筋収縮により上昇する筋中Ca^<2+>濃度が筋の糖取り込みを増強させる機序に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09480017
• Research Institution: National Institute of Fitness and Sports
• Principal Investigator: 田畑 泉 鹿屋体育大学, 体育学部, 教授 (20188402)
• Keywords: 筋収縮 / カルシウム / 骨格筋 / 糖代謝

Research Abstract

本研究で開発したCa^<2+>濃度測定法(膜透過性蛍光Ca^<2+>指示薬(Fura-2/AM)を取り込ませた前肢骨格筋Epitrochlearisにおいて、340nm励起時の500nm蛍光量(以下F340)および380nm励起時の500nm蛍光量(F380)を測定し、らにF340/F380 Ratioを算出し、Ca^<2+>濃度の指標とする)により測定されたたCa^<2+>濃度とラット骨格筋の糖取りこみ速度との関係を明らかにするために、強縮を生じさせることがないようなインスリン,軽度の低酸素暴露というような生理学的刺激、さらにCaffeineやW-7などの薬理学刺激が、カルシウム濃度に与える影響を観察した。
その結果、Ca^<2+>濃度が増加すると予測されていた低濃度のCaffeine(3mM)およびW-7(50μM)の投与、低酸素刺激により細胞質Ca^<2+>濃度が上昇することが、初めて実際に観察された。これらの刺激は同時に糖取りこみ速度を増加させる。したがって、本研究により開発した細胞中カルシウム濃度測定法が、筋収縮を生じさせない生理学的刺激による骨格筋の糖取りこみ速度増加機序の解明に有用であることが明らかになった。
また、AMPkinaseを活性化させるAICARではCa^<2+>濃度は変化しなかった。この結果より、Ca^<2+>濃度により糖取りこみが増加するという経路が、AMPkinaseより下流にないということを初めて示した。
また本研究においてインキュベーション時間が20分を経過すると、インスリンによりCa^<2+>濃度が増加することが初めて明らかになった。今後、インスリンがCa^<2+>濃度に対する経時的影響などを、さらに詳細に研究することにより、インスリンが骨格筋のCa^<2+>濃度に与える影響や、それが糖取りこみ速度増加に対する関与の有無を明らかにでき、インスリンによる糖取りこみ速度増加の機序解明の一助になることが期待される。

Research Products

• [Publications] Tabaa I,Y Suzuki,T Fukunaga,Yokozeki,H Akima,K Funato: "Resistance training affects GLUT-4 content in skeletal muscle of humansafter 19days of head down bed rest."Journal of Applied Physiology. 86. 909-914 (1999)