筋肉からの情報伝達物質としてのL-カルノシンの機能解析:血糖および血圧調節機能

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ある量のL-carnosineの中枢および末梢投与は糖利用阻害剤である2-deoxy-D-glucose(2DG)のラット脳内投与による高血糖反応(2DG高血糖反応)を抑制した。この血糖降下作用はL-carnosineが副腎、肝臓および瞥臓を支配する交感神経の活動を低下させて、膵臓を支配する副交感神経の活動を上昇させて、血中インスリン濃度の上昇とグルカゴン濃度の低下を引き起こすことにより惹起されることを示す結果を得た。更に、これらのL-carnosineの作用はヒスタミンのH3受容体の阻害剤であるthioperamideにより抑制された。また、血中L-carnosine濃度には活動期(暗期)の終わりに最高値を示す日内リズムが、血中carnosinase活性にはL-carnosine濃度と平行したリズムが認められた。一方、Urethane麻酔下のラットでは大量のL-carnosineは腎臓を支配する交感神経の活動と血圧を高め、少量のL-carnosineは逆に腎臓を支配する交感神経の活動と血圧を低下させることを示す結果が得られた。この少量のL-carnosineの血圧降下作用もまたthioperamide投与により消失した。更に、高血圧モデルラットであるDOCA-salt高血圧ラットに無麻酔下でL-carnosine含有食を与えたところ、0.001%及び0.0001%carnosine食がDOCA-salt高血圧ラットの血圧を低下させる効果を持つことが明かとなった。その上、1日に3千回以上の輪回しを行うラットでは暗期(活動期)の中間期での血中carnosine濃度が輪回しないラットと比べて有意に高値をとることが明らかになった。この時輪回し運動するラットでは筋肉のL-carnosine合成酵素活性が増加する傾向が認められた。以上の事実は筋肉で合成されるL-carnosineがhistamineのh3受容体を介して自律神経系の制御を引き起こし、血糖や血圧を下げる役割を持つことを示すとともに、糖尿病や高血圧における運動の治療効果が運動時に筋肉から遊離されるL-carnosineにより説明される可能性を示唆している。