骨格筋の糖取り込み亢進メカニズムに関する研究―骨格筋由来の糖取り込み亢進分子について―

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骨格筋収縮由来の糖取り込み因子を明らかにするために、ラットEDL筋を摘出し、in vitroの実験系にて検討した。H13年度に観察したキサンチンオキシダーゼ(XO)の活性化(酸化ストレスの増大)による糖取り込み亢進の原因分子を明らかにするために、XOの活性化によって産生される過酸化水素の関与について検討を行った。測定方法は、摘出したEDL筋をクレブス緩衝液中でインキュベートし、RIでラベルされた[14C]-Manitolと[3H]-2-deoxyglucoseを用い、様々な条件下で糖取り込み速度を算出した。(1)キサンチンオキシダーゼ刺激、(2)過酸化水素刺激、(2)カタラーゼ刺激+キサンチンオキシダーゼ刺激。過酸化水素刺激による骨格筋の糖取り込みは、濃度依存的に亢進し、酸化ストレスが骨格筋の糖取り込みを亢進させることが明らかとなった。さらに、カタラーゼのpre-incubationは、キサンチンオキシダーゼ単独刺激で得られる糖取り込みの亢進を完全に抑制した。このことは、キサンチンオキシダーゼの活性化によって産生される過酸化水素が筋糖取り込みを亢進させる分子であることを示唆する。以上より、運動時には酸化ストレスが増大することから、骨格筋収縮時の糖取り込みに過酸化水素の産生が関与している可能性が示唆された。過酸化水素刺激による糖取り込み亢進機序を探るために、(1)過酸化水素+インスリン刺激、(2)過酸化水素+一酸化窒素刺激、(3)過酸化水素+AICAR刺激で糖取り込みを評価した。インスリン、一酸化窒素刺激、AICARともに過酸化水素刺激と相加的な作用が認められ、酸化ストレスによる糖取り込み亢進機序はこれらのメカニズムとは異なる可能性が示唆された。