内分泌学と糖尿病の研究

ラットの過剰な全身グルコースに対する脂肪組織と筋肉の明確な変化

X ジュリア・シュー 1、アマンダ・E ブランドン、エラ・スチュアート、カージャル・パテル 1、レイハン・ゲディク 1、アシッシュ・サハ 1、エドワード・W・クレーゲン、ニール・B・ルーダーマン 1

目的:過剰な栄養素は、生体内で骨格筋のインスリン抵抗性を引き起こす可能性があります。しかし、白色脂肪組織の反応は明らかではありません。慢性ブドウ糖注入モデル (1 日間および 4 日間) では、筋肉と白色脂肪組織で明確な適応が報告されています。筋肉はブドウ糖注入の 1 日後に持続的なインスリン抵抗性を発症しましたが、脂肪組織では発症しませんでした。ブドウ糖過剰供給に対する脂肪組織と筋肉の正確な区別はまだ明らかにされていません。本研究の目的は、急性ブドウ糖注入モデルを使用して、精巣上体脂肪パッド、および程度は低いものの赤色大腿四頭筋で起こる初期 (3～8 時間) の代謝およびシグナル伝達の変化を調べることです。
方法:ラットにブドウ糖を 3、5、または 8 時間注入して、高血糖 (約 11 mM) および高インスリン血症を発生させました。
結果:赤色大腿四頭筋と同様に、グルコースを注入したラットの精巣上体脂肪層ではAMP活性化タンパク質キナーゼ（AMPK）活性が低下していることがわかりました。しかし、精巣上体脂肪層ではグルコースの取り込みとトリグリセリド合成が増加したのに対し、筋肉では5時間後にグルコース利用とグリコーゲン合成が徐々に低下しました。Aktリン酸化（Ser473）で測定したインスリンシグナル伝達は、精巣上体脂肪層ではそのままでしたが、赤色大腿四頭筋層ではそのままでした。さらに、筋肉とは異なり、精巣上体脂肪層ではPKC活性化の証拠はありませんでした。
結論:この結果は、白色脂肪組織が持続的に高濃度のグルコースにさらされた場合、筋肉とは非常に異なる反応を示すことを示唆する知見を確認し、さらに拡張するものです。