Teru Ishibashi

Uncoupling effect of anacardic acids from cashew nut shell oil on oxidative phosphorylation of rat liver mitochondria.

Anacardic acids are one of natural products found in not only the cashew nut shell oil but also the nut and fruit juice. The present study was conducted to investigate the uncoupling effect of anacardic acids on oxidative phosphorylation of rat liver mitochondria using succinate (plus rotenone) as a substrate. Four anacardic acids with C15:0, C15:1, C15:2 or C15:3 as an alkyl side chain exhibited uncoupling effects similar to the classical uncoupler, 2,4-dinitrophenol on ADP/O ratio, state 4 and respiratory control ratio (RCR). Anacardic acid with C15:1 side chain was most effective for uncoupling of these compounds. Salicylic acid, which has no alkyl side chain, exhibited a very weak uncoupling effect on oxidative phosphorylation. When the carboxyl group in anacardic acids was lost converting them to the corresponding cardanols, uncoupling activity dramatically decreased regardless of the number of double bonds in the long alkyl chain. These results suggest that the C15 alkyl side chain as well as the carboxyl group may play an important role in assisting the uncoupling activity of anacardic acids in liver mitochondria of animals. This study provides the first evidence of an uncoupling effect of anacardic acids on liver mitochondria

Tissue- and substrate-dependent responses of oxidative phosphorylation to dietary protein level in chicks

The ADP:O values in both cardiac and hepatic mitochondria have significantly decreased with an increase in protein level after 7, 14 and 21 d of feeding (Toyomizu et al. 1992). The present studies were undertaken to clarify tissue-specific effects of dietary protein levels on oxidative phosphorylation in the liver, kidney, skeletal muscles and small intestine and to characterize oxidative metabolism with diverse substrates in the liver. Chicks were fed on semi-purified diets of different protein levels (7, 25, 43 and 61% of metabolizable energy content) for 21 d. The responses of protein levels to oxidative phosphorylation showed tissue-dependency; although liver mitochondria of chickens fed on higher-protein diets exhibited reduced ADP:O values and state 3, neither changes in ADP:O value nor state 3 and state 4 rates were observed in the isolated mitochondria from kidney and skeletal muscles. Small intestinal mucosal mitochondria from chickens fed on a high (61%)-protein-energy diet showed significantly reduced ADP:O value and respiratory control ratio when compared with medium-protein-energy diets (25 and 43%). In liver mitochondria showing the most sensitive dependency to the levels of dietary protein, the ADP:O value decreased with increasing protein levels when pyruvate+malate- or glutamate-requiring complexes I, III and IV of the electron transport chain were used as substrates, but it did not change when succinate-requiring complexes II, III and IV or ascorbate+tetramethyl-p-phenylenediamine requiring complex IV was used. These results imply that impaired oxidative phosphorylation capacities with increasing dietary protein levels may be associated with functional damage to the respiratory chain for electron flow from NAD-linked substrates to the ubiquinone pool.

Time course of oxidative phosphorylation in liver mitochondria of chickens fed on high‐protein diet

1. Progressive alterations in oxidative phosphorylation of liver mitochondria were followed for 14 d in growing chickens fed on either semi-purified low (7%) or high (61%) protein-energy diet. Hepatic mitochondrial oxidative phosphorylation rates were assessed polarographically with pyruvate + malate as substrates. 2. The ADP:O values were reduced significantly 4 d after the feeding of a high-protein-energy diet, when compared with those in chickens fed on a low-protein-energy diet, whereas the state 3 oxidation rates in chickens fed on a high-protein-energy diet from day 6 to 14 were significantly lower than those in low-protein-fed chickens. 3. No changes in sensitivity of mitochondrial ATPase activity to oligomycin, expressed as % of total ATPase activity, were observed among chickens fed for 21 d on diets with various protein concentrations though the FoF1-ATPase activity, expressed per mg protein, tended to decrease in chickens fed on high-protein-energy diet. 4. These results suggest that the reduced ADP:O values for liver mitochondria in the high-protein-fed chickens may not be involved in the degrees of integrity of the FoF1-ATPase.

Lysine Requirements of Multiparous Sows during Mid and Late Pregnancy and Mid Lactating Periods

経産豚のリジン要求量を,交配後50-65日の妊娠中期,90-105日の妊娠後期および分娩後12-21日の授乳期の3期間について,血漿遊離リジンを指標として,折れ線モデルの当てはめによって推定した.供試飼料はトウモロコシに大豆粕あるいはコーンスターチを加えて飼料中のリジン含量を段階的に変え,妊娠期では0.10～0.050%の5種類,授乳期では0.42～1.02%の6種類を用いた.すべての飼料でリジンが第1制限アミノ酸となるように調整した.飼料給与量は,妊娠中期は1日2.5kgに制限したが,妊娠後期および授乳期では自由摂取とした.得られた結果は次の通りである.1) 妊娠中期,後期および授乳期の1日当りリジン要求量は,それぞれ,6.7g,20.4gおよび42.3gと推定された.2) 日本飼養標準に基づき1日飼料給与量が妊娠期で2.30kg,授乳期で5.65kgとして,飼料中の含量で示すと,妊娠中期,後期および授乳期で,それぞれ,0.29,0.89および0.75%となった.3) 以上の結果から,リジン要求量には妊娠の中期と後期で大きな差が認められ,妊娠ステージによってリジン給与量を変える必要性が示唆された、しかしながら,妊娠後期では飼料を自由摂取としており,ここで得られたリジン要求量をそのまま実際的要求量とするには問題があると考えられる.

Lysine Requirements of Gilts during Mid and Late Pregnancy and Mid Lactating Periods

未経産豚における交配後50-65日の妊娠中期,90-105日の妊娠後期および分娩後12-21日の授乳期の各時期にっいて,血漿遊離リジンを指標とし,折れ線モデルへの当てはめによりリジン要求量を推定した.供試飼料は,トウモロコシに大豆粕あるいはコーンスターチを加えて飼料中のリジン含量を段階的に変え,妊娠中期および後期では0.10～0.50%の5種類,授乳期では0.42～1.02%の6種類で,全ての飼料においてリジンが第1制限アミノ酸になるよう調整した.飼料は妊娠中期および後期ではそれぞれ2.5および3kg/日に制限したが,授乳期では自由摂取とした.得られた結果は次の通りである.1) 1日当りのリジン要求量は妊娠中期および後期でそれぞれ6.3および10.8gと推定された.2) 授乳期では,1日当りのリジン摂取量は多い場合でも40～45g程度で,リジン要求量の推定値となる血漿遊離リジンが急激に増加を始める折曲点が得られなかった.このことから,授乳期の1日当りのリジン要求量は40g以上と考えられた.3) 妊娠期および授乳期の1日飼料給与量を,日本飼養標準の2.1および5.3kgとして,妊娠中期,後期および授乳期のリジン要求量を飼料中の含量で示すと,それぞれ0.30,0.51%および0.75%以上となった.4) 以上の結果から,妊娠のステージによりリジン要求量は大きく異なり,また,泌乳最盛期には現行の要求量(0.63%)では不足する可能性が示唆された.

Effects of Cystine and Arginine Supplementation on Recovery Rate of Body Weight Loss and Concentration of Liver Glutathione in Rats Fed a Choline-Deficient and Low-Methionine Diet

コリン欠乏-低メチオニン飼料を給与したラットにおける体重回復と,肝臓還元型グルタチオン(GSH)の濃度に及ぼすシスチンとアルギニンの添加の影響について検討した.L16直交表を用いて飼料シスチンとアルギニン,L-ブチオニン-[S,R]-スルホキシミン(BSO),メチルグリオキサルビス-(グアニルヒドラゾン)(MGB)および2水準の繰り返しを配置した.試験飼料を13日間等量給与し,最後の4日間はBSO(290mg/kg体重/日)を添加した飼料を給与した.最終日にMGB(200mg/kg体重)を皮下注射して,90分後に屠殺し,肝臓のGSH,システイン,メチオニン,アルギニンなどを定量した.コリン欠乏一低メチオニン飼料を給与した時の体重減少からの回復はシスチン添加飼料を給与したラットで速やかで,その肝臓のGSHおよびシステインの濃度は高くなったが,それに反してメチオニン濃度は低かった.シスチン添加飼料と同時にBSOを給与したラットでは体重回復が遅れ,GSH濃度は低かった.これらのことから,コリン欠乏-低メチオニン飼料を給与した場合の体重回復にアルギニンは影響しなかったが,シスチンが強く関与しており,肝臓GSHレベルとの相関が認められた.

Effect of dietary phenylalanine and nitrogen levels on the overall metabolic fate of labeled phenylalanine, tyrosine and valine in the adult rooster

成鶏がPhe欠乏飼料で窒素平衡を維持出来る理由を明らかにする目的で,人工肛門装置鶏にPhe-14Cを注射して,食餌中のPheおよび窒素レベルをかえたときのPheの全体的な代謝量をTyr-またはVal-14Cを注射したときのそれと比較した.尿への14Cの排出は,どの標識アミノ酸を注射した場合にも,食餌Phe量の影響を受けなかった.窒素レベルをかえた場合にもPhe14Cを注射したときの尿への14Cの排出は影響を受けなかった.呼気CO2への14Cの排出は,Tyr-およびVal-14Cを注射したときには, Pheレベルによる影響をうけなかったが,Phe-14Cの場合にはPhe欠乏飼料区で激減した。これらの結果から,成鶏では,Phe欠乏飼料給与時に呼気CO2へのPheの分解が著しく抑制されることが明らかにされた.