4−メチルベンゼンスルホンアミドのラットにおける
急性経口投与毒性試験

Single Dose Toxicity Test of 4-Methylbenzenesulfonamide in Rats

要約

4−メチルベンゼンスルホンアミドの急性経口投与毒性試験を雌雄のSprague-Dawley系(Crj:CD)ラットを用いて実施した。なお、投与量は、雌では889、1333、2000および3000 mg/kgとし、雄では2000 mg/kgとした。

その結果、雌では、2000 mg/kg投与群の5例中2例と3000 mg/kg投与群の5例中1例が投与当日から3日目にかけて死亡したが、雄では2000 mg/kgを投与しても死亡例は認められなかった。従って、4−メチルベンゼンスルホンアミドのラットにおける経口投与によるLD50値は、雌雄とも2000 mg/kgを上回る量と推定された。投与後の一般状態の変化としては、活動性の低下、触発反応の低下、よろめき歩行などの歩行異常、腹臥位あるいは横臥位姿勢および赤色尿の排泄などが認められ、2000 mg/kg投与群で雌雄の一般状態の変化を比較すると、雄より雌の方が被験物質投与による影響が顕著であり、また、雌では、上述の一般状態の変化に用量依存性が認められた。死亡例の体重は、投与直前と比較していずれも減少していた。生存例では、雌雄とも2000 mg/kg以上の一部の例で2日目に一過性の体重減少がみられた以外、体重は観察終了時まで順調に増加した。病理学的検査では、死亡例において、膀胱あるいは尿道の出血や上皮の剥離または欠損、腎臓の尿細管上皮細胞の水腫性腫脹、尿細管上皮細胞の細胞質内にPAS反応陽性好酸性微細顆粒の出現あるいは肺水腫などがみられた。生存例については、15日目に屠殺剖検を行った結果、雌雄いずれの投与群においても、主要な器官・組織に肉眼的変化は認められなかった。

緒言

既存化学物質の安全性評価の一環として、4−メチルベンゼンスルホンアミドのラットにおける急性経口投与毒性試験を実施した。

方法

1.被験物質および投与検体

本試験の被験物質として、(社)日本化学工業協会から提供された4−メチルベンゼンスルホンアミド[CAS No.: 70-55-3、ロット番号:AB-05(日本曹達(株)製)、白色の結晶性粉末、純度:99.9%]を用いた。

投与検体は、いずれも所定の濃度になるよう5%アラビアゴム水溶液に懸濁して調製した。

なお、この方法に従って調製された4−メチルベンゼンスルホンアミドの安定性および均一性試験では、1、20および30%(w/v) 懸濁液は、冷暗所保管で7日間は安定であり、均一性にも問題がないことが確認された。また、今回の試験で使用した8.89、13.33、20および30%(w/v)懸濁液について、含量試験を実施したが、その結果、各懸濁液中の被験物質含量の平均は、所定濃度の94.9〜107%の範囲であった。

2.動物および飼育方法

生後4週で購入した雌雄のSprague-Dawley系ラット(Crj:CD;SPF、日本チャールス・リバー(株)、厚木飼育センター生産)を7ないし8日間にわたり予備飼育した後、一般状態に異常の認められなかった雌20匹および雄5匹を試験に供した。投与時体重は、雌が87.8〜104.3g、雄が106.4〜115.1gであった。全飼育期間を通じて、動物を金属製金網床ケージ(220 W×270 D×190 H mm、日本ケージ(株))に1匹ずつ収容し、温度24±1℃、湿度55±5%、換気回数約15回/時間、照明12時間(7〜19時点灯)に設定された飼育室内(バリアーシステム)で飼育した。動物には、投与前約18時間と投与後約3時間の絶食期間を除く全飼育期間を通じて固型飼料(CE-2、日本クレア(株))を自由に摂取させ、また、飲料水としては、全飼育期間を通じて水道水を自由に摂取させて維持管理した。

3.群分けおよび投与方法

群分けは、無作為選択により行い、投与は2回に分けて以下の要領で行った。即ち、1回目の試験では、雌雄とも1群5匹からなる1群を設け、また、2回目の試験では、雌についてのみ、1群5匹からなる3群を設けて、あらかじめ約18時間の絶食を行った後、投与検体を体重100g当たり1mlの割合でラット用胃管を用いて強制経口投与した。

なお、本試験に先立って、1群3匹の雄ラットを用いて予備試験を実施した結果、500、1000および2000 mg/kgの投与では、いずれも死亡例は認められなかった。この結果を参考にして、本試験では、初回の投与量をOECDガイドラインに従って、雌雄とも2000 mg/kgとしたが、雌においては、2000 mg/kg投与群の5例中2例が死亡したため、さらに、技術的投与限界量と考えられる3000 mg/kgを最高投与量とし、以下、公比1.5で除して2000、1333および889 mg/kg投与群を設け、用量反応を観察することとした。ただし、2回目の試験では、すでに実施ずみの2000 mg/kg投与群を除く3用量群を用いて実施した。

4.観察および病理学的検査

投与日(1日目)においては、投与直後から約5ないし7時間まで継続して、また、2日目から15日目には、毎日1回以上、各動物の一般状態と死亡例の有無を観察した。また、必要に応じて尿の潜血反応をマルティスティックス(マイルス・三共(株))を用いて検査した。体重は、全例について投与直前に、また、生存例については、2、4、8、11および15日目に測定し、各群ごとに平均体重と標準偏差を求めた。さらに、死亡例については、死亡時に体重の測定を行った後、可及的速やかに病理解剖を行い、主要器官・組織を10%リン酸緩衝ホルマリン液で固定した後、その一部について、ヘマトキシリン・エオジン染色標本を作製し、腎臓については、PAS染色標本を追加して病理組織学的検査を実施した。生存例については、15日目に各動物をペントバルビタール・ナトリウム麻酔下で放血屠殺した後、病理解剖を行い、雄の2000 mg/kg投与群および雌の3000 mg/kg投与群の各1例の主要器官・組織を10%リン酸緩衝ホルマリン液で固定し保存した。

結果

1.死亡率およびLD50値(Table 1)

雌の2000 mg/kg投与群では、投与後約7時間目および2日目に各1例が死亡し、3000 mg/kg投与群では、1例が3日目に死亡したが、雌の889および1333 mg/kg投与群と雄の2000 mg/kg投与群では、14日間の観察期間中に死亡例は認められなかった。従って、4−メチルベンゼンスルホンアミドのラットにおける経口投与によるLD50値は、雌雄とも2000 mg/kgを上回る量と推定された。

2.一般状態の変化

投与後の一般状態の変化を各群ごとに記載する。

雌の889 mg/kg投与群では、5例中1例で投与後5分頃から活動性が低下し、よろめき歩行が認められたが、これらの症状は、投与後1時間40分には回復し、その後、観察終了時まで一般状態に異常は認められなかった。一方、他の4例では、観察期間中、一般状態に異常は認められなかった。

雌の1333 mg/kg投与群では、5例中2例が投与後20分以内に腹臥位姿勢をとり、活動性が低下して、よろめき歩行もみられ、そのうちの1例では、触発反応の低下も認められた。また、投与後1時間以降は閉眼状態でうずくまり姿勢をとることが多く、よろめき歩行あるいは触発反応の低下が継続して認められたが、これらの症状は、投与後6時間目には回復し、その後、観察終了時まで一般状態に異常は認められなかった。他の3例では、観察期間中一般状態に異常は認められなかった。

雌の2000 mg/kg投与群の投与後約7時間目および2日目に死亡した例では、投与後10ないし15分で、よろめき歩行、触発反応の低下、活動性の低下および腹臥位姿勢がみられ、その後、脱力、呼吸数の減少、耳介反射の低下が認められたほか、後肢の麻痺および耳介の蒼白が各1例に観察された。次いで、投与後3時間目には外部からの刺激に対して全く反応を示さなくなり、腹臥位あるいは横臥位姿勢のまま、次第に体表温の低下が認められ死に至った。一方、死を免れた例では、投与後15分以内に活動性の低下および触発反応の低下がみられ、その後、よろめき歩行、腹臥位あるいは横臥位姿勢、耳介反射の低下が認められたほか、個体により、閉眼状態、うずくまり姿勢、立毛、呼吸数の減少、呼吸促迫、体表温の低下、流涙、ひきつりあるいは外部からの刺激に対しての反応の低下などが観察されたが、これらの症状は2日目にはすべて回復した。また、死を免れた3例のうち2例では、2日目に潜血反応陽性を示す赤色尿の排泄がみられ、そのうち1例では、3日目にも潜血反応陽性を示す尿の排泄が持続して認められたほか、他の1例では、2日目に排尿によると思われる下腹部被毛の汚れが観察された。しかし、その後は、3例とも観察終了時まで一般状態に異常は観察されなかった。雌の3000 mg/kg投与群では、5例全例で投与後30分以内に、活動性の低下、触発反応の低下、よろめき歩行がみられ、4例で腹臥位姿勢、1例でうずくまり姿勢と閉眼状態が認められた。また、投与後約1時間20分には、全例とも耳介反射の低下がみられ、その後、個体によっては、うずくまり姿勢、呼吸数の減少、耳介の蒼白、体表温の低下、流涙、横臥位姿勢あるいは立毛などの症状が観察された。また、4例では、投与後4時間以降に潜血反応陽性を示す赤色尿の排泄がみられた。3日目に死亡した1例では、2日目においても、横臥位姿勢、後肢の麻痺が持続してみられ、さらに、被毛の汚れ、呼吸数の減少、体表温の低下、耳介の蒼白を伴って死に至った。なお、この例では、2日目に潜血反応陽性を示す赤色尿の排泄も認められた。一方、死を免れた例では、4例中1例で2日目によろめき歩行がみられ、また、3例では、潜血反応陽性あるいは疑陽性を示す尿の排泄が認められたが、いずれも3日目以降は消失し、観察終了時まで一般状態に異常は観察されなかった。

雄の2000 mg/kg投与群の5例中2例では、投与後45分以内に、活動性の低下、触発反応の低下、腹臥位姿勢およびよろめき歩行が認められた。また、これらの例を含む3例では、投与後1時間目に耳介反射の低下が観察され、その後、全例が閉眼状態でケージの隅にいることが多く、個体によっては、よろめき歩行、つま先立ち歩行などの歩行異常および軽度な呼吸促迫がみられたが、2日目以降は、観察終了時まで一般状態に異常は観察されなかった。一方、1例では投与後約4時間頃から横臥位姿勢、後肢の麻痺、体表温の低下、外部からの刺激に対しての反応の低下、頚部を上げるひきつり、呼吸数の減少などが認められた。2日目には、体躯を左右に揺らしながら歩く歩行異常および腹部の被毛の汚れがみられたが、投与当日に認められた症状は観察されず、また、3日目以降、観察終了時まで一般状態に異常は観察されなかった。

なお、2000 mg/kg投与群における雌雄の一般状態の変化を比較すると、雄より雌の方が被験物質投与による影響が顕著であった。

3.体重の変化(Table 1)

雌の死亡例の体重は、投与直前と比較するといずれも減少していた。一方、生存例では、2000 mg/kg投与群の雌雄各1例で2日目に体重の減少がみられたほか、2000 mg/kg 投与群の雌雄および 3000 mg/kg投与群の雌では、2日目に体重の増加抑制傾向が認められたが、いずれも、それ以降、観察終了時までの体重の増加は順調であり、他の群においては、観察期間中に著しい体重増加抑制は認められなかった。

4.病理学的検査所見

1)剖検所見

雌の2000 mg/kg投与群の投与当日に死亡した例では、肺の赤色化、胸腺の出血斑、胃粘膜のヘマチン付着および空腸の充血がみられ、同群の2日目の死亡例では、肺の赤色化と水腫様変化、気管内の泡沫液の貯留、胃粘膜のヘマチン付着があり、膀胱内に多量の尿貯留が観察された。また、雌の3000 mg/kg投与群の3日目の死亡例では、被毛の汚れ、腎臓の乳頭部の赤色化と皮髄境界部の不明瞭化、尿道の赤色化、肺の赤色化と水腫様変化、胸腺の出血斑、胃の境界縁の肥厚、ヘマチン付着および黄色化、卵巣の赤色化が認められた。一方、生存例については、15日目に屠殺剖検を行ったが、雌雄いずれの投与群においても、主要な器官・組織に肉眼的変化は認められなかった。

2)病理組織学的検査所見

雌の2000 mg/kg投与群の投与当日の死亡例では、十二指腸および空腸に軽度の充血が認められたが、腎臓、膀胱、尿道あるいは胃においては、著しい変化は認められなかった。雌の2000 mg/kg投与群の2日目および3000 mg/kg投与群の3日目の死亡例では、腎臓の尿細管上皮細胞に水腫性腫脹が認められたほか、3000 mg/kg投与群の3日目の死亡例では、膀胱および尿道において、ごく小領域に上皮の剥離あるいは欠損があり、この部位では、粘膜下の軽度の出血あるいは好中球の浸潤が認められ、腎臓では、尿細管上皮細胞の細胞質内にPAS反応陽性の好酸性微細顆粒が、また、肺では、水腫が認められた。しかし、その他、脳、肝臓、脾臓、胃においては、著しい変化は認められなかった。

考察

4−メチルベンゼンスルホンアミドの急性経口投与毒性試験を、雌雄のSprague-Dawley系(Crj:CD)ラットを用いて実施した。投与量は、雌では889、1333、2000および3000 mg/kgとし、雄では2000 mg/kgとした。

その結果、雌では、2000 mg/kg投与群の5例中2例と3000 mg/kg投与群の5例中1例が投与当日から3日目にかけて死亡したが、雄では2000 mg/kgを投与しても死亡例は認められなかった。従って、4−メチルベンゼンスルホンアミドのラットにおける経口投与によるLD50値は、雌雄とも2000 mg/kgを上回る量と推定される。投与後の一般状態の変化としては、活動性の低下、触発反応の低下、よろめき歩行などの歩行異常、腹臥位あるいは横臥位姿勢および赤色尿の排泄などが認められた。死亡例では、さらに呼吸数の減少、体表温の低下、耳介の蒼白が加わって死に至った。死亡例の病理所見としては、肺水腫、腎臓の尿細管上皮細胞の水腫性腫脹あるいはPAS反応陽性の微細顆粒の出現が認められ、膀胱あるいは尿道に出血と上皮の剥離、欠損も観察された。これらの所見から4−メチルベンゼンスルホンアミドは、神経系あるいは運動器官系に抑制的に作用する可能性が示唆されるが、死亡動物の主な死因は、神経系−運動器官系の障害に、さらに肺水腫が加わったためではないかと推察される。また、2000 mg/kg以上の投与群では、潜血反応陽性の赤色尿の排泄が認められる例が観察されたが、死亡例の一部に膀胱あるいは尿道粘膜の剥離、欠損が認められたことから、4−メチルベンゼンスルホンアミドによる膀胱あるいは下部尿路系の障害が血尿あるいは赤色尿の原因ではないかと考えられる。なお、2000 mg/kg投与における影響を、雌雄の死亡率および一般状態の変化で比較すると、雄より雌への影響が顕著であることから、ラットにおける4−メチルベンゼンスルホンアミドの急性経口投与による毒性には性差があるものと思われる。

連絡先:
試験責任者今井清
(財)食品薬品安全センター秦野研究所
〒257 神奈川県秦野市落合 729-5
Tel 0463-82-4751Fax 0463-82-9627

Correspondence:
Imai, Kiyoshi
Hatano Research Institute, Food and Drug Safety Center
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