたはシュウ酸イオンがin vitroで内皮障害を引き起こし、その障害が活性酸素種（ROS）の誘導と関連しているという仮説が評価されている。培養ヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）において、COMはシュウ酸イオンではなく、用量および時間依存的に細胞毒性を示した。3種類の活性酸素感受性色素を用いた場合、COMに曝露されたHUVECは活性酸素産生を有意に増加させなかった。さらに、異なるメカニズムで作用する3種類の抗酸化剤との共処理では、COMの細胞毒性は低下しなかった。このように、活性酸素産生の増加は、内皮細胞における細胞死を説明するものではない。また、クエン酸塩化合物の中でも特異的なクエン酸アルミニウムは、内皮細胞に対するCOM細胞毒性を有意に低下させたことから、エチレングリコール中毒の補助療法として内皮細胞の損傷を軽減することが可能であると考えられた。これらの結果は、内皮細胞におけるCOMの蓄積がエチレングリコールによる心肺毒性の重要な側面であることを示唆している。

One characteristic of ethylene glycol overdose is a cardiopulmonary syndrome including hypertension and pulmonary edema with pathology indicating damage to the endothelium of heart, lung and brain vessels. The mechanism of the cardiopulmonary toxicity is unknown, but has been linked with accumulation of the metabolite calcium oxalate monohydrate (COM) in the endothelium. These studies have evaluated the hypothesis that COM or the oxalate ion produces endothelial damage in vitro and that damage is linked with induction of reactive oxygen species (ROS). In cultured human umbilical vein endothelial cells (HUVEC), COM, but not the oxalate ion, produced cytotoxicity in a dose- and time-dependent manner. Using three ROS-sensitive dyes, HUVEC exposed to COM did not significantly increase ROS production. Additionally, co-treatment with three antioxidants that operate by different mechanisms did not reduce COM cytotoxicity. As such, an increase in ROS production does not explain cell death in endothelial cells. Aluminum citrate, uniquely among citrate compounds, significantly reduced COM cytotoxicity to endothelial cells and thus may act as an adjunct therapy for ethylene glycol poisoning to reduce endothelial damage. These results imply that accumulation of COM in endothelial cells is an important aspect of the cardiopulmonary toxicity from ethylene glycol.