膵β細胞小胞体Ca^<2+>ポンプとCa^<2+>放出チャネルの機能協関とインスリン分泌制御

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グルコースによるβ細胞小胞体Ca^<2+>_-ポンプ活性化とAChによる小胞体Ca^<2+>_-放出の機能的連関(1)非刺激グルコース濃度域において、AChは単一β細胞の細胞質Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)を増加させた。この反応は、細胞外Ca^<2+>に依存しておらず、小胞体Ca^<2+>ポンプ阻害剤Thapsigarginの前処置により抑制されたので、小胞体Ca^<2+>によっている。(2)非刺激濃度域(1.0-5.5mM)でのグルコース濃度上昇による膵β細胞[Ca^<2+>]_i減少は、小胞体Ca^<2+>ポンプ阻害剤Thapsigarginにより抑制されたが、細胞膜Na/Ca交換の阻害によっては影響されなかった。この[Ca^<2+>]_i減少は、グルコース代謝阻害、ミトコンドリア阻害によっても抑制された。従って、グルコース代謝亢進に伴うATP産生により小胞体Ca^<2+>ポンプが活性化され、Ca^<2+>が小胞体に取り込まれ[Ca^<2+>]_i減少を発生するものと考えられる。(3)非刺激濃度域でのグルコース濃度が高いほど静止[Ca^<2+>]_iレベルは低く、AChによる[Ca^<2+>]_i増加ピークは高く、小胞体Ca^<2+>放出量も大きかった。このように、グルコース濃度上昇による小胞体へのCa^<2+>取り込みとAChによる小胞体Ca^<2+>放出は機能的に連関していることが明らかとなった。cAMPによる小胞体Ca^<2+>_-ポンプ活性化(1)cAMPおよびcAMPを上昇するホルモンGLP-1とPACAPは、KCl刺激などにより持続的に増加した[Ca^<2+>]_iを減少させた。(2)この反応は燐酸化を介した小胞体Ca^<2+>ポンプ活性化による。