Arginine supplementation enhances peritoneal macrophage phagocytic activity in rats with gut-derived sepsis.

BACKGROUND:
Previous reports have shown that arginine (Arg) enhances phagocytic activity of macrophages and is required for macrophage-mediated toxicity toward tumor cells. Few studies have addressed the importance of Arg supplementation on macrophage and neutrophil function after infection and sepsis. This study examined the effect of Arg-supplemented diets before and Arg-enriched total parenteral nutrition (TPN) after sepsis or both on the phagocytic activity of peritoneal macrophages and blood polymorphonuclear cells in rats with gut-derived sepsis.

METHODS:
Male Wistar rats were assigned to 4 groups. Groups 1 and 2 were fed a semipurified diet, while groups 3 and 4 had part of the casein replaced with 2% of total calories as Arg. After the experimental diets were administered for 10 days, sepsis was induced by cecal ligation and puncture (CLP); at the same time, an internal jugular vein was cannulated. All rats were maintained on TPN for 3 days. Groups 1 and 3 were infused with conventional TPN, while groups 2 and 4 were supplemented with Arg, replacing 10% of total amino acids in the TPN solution. Survival rates were recorded for 3 days after CLP, and all surviving rats were killed 3 days after CLP to examine their immune responses.

RESULTS:
Aerobic and anaerobic bacteria colony counts in peritoneal lavage fluid were significantly reduced, and the phagocytic activity of peritoneal macrophages was enhanced in groups 3 and 4 but not in the other 2 groups. There were no significant differences in the phagocytic activities of blood polymorphonuclear cells and survival rates among the 4 groups.

CONCLUSIONS:
Enteral Arg supplementation before sepsis significantly enhanced peritoneal macrophage phagocytic activity and reduced total bacterial counts in peritoneal lavage fluid. Arg administered before and after CLP seemed to have a synergistic effect on enhancing phagocytic activity and on bacterial clearance. However, IV Arg administration after CLP had no favorable effects on phagocytic activity or survival rates in rats with gut-derived sepsis.

和訳
「アルギニン補給は、腸由来敗血症ラットにおける腹腔マクロファージの食作用活性を増強する」

背景:
これまでの報告は、アルギニン(Arg)がマクロファージの食活性を増強し、腫瘍細胞に対するマクロファージ媒介毒性に必要であることを示している。感染症及び敗血症後のマクロファージ及び好中球機能に対するArg補給の重要性に取り組んだ研究はほとんどない。本研究は、敗血症前のArg補充食と敗血症後の高Arg完全非経口栄養(TPN)、またはその両方の、消化管由来敗血症ラットにおける腹腔マクロファージと血中多形核細胞の食作用活性に対する効果を検討した。

方法:
雄のWistarラットを4群に割り付けた。第1群と第2群には半精製飼料を与え、第3群と第4群ではカゼインの一部をArgとして総カロリーの2%で置換した。実験食を10日間投与した後、敗血症を盲腸結紮穿刺(CLP)によって誘発した。同時に、内頸静脈にカニューレを挿入した。全てのラットは3日間TPNで維持した。第1群と第3群は通常のTPNを注入し、第2群と第4群ではTPN溶液の全アミノ酸の10%を置換してArgを補給した。生存率をCLP後3日間記録し、全ての生存ラットをCLPの3日後に屠殺し、それらの免疫応答を調べた。

結果:
腹腔洗浄液中の好気性及び嫌気性細菌のコロニー数は有意に減少し、腹腔マクロファージの食作用活性は、第3群と第4群では亢進していたが、他の2群ではしていなかった。血中多形核細胞の食作用活性と生存率に、4群間で有意差はなかった。

結論:
敗血症前のArg経腸補給は、腹腔マクロファージの食作用活性を有意に増強させ、腹腔洗浄液中の総細菌数を減少させた。CLP前及び後のArg投与は、食活性の増強と細菌クリアランスに相乗効果を有していると考えられた。しかし、CLP後のIV Arg投与は、腸由来敗血症ラットの食作用活性または生存率に好ましい影響を与えなかった。

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