山梨医科大学紀要　第4巻，074-088(1987)

核磁気共鳴法の生体系への応用
―スペクトロスコピーにおける最近の進歩［2］―

中澤知男、杉山　宏

　前号〔I〕に続いて、1H以外の核種のNMRスペクトルスコピーの生体系への応用について概説する。細胞は緩衝液中での懸だく状態、臓器や組織は臓器濯流法、生体局部測定法で測定を行なう。31P-NMR法では、ATP、クレアチレリン酸などの高エネルギー化合物、無機リン、糖リン酸など観測され、これらのシグナルは生体の代謝状態をよく現わし、酸素欠乏、運動などに敏感に応答する。13Cは天然存在比１%で、感度の悪い核であるが、二、三の臓器の自然存在13Cのスペクトルはその臓器の in vivo でのグリコーゲン、脂質等に関する貴重な情報を提供する。13C高濃度化合物を生体系に導入し、13CーNMRスペクトルで13C化合物の変化をモニターすることにより、代謝過程を追跡、解明できる。麻酔剤等のフッソ素化合物には19F-NMRが役立つ。23Na-や39K-NMR法はシフト試薬を用いると、細胞内、細胞外のイオン濃度が測定でき、イオン輸送等に関連し、有力な研究手段となる。

キーワード：31P NMR、13C NMR、19F NMR、23Na NMR、19K NMR、Tissue、Metabolism



The application of nuclear magnetic resonance to intact biological systems.
Recent developments in the spectroscopic studies [II]

Tomoo NAKAZAWA and Hiroshi SUGIYAMA

This continued reviw [II] describes mainly on the metabolic applications of NMR spectroscopies of 31p, 13C, 19F, and other nuclei. The measurements have been carried out of cell suspensions in the buffered solutions, perfused organs, and the part of living animals and humans. 31P-NMR spectra exihibit the signals of the energy-rich phosphorus compounds such as ATP, PCr and inorganic phosphate and phosphomonoesters, which give us direct informations on the metabolic levels in the steady state and metabolic changes caused by ischaemia, anoxima, hypoxia, and work. The saturation transfer technique have been employed for studing the steady state kinetics of fast enzymatic reactions concerning phosphorus compounds. 13C is a less sensitive nucleus than 31P with only 1% natural abundance, but natural 13C-NMR spectra from several organs have been reported, offering the possibilities of non-invasive rough estimation on the lipid and the glycogen contained. The HC spectra obtained by introducing HC-enriched substances into the intact systems are able to monitor the fate of the labeled compounds and demonstrate the catabolic pathway precisely. 19F-NMR serves for the non-invasive monitoring of the fluorinated compounds used as anaesthetic and pharmacologic agents. 13Na_and 39K-NMR spectra, measured with paramagnetic shift reagent, discriminate separately individual signals from intra- and inter-cells, providing valuable informations on ionic concentration and ion transport.



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