17: Reduced Radiation Damage from
Ingestion of Cabbage Family Plants
17: キャベツ類摂取による放射性障害低下
Mindy S. Kurzer 総目次へ
By 1950, it had been noted that experiments on the effects of radiation in guinea pigs showed great variability in the results. Mme. M. Lourau and O. Lartigue (Lourau and Lartigue 1950) observed that although each series of experiments was fairly homogeneous, when one compared experiments, the lethal radiation dose varied by a factor of two or more. The cause of this variability in response was unknown. They stated that it was necessary to make a systematic study of the factors responsible for these differences in radiosensitivity. 1950年までモルモットにたいする放射線効果の実験結果には大きな変動が認められてきた。ルロー夫人とラルティグ (Lourau and Lartigue 1950)は、一連の実験はかなり均一であるが他の実験と比べると致死放射線量は2倍かもっと大きな差のあることを観察した。この変動の理由は不明であった。この放射線感受性の違いに関係する要因を体系的に調べる必要があると彼女たちは述べた。
Lourau and Lartigue were the first to show that diet composition was one of these factors. In the experiment reported in 1950, they studied 114 male guinea pigs. Test diets consisted of oat and bran supplemented with either cabbage at 50 g/d or beets at 75 g/d. The animals received a single whole-body radiation dose. Table 1 summarizes the results. For a given radiation dose, mortality was far greater in the animals fed beets: the first death was at 100 roentgen (R) with 100% mortality at 200 R. In the animals fed cabbage, the first death was at 250 R, with 100% mortality at 500 R. ルローとラルティグはこれらの要因の一つは食餌成分であることを最初に示した。1950年に報告した実験で彼女たちは114匹のモルモットを使った。試験食は燕麦とふすまからなり1日あたり50gのキャベツまたは75gのビートを加えた。モルモットは全身照射を1回受けた。表1はその結果を要約したものである。所与の放射線量において、ビートを与えられた動物では死亡率が高かった:最初の死亡は100レントゲンで100%死亡は200Rであった。キャベツを与えられた動物では最初の死亡が250Rで100%死亡が500Rであった。
Table 1. The first experiment on the effect of diet on radiation mortality in guinea pigs


表 1. モルモットの放射線死亡率にたいする食餌の影響(第一の実験)
表 1. モルモットの放射線死亡率にたいする食餌の影響(第一の実験)1

放射線量 (R)
100 150 200 250 300 350 400 500

死亡率, % 
キャベツ 0 10 25 50 75 100
ビート 2.5 100 100 100

1 Lourau and Lartigue (1950)より
In addition to their finding that guinea pigs fed beets died at lower radiation doses than those fed cabbage, Lourau and Lartigue commented that only certain lesions differed between the two groups. Although bone marrow changes were identical in the two groups, at equal radiation doses, animals fed beets had more severe and widespread hemorrhages than those fed cabbage. ビートを与えられたモルモットがキャベツを与えられた動物より低い放射能量で死んだ他にルローとラルティグは2つのグループで特定の病変だけに違いがあることを述べた。骨髄の病変は2つのグループで同じであったがビートを与えられたグループはキャベツを与えられたグループより同じ放射能で激しく広範囲の出血が起きていた。
The authors proposed two explanations for the dietary effect on radiosensitivity. They suggested that 1) cabbage may contain substances that protect against radiation damage, such as vitamins P and C; or 2) beets may contain substances that become toxic after irradiation. They preferred the second explanation, that beets were toxic to irradiated guinea pigs. This was supported by the observation that the LD50 for the animals consuming beets was about 150 R, considerably lower than the usually reported LD50 of 250 R. 著者たちは食餌の放射能感受性への影響について2つの説明を提言した。彼らは1)キャベツはビタミンPやCのように放射能障害から防御する物質を含む、2)照射によって毒性をもつ物質がビートに含まれる。彼女らはビートが放射線照射を受けたモルモットにとって毒性があるという第二の説明を好んだ。これはビートを与えられたモルモットのLD50は約150Rであり、これはふつうに報告されているLD50の250Rよりかなり低いことにより支持された。
A few years later, M. Jean-Francois Duplan showed that in fact, Lourau and Lartigue's first explanation was correct, that cabbage did offer protection against radiation damage (Duplan 1953). Duplan studied 70 male guinea pigs fed oat and bran diets. The test diets were supplemented with either cabbage or carrots in this study, and the animals received a single radiation dose. 数年後にデュプラン氏(Jean-Francois Duplan)はルローとラルティグの第一の説明が事実は正しくキャベツは放射線障害を予防することを示した (Duplan 1953)。デュプランは70匹の雄モルモットを燕麦とふすまで飼った。試験食はキャベツまたはニンジンを添加し動物は1回の照射を受けた。
The results of Duplan are shown in Table 2. For a given radiation dose, the animals consuming cabbage had much lower mortality than those consuming carrots. He saw no differences in lesions, but he did note that the animals consuming carrots lost much more weight than those consuming cabbage. デュプランの結果は表2に示す。所与の放射線量でキャベツを与えられた動物はニンジンを与えられたのより死亡率がずっと低かった。彼は病変に違いを見なかったがニンジンを与えられた動物はキャベツを与えられたのより体重の減少が大きいことを述べた。
Table 2. The second experiment on the effect of diet on radiation mortality in guinea pigs


表 2 モルモットの放射線死亡率にたいする食餌の影響(第二の実験)
表 2 モルモットの放射線死亡率にたいする食餌の影響(第二の実験)1

放射線量 (R)
300 500 1000

死亡率, % 
キャベツ 0 6.5 87.5
ビート 50 86

1 Duplan (1953)より
Duplan's results suggested that Lourau and Lartigue may have been incorrect in concluding that beets contained a toxic substance. Rather than concluding that carrots contained a toxic substance, Duplan concluded that cabbage lowered the radiosensitivity of guinea pigs. He speculated that the radioprotective substances may have been antioxidant goitrogens present in the cabbage. デュプランの結果はルローとラルティグがビートに毒性物質を含むと考えたのは誤りであろうと示唆した。ニンジンが毒性物質を含むと結論するのではなくデュプランはキャベツがモルモットの放射線感受性を下げると結論した。彼は放射線防御性の物質はキャベツにある抗酸化性の甲状腺腫誘発物質であろうと考えた。
Spector and Calloway (1959) continued this investigation of the dietary factors that protect against radiation damage. They very importantly noted that Lourau and Lartigue did not have a control group in their experiment. The addition of a control group would have allowed them to distinguish between their two explanations (toxic substances in beets vs. protective substances in cabbage). スペクターとキャロウェー (Spector and Calloway 1959) は放射線障害から防御する食餌因子についてのこの研究を続けた。彼らはルローとラルティグの研究はコントロール・グループが無いと非常に重要な指摘をした。コントロール・グループがあれば2つの説明(ビートの毒性ある物質 vs キャベツの防御物質)のどちらが正しいか判ったであろうと。
Spector and Calloway used an oat and bran control diet and the control diet supplemented with beets, cabbage or broccoli. They irradiated their four groups of guinea pigs with a radiation dose of 400 R. Their results are shown in Table 3. Although beet consumption did not affect mortality, consumption of either cabbage or broccoli significantly reduced mortality from irradiation. Thus, they proved that Lourau and Lartigue were incorrect in their conclusion that beets contained a toxic substance and that Duplan was correct as to the protective effects of cabbage. スペクターとキャロウェーは燕麦とふすまのコントロール食餌を用いこれにビート、キャベツ、またはブロッコリを加えた。彼らは4グループのモルモットを放射線400Rで照射した。彼らの結果を表3に示す。ビート摂取は死亡率を変えなかったがキャベツとブロッコリは照射による死亡率を有意義に低下させた。このようにして彼らはルローとラルティグのビートは毒性物質を含むという結論は誤りでありデュプランのキャベツの防御効果は正しかったことを証明した。
Table 3. Further experiments on the effect of diet on radiation mortality in guinea pigs


表 3. モルモットの放射線死亡率にたいする食餌の影響についての他の研究
表 3.モルモットの放射線死亡率にたいする食餌の影響についての他の研究

400 R 照射後 20日の死亡率
サプレメント Spector and Calloway(1959) Calloway et al(1963)

死亡率, % 
無し 100 97
ビート 90
キャベツ 50 54
ブロッコリ 35 42
アルファルファ 0
Mustard greens 12
緑豆 31
レタス 44
総合ビタミン 72
Calloway and colleagues went on to investigate the substance conferring the protective effects (Calloway et al. 1963). Because the basal diet was devoid of vitamin A, and animals consuming this diet were known to become vitamin A deficient, they suggested that sources of vitamin A might be able to decrease the radiosensitivity of guinea pigs. Their results are shown in Table 3. In this experiment, they confirmed previous findings that both cabbage and broccoli lowered mortality in irradiated animals. They found that a number of other -carotene-containing foods also exerted some beneficial effects. Mortality after 20 d was significantly lowered by consumption of the -carotene-containing vegetables that they tested. Beets, apples and white potatoes had no effect. Supplementation with all essential vitamins reduced mortality somewhat, but not to the same degree as supplementation with vegetables. Supplementation with pure vitamin A or -carotene alone had little effect on mortality. キャロウェーと協同研究者たちは防御効果を与える物質の研究を続けた(Calloway et al.1963)。基本食餌はビタミンAを欠いていてこの食餌で飼育された動物はビタミンA欠乏になることが知られていたのでビタミンAがモルモットの放射線感受性を下げる可能性を彼らは示唆した。彼らの結果は表3に示す。この実験で彼らはキャベツとブロッコリが照射動物の死亡率を下げることを示した以前の結果を確かめた。彼らは幾つかの他のβ-カロティン-含有野菜もまた同じように有益な効果を示すことを発見した。ビート、リンゴ、白ポテートは効果が無かった。すべての必須ビタミンをサプレメントすると死亡率はある程度は下がったが、野菜をサプレメントしたときと同じ程度ではなかった。純粋なビタミンAやβ-カロティンのサプレメンテーションは死亡率にはほとんど効果が無かった。
Calloway and co-workers found that when an adequate purified diet was fed, the animals were somewhat resistant to radiation damage, suggesting that part of the beneficial effects of broccoli may have been due to improved nutritional status. On the other hand, the beneficial effects of broccoli could not be duplicated by feeding a mixture of 48 chemically pure ingredients patterned on the known composition of broccoli. キャロウェーと協同研究者たちは適当に純化した食餌で飼うとモルモットは放射性傷害からある程度は防御されることを見いだした。このことはブロッコリの有益な効果が栄養状態の改良によるかも知れないことを示唆した。しかしブロッコリの有益な効果はブロッコリの既知成分のパターンに従って48種の化学的に純粋な成分を与えることによっては再現させることはできなかった。
The experiments of the three groups considered together suggested that a nonnutrient substance present in cabbage and broccoli protected the guinea pigs from radiation damage. Experiments performed by Calloway to isolate the substance from alfalfa found it to be present in the water-soluble fraction, although the protective substance itself was not isolated. これら3グループの実験を一緒にして考えるとキャベツとブロッコリに存在する非栄養素物質がモルモットを放射線障害から防御していることを示唆した。この物質を単離するキャロウェーの実験はこの物質が水溶性分画に存在することを示したがこの物質そのものは単離できなかった。
These early experiments laid the foundation for subsequent work showing the beneficial effects of fruit and vegetable consumption in humans. Plants are now known to contain, in addition to vitamins and minerals, many nonnutrient compounds that have important biological effects such as antioxidant, anticarcinogenic, antimicrobial, antiinflammatory, antiviral and antimutagenic effects. These nonnutrient compounds include lignans, indoles, coumarins and flavonoids, which in 1994 were reported to protect mice from the effects of radiation (Shimoi et al. 1994). Perhaps these were the elusive substances responsible for the radioprotective effects first observed over 45 years ago. これらの初期の実験はヒトにおいて果物と野菜の消費が有益であることについてのその後の研究の基礎となった。植物はビタミンとミネラルの他に多くの重要な生物活性を持つ非栄養性の物質を含んでいる。たとえば抗酸化性、抗がん性、抗微生物性、抗炎症性、抗ヴィールス性、抗変異効果性の活性。これらの非栄養物質はリグナン、インドール、クマリン、フラボノイドなど、1994年(この論文が書かれた年)にマウスを放射能から保護する物質として報告されたものである(Shimoi et al.1994)。多分これらの物質は45年以上前に放射線防御効果があるとされた判りにくい物質だったのであろう。
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