骨格筋の糖代謝機能を増強させる栄養物質の探索とAMPキナーゼ活性効果の検証

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20700535
• 研究機関: 大阪体育大学
• 研究代表者: 浜田 拓 大阪体育大学, 体育学部, 准教授 (00466294)
• キーワード: 糖代謝 / 骨格筋 / AMPキナーゼ / 栄養補助物質

研究概要

本研究は、骨格筋糖代謝機能を増強させる栄養の候補物質として、コーヒー成分に含まれるカフェインに着目して、カフェインの抗糖尿病効果の分子メカニズムを検証するために、血糖降下作用の制御に直接関わる有力なシグナル伝達分子であるAMPK活性効果作用を検証した。申請者は、雄性SDラットから摘出した速筋epitrochlearis(epi)と遅筋soleus(sol)を用いて、3mMカフェインは、epiとsolにおけるAMPKのリン酸化を上昇させ、糖取り込み量も増加させたことを報告している。また、アイソフォーム分析の結果、AMPKはα1,α2をともに活性化し、その活性化はATP, PCrの低下を伴ったことを明らかにしており、カフェインは、運動に類似した抗糖尿病効果をもつ可能性を示唆している。そこで、In vitro実験の成果に加えて、本研究は、カフェインの生体投与が骨格筋の血糖とAMPK活性効果に作用するか否かを検討した。雄性SDラットを対象にして、カフェイン5mg/kgの尾静脈投与後、30分、60分、120分後にepiとsolを摘出した。その結果、投与後120分後においてepiとsolともにAMPKのリン酸化を上昇させた。また、AMPKの基質となるアセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC)のリン酸も上昇させた。カフェイン投与後の血糖値は正常範囲内を維持し、顕著な変動は見られなかった。インスリンは、投与後に減少する傾向が見られたが、有意な変化は示さなかった。本研究の結果から、カフェインはAMPK活性効果を介した骨格筋の糖代謝機能を増強させる有力な栄養補助物質になることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Morus alba leaf extract stimulates 5'AMP-activated protein kinase in isolated rat skeletal muscle (2009)
  • 著者名/発表者名: Ma X, Iwanaka N, Masuda S, Karaike K, Egawa T, Hamada T, Toyoda T, Miyamoto L, Nakao K, Hayashi T.
  • 雑誌名: J.Ethnopharmacol. 122 ページ: 54-59
  • 査読あり
• [雑誌論文] An association between angiotensin II type 2 receptor gene A/C3123 polymorphism and glycemic control marker in a general Japanese population (2009)
  • 著者名/発表者名: Kotani K, Fujiwara S, Tsuzaki K, Sano Y, Matsuoka Y, Hamada T, Sakane N.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Rep. 36 ページ: 917-920
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adiponectin gene single-nucleotide polymorphisms and treatment response to obesity (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuzaki K, Kotani K, Nagai N, Saiga K, Sano Y, Hamada T, Moritani T, Yoshimura M, Egawa K, Horikawa C, Kitagawa Y, Kiso Y, Sakane N
  • 雑誌名: J.Endocrinol.Investig. 32 ページ: 395-400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoregulatory sympathetic nervous system activity and diet-induced waist-circumference reduction in obese Japanese women (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujibayashi M, Hamada T, Matsumoto T, Kiyohara N, Tanaka S, Kotani K, Egawa K, Kitagawa Y, Kiso Y, Sakane N, Moritani T.
  • 雑誌名: Am.J.Hum.Biol. 21 ページ: 828-835
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caffeine acutely activates 5'adenosine monophosphate-activated protein kinase and increases insulin-independent glucosetransport in rat skeletal muscles (2009)
  • 著者名/発表者名: Egawa T, Hamada T, Kameda N, Karaike K, Ma X, Masuda S, Iwanaka N, Hayashi T.
  • 雑誌名: Metabolism 58 ページ: 1609-1617
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-calorie diet-induced reduction in serum HDL-cholesterol is ameliorated in obese women with the -3826G allele in theuncoupling protein-1 gene (2009)
  • 著者名/発表者名: Hamada T, Kotani K, Nagai N, Matsuoka Y, Tsuzaki K, Sano Y, Fujibayashi M, Kiyohara N, Tanaka S, Yoshimura Y, Egawa K, Kitagawa Y, Kiso Y, Moritani T, Sakane N.
  • 雑誌名: Tohoku.J.Exp.Med. 219 ページ: 337-342
  • 査読あり
• [学会発表] Mild-restriction diet による減量への抵抗性と代謝関連遺伝子多型の関連 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永井成美, 浜田拓, 坂根直樹, 小谷和彦, 森谷敏夫
  • 学会等名: 第30回日本肥満学会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2009-10-09
• [学会発表] カフェインの抗糖尿病・催糖尿病作用:骨格筋AMPキナーゼ活性化とインスリンシグナル抑制 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江川達郎, 浜田拓, 林達也
  • 学会等名: 第64回日本体力医学会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] カフェインによるラット骨格筋5'AMP-activated protein kinase(AMPK)α1アイソフォームの優先的活性化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江川達郎, 浜田拓, 亀田菜央子, 唐池浩平, 馬嘯, 林達也
  • 学会等名: 第52回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2009-05-21