運動の糖代謝改善効果発現における骨格筋AMPキナーゼの意義に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671112
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 林 達也 京都大学, 医学研究科, 助手 (00314211)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉政 康直 国立循環器病センター, 動脈硬化・代謝部, 部長 (00252437)
• Keywords: AMPキナーゼ / 骨格筋 / 糖代謝 / 運動 / 筋収縮 / シグナル伝達 / 糖輸送 / グリコーゲン

Research Abstract

1.運動の糖代謝活性化効果発現における5'AMP-activated protein kinase(AMPK)の役割の検証:ラット単離骨格筋を電気刺激にて収縮させると、AMPKは活性化を受けると同時にインスリン非依存性糖輸送が活性化され、さらにグリコーゲン合成系(グリコーゲン合成酵素)・グリコーゲン分解系(グリコーゲンホスホリラーゼ)の両者が活性化を受けた。しかし、AMPKをAICARを用いて薬理的に活性化させると、インスリン非依存性糖輸送が活性化される一方、グリコーゲン合成酵素は抑制を受け、グリコーゲンホスホリラーゼは変化しなかった。このことから、AMPKは運動による骨格筋糖輸送促進には関与するが、運動によるグリコーゲン代謝の活性化における重要な役割を持たないものと考えられた。
2.運動の糖輸送活性化と糖輸送担体(GLUT4)発現におけるアイソフォーム特異的AMPK活性の役割:持久運動は骨格筋糖取り込みを促進するとともに、骨格筋糖輸送に重要な役割を担うGLUT4の発現を亢進させる。一方、持久運動は骨格筋AMPKのα1・α2アイソフォームのうちα2のみを選択的に活性化する。マウスにAICARを皮下あるいは腹腔内に至適量を投与することによってAMPKα2の選択的活性化を実現したところ、持久運動と同様に骨格筋糖輸送の活性化と糖輸送担体GLUT4の発現亢進が得られた。このことからAMPKα2が持久運動の効果発現に重要なアイソフォームであることが示唆された。
3.抗糖尿病薬(チアゾリジン誘導体)によるAMPKと糖輸送の活性化:ラット単離骨格筋にチアゾリジンを作用させるとAMPKが活性化されるとともにインスリン非依存性糖輸送に促進された。従来より知られているインスリン感受性改善効果に加え、チアゾリジンの作用機序の一つにAMPK活性化を介した糖輸送促進効果があることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Yonemitsu S.: "Troglitazone induces GLUT4 translocation in L6 myotubes."Diabetes. (掲載号未定). (2001)
• [Publications] Nakano M.: "Pharmacological activation of AMPK in vitro acutely decreases blood glucose and chronically increases muscle GLUT4 in normal and diabetic animals."Diabetes. 49 suppl 1. A12 (2000)
• [Publications] 林達也: "運動による糖輸送活性化の分子機構"最新医学. 55巻5号. 1078-1083 (2000)
• [Publications] 林達也: "生活習慣病の運動療法とインスリン感受性亢進の分子機構"最新医学. 55巻11号. 2525-2531 (2000)
• [Publications] 林達也: "運動の糖代謝改善効果発現におけるAMPキナーゼの役割"日本臨床分子医学会記録. 37巻. 36 (2000)
• [Publications] 矢崎義雄: "分子糖尿病学の進歩基礎から応用まで 2000"金原出版. 196 (2000)