糖尿病における膵β細胞インスリン分泌機構の異常部位の同定と栄養素による影響

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膵β細胞からのインスリン分泌は、ブドウ糖のみならず、脂肪酸、アミノ酸などの栄養素により促進されることが知られている。しかしながら、詳細は未だ明らかでない。また一方で、一度インスリン分泌が刺激されると、短期間後の刺激インスリン分泌が増強されるプライミング効果をもつことが以前より知られており、実際の体内でのインスリン分泌に重要な機構であるが、ブドウ糖では検討されているものの、他の栄養素ではほとんど検討されていない。そこで、まず高濃度ブドウ糖への前曝露により、ブドウ糖刺激によるインスリン分泌が増強される、いわゆるブドウ糖によるプライミング効果を確認した。その後、低濃度ブドウ糖存在下での脂肪酸によるプライミング効果を検討したところ、ブドウ糖刺激インスリン分泌は、パルミチン酸に前暴露したものは前曝露していないものに比して増強された。また、このパルミチン酸前曝露によるインスリン分泌増強効果は、低濃度ブドウ糖のみならず中・高濃度ブドウ糖存在下での前曝露でも同様に認められた。また高カリウム刺激によるインスリン分泌でも同様に認められた。これらのことから、脂肪酸前曝露によるインスリン分泌プライミング効果はブドウ糖前曝露によるプライミング効果と異なる機構であることが示唆された。また、ブドウ糖によるプライミング効果のメカニズムについて検討を加えたところ、ATP産生以降の経路には影響がなく、ミトコンドリアATP産生の変化が関与していることが示された。