Page 1 Page 2 ラ ッ ト脂肪細胞におけるグルコ コルチコイ ドの イ ンス リ

Shinshu University Institutional Repository SOAR-IR
Title
Author(s)
Citation
Issue Date
URL
Rights
ラット脂肪細胞におけるグルココルチコイドのインスリ
ン拮抗作用
渡辺, 知之
信州医学雑誌 26(3): 341-350(1978)
1978-09-30
http://hdl.handle.net/10091/8268
f言少H医轟志, 26(3) :341∼350, 1978
原 著
ラット脂肪細胞におけるグルココルチコイドの
インスリン拮抗作用
渡辺知之
信州大学医学部第二内科学教室
(主住:小田正幸教授)
ANTAGONISM OF INSULIN ACTION ON RAT ADI-
POCYTES METABOLISM BY GLUCOCORTICOIDS
Tomoyuki WATANABE
Department of Internal Medicine, Faculty of Medicine,
Shinshu University
(Director:Prof, M. Oda)
Key words:脂肪細胞(adipocytes)
イソスリソ抵抗性(inSulin resistance)
グルココルチコイド(glucocOrticoids)
イソスリソ抵抗性の機序として,インスリンレセブタ
1・緒 言 一の変動よりむしろ,レセプター・と結合したのちの細
来梢組織のイソxリン抵抗性は,肥瀞),化学的糖 胞内酸素活性の変動を重要視する報告をおこなってい
尿病2》,内因性高脂i血症患者3),。b/。bvウス4),視床 る。
下部内側核破壊ラット5)等に共通してみられる代謝異 グルココルチコイドを一定期間投与すると・きわめ
常であり,同時に高イソスリソ血症をともなうことが て早期に高イソスリソ血症・耐糖能異常また末梢組
知られている。 織のイソスリン抵抗性が招来されることはよく知られ
この病態の機序は動物や人間の素として肝細胞,脂 ており,多くの知見が集積されている8)9)。そしてそ
肪細胞,リγパ球などの細胞膜にあるイソスリソレセ の機序としてin vivOおよびin vitro実験による
プターとの関連において検討され,組織のインスリソ と,グルココルチコイドは脂肪細胞のインスリンレセ
抵抗牲が,インスリンとそのレセプターとの結合能の プターの減少,あるいはブドウ糖の細胞膜透過を障害
低下とよく相関していることがあきらかとなった。 することにより,インスリンによるブドウ糖の代謝促
一方,Amatrudaら6)は,インスリン抵抗性を示す 進作用が阻害されると報告されている10)H15}。しかし
肥満した人間から得た大きい脂肪細胞は,標準体重の 細胞内酵素活性との相関は充分明らかにされてはいな
人間の小さな脂肪細胞にくらベインスリンとレセプタ い・
一の結合は質的,量的に同じであることを報告してい そこで本研究は臨床的薬理量に近いグルココルチコ
る。そして肥満者の脂肪細胞にみられるインスリソ感 イドを3H間ラットに投与し,その副睾丸脂肪細胞に
受性の低下は,レセプターの数の減少ではなく,それ おけるイソスリソ感受性を,ブドウ糖酸化,脂質合成
が細胞膜表面に拡散(dilution)していて粗になって 促進作用,および脂質分解抑制作用について検討し・
いるためか,あるいは細胞内のヘキソキナーゼを代表 解糖系の律速酵素であるヘキソキナーゼ,そのアイソ
とする酵素の変動にょる糖,脂質代謝異常であろうと ザイム,また脂肪合成に必要なNADPH産生系とし
推測している。またCzechら7)も脂肪細胞における て脂肪合成の律速酵素と考えられる5炭糖リソ酸圓路
No,3,1978 341
渡 辺知之
脱水素酵素,NADP+一リソゴ酸脱水素酵素との相関 カップをつるしたゴムキャップで密閉し反応を開始
について検討した。そしてグルココルチコイドのも し,80サイクル/分の速さで,37°C,1時間振盈後,
たらす末檎組織のインスリソ抵抗性,とくに脂肪細胞 0.2mlの1N硫酸を反応液に加え反応を停止させた。
における代謝変動について,その作用機序を解析し そして反応液中より放出された14CO2を,0.2mlの
た。 ハイアミソをハイアミンカップに加え,さらに1時間
振盈し吸着させた。
ff・実験方法 また14C一総脂質への転換量は, Dole17)の抽出液(イ
ウイスター系雄性ラットをオリエソタル固型飼料に ソプPtピルアルコール:ヘプタソ:1N硫酸需40:10
て飼育し,体重120∼140gのものを実験に用いた。対 :ユ)を反応液に加えて5分間抽出器で振盈後15分間
照群,デキサメVゾソ(以下Dex.と略す)群に分 放置し,つぎにヘプタン,水を追加して3分間振撮
け,Dex、群はDex.20μg/100g体重を,対照群は生 して総脂質を抽出した。一定量のヘプタソ層をエバポ
食水を3日間腹腔内投与し,最終投与後12時間,早朝 レーター−eこて蒸発させ,6mlのシソチレーショソ液を「
に断頭屠殺して血液,副睾丸脂肪組織を採取し実験に 加え,その放射能を液体シソチレーショソ計数器で
供した。ブドウ糖負荷試験、インスリンの脂質分解抑 測定した。シンチレーション液はo.4%,2・5diph一
制作用は一夜絶食させ,その他の実験には飽食の状態 enyloxazole,0・ 05%, p−・bis〔2−(5−phenyloxazolyl)一
のラットを用いた。 benzene Teluene溶液にて測定した。
ブドウ糖負荷試験は,軽いエーテル麻酔下で,体重 脂質分解の指標としては,脂肪細胞からのグリセロ
100gあたり250mgのブドウ糖溶液を経口的に投与し, 一・ル放出量をえらんだ。一夜絶食させたラットから遊
尾静脈より0,30,60,90,120,180分と計6回経時 離脂肪細胞を作製し,エピネフリソを脂質分解刺激剤
的に採血した。血糖はGlucose−Oxidase法,血漿 として,ブドウ糖を含まない3.5%牛血清アルブミン
IRIはイソスリソリアキット(ダイナボットRI研究 (7ラクションV)Krebs−Ringer−bicarbonate緩衝
所)を用いた2抗体法で測定した。 液(pH 7. 4)に最大刺激濃度18)である1μg/mI濃度に
遊離脂肪細胞は,Rodbellの方法16)に従い作製し 添加した。95% 02 −5% CO2混合ガス下に80サイク
た。容量25m1のシリコン化したポリエチレンバイヤ ル/分の速さで,37°C,2時間振鍛をおこない,0.25
ルに,3.5%ウシ血清アルブミン(フラクションV) m1の30%過塩素酸を加えて除蛋白,反応を停止さ
を含むKrebs−Ringer−bicarbonate緩衝液(pH7.4)を せ固型KHCO3で中和,4℃,30分間放置後遠心し
3m1入れ,これにcrude bacteria1 collagenase 10mg KCIO4を沈澱させ上清をグリセμ一ルの測定に用い
を添加してよく溶かした後,3匹のラットの副畢丸 た。グリセロールの測定は,酵素法によるベーリンガ
脂肪組織をすばやくとり出しイソキnベートした。 一・マソハイム社製のキットを使用した。
ついで95% 02−5% CO 2の混合ガス下で,120サ 遊離脂肪細胞の数は,2%Osmium tetroxide−co1一
イクル/分の速さで37℃,1時間振盈したのち,遊離 lidine塩酸緩衝液(pH7・4)で37°C,24時間固定後,
した脂肪細胞をナイロソメッシュでろ過した。このよ 光学顕微鏡で測定したユ9)。
うにして分離した脂肪細胞を,コラーゲナーゼを含ま 脂肪組織のヘキソキナーゼ活性は,Bernsteinと
ない同一の緩衝液10mlで,400×g 1分間遠心洗浄の Kipninsの変法20)により測定した。組織の5倍量の
操作を3回くり返し脂肪細胞浮遊液を作成した。 抽出液(0.15M KCI:10mM K phosphate, pH 7.0 :
脂肪細胞の糖代謝におけるインスリン感受性は,イ 5mM NaEDTA;5mM DTT:10mM GIucose)で氷
ソスリン添加による〔U・−14C〕一一glucoseから14CO 2, 水中でホモジネートし,さらにスーパーソニックパイ
14C一総脂質への転換量を指標とした。2m1の3.5%牛 ブレーターで1分間超音波処理したのち,800×g,
血清アルブミソ(フラクションV)Krebs−Ringer− 10分間遠心してその上清を総ヘキソキナーゼ活性測
bicarbonate緩衝液に〔U−14C〕−glucoseをブドウ糖 定に用いた。また上清の一部は、10倍量の10mM K
濃度1mMあたり0.1μCi/m1となるように添加した。 phosphat6, pH 7,0,5mM NaEDTA,5mM DTTで
各反応パイヤルに約1x105個の遊離脂肪細胞を分注 45°C,45分間熱処理し,ヘキソキナ・−tfI型を測定
し,総反応液量を2.5m1とした。95% 02−5% CO2 した。総ヘキソキナーゼ活性と1型との差をヘキソキ
の混舎ガスをバイヤルに飽和させ,中央にハイアミン ナーゼ皿型とした。
342 信州医誌 Vol,26
ラット脂肪細胞のインスリン感受性
5炭糖リン酸回路脱水素酵素・NADP+一リンゴ酸脱 F B S IRI IRI/FBS
水素酵素活性の測定は,組織の2倍量の0.25MSu−
croseで氷水中でホモジネート後,12000×g,15分間
遠心後の上清を酵素活性に用いた。測定は“Methods
in Enzymology”21)22)の記載に準んじ・2mMグルコ 100 100 1.0
_ス6リソ酸,L一リンゴ酸をそれぞれ基質として, mg/de ,“U/・e
O.1M Tris緩衝液, pH 7,6に5mM MgCI 2,0.1mM
NADP+存在のもとに酵素活性を測定した。抽出液の
蛋縢巌盤、器r醗齢,平均催、 … 5…
土SDで表現した。
皿.試 薬
イ・・リソは・・+;i・liの結購インスリン・生物学 .P・N・S・ <。.。r く。.。1
的活性27.OLu、/mgのものを用いた。コラーゲナー 〔コC。ntr。i
ゼ(136U/mg)はWorthington社より,〔U−14C〕一 團Dexamethas。ne 20N9/lOOgBW/3days
gluc。、e(14,3mCi/mm。1)はN,w E。gl、nd N。cler liEi Mean±SD
社より入手した。また牛血清アルブミソ(フラクショ n =7rats
ソV)はSigma社より入手しt 4。 C,24時間蒸留水 Fig・1・Effect of dexamethasone on FBS
にて透撒実験岬、、た.デキサ.サゾンは硝製 and lRI
薬,L一エピネフリソはSigma社1ハイアミソ10X− Gluc。se
OHは半井社のものを用いた。その他の試薬は市販最 mg/d2
良晶を用いた。 300 300
●■
IY.成 績
A.空腹時血糖および血中イソスリソ ゜
●●
(図1)
200 200
対照ラットの空腹時血糖,血漿IRIは,それぞれ
●
102.9±38.6mg/dl,25.1±8. 3ptU/mIであった。こ
れに対し,Dex.群ではそれぞれ・117.9土38.6mg/dl,
95.9土1&3μU/m1と空腹時血糖には有意の差はみら
れないが,IRIはD,x.群で有意の増加(P<0.01) 1°D 1°°
を認めた。またIRI/FBSは対照耕O.24土O. 08, Dex.
群0・82土0ほ8とDex.群において有意(P〈0.0め C。ntrol Dexamethasone
の高値をとった。 n=4 nnv4
B・ブドウ糖負荷試験 (図2) 0 60 120 1§O O 60 120 180
体重100gあたり250mgの経ロブドウ糖負荷試験で mi”’ min’
は洛嚇に鮒る醐の血機を)ヒ較すると,・・ :.;ll:91
分,6°雅}こお・・てそれぞれPく…5・Pく…1の Fig..2. Gl。,。,。.t。1。,ance,,,t
有意差でDex,群で耐糖能の異常がみとめられた。
C・糖代謝におけるイソスリン感受性 糖存在下に,各濃度のイソスリンの糖代謝促進作用を
1.インスリン濃度の影響 (図3) 検討した。
脂肪細胞における〔U−14C〕−glucoseから14CO 2, 反応液中にイソスリソを含まないbasal levelに
uC総脂質へのとり込みを指標として,1mMブドウ おける14CO 2へのとり込みは,対照群で2344±627
No.3,1978 343
渡辺知 之
410‘cpm/105ce【ls!h
3
δ
♀
£
.量
巴 2
9
ノ
唇
o
$
8
2
9
6日
E
⊇、
//
Control H
Dexamethasone H
n==6
lnsulin(剣U/rnl)
0 2.5510204080100 1000
N.S. く0.01 <O。Ol〈0.01 <0.Ol<O.OlくO.Ol <0.Ol P
Fig.3. Effects of various concentrations of 至nsulin on 〔U..14C〕−
glucose metabolism
cpm/105cells/h, Dex,群で1905土552cpm/105cells ンスリン100μU/ml刺激では0.59 ±O. 017と報告され
ノhで両群の間に有意の差はみられない。反応液中の ている。今回の実験では対照群において,basal level
インスリン濃度を2.5,5,10,20,40,80,100,1000 ではO. 46±O.085,インスリソ100μU/ml刺激では
μU!mlと増量させると両群において明らかな糖代謝 O・・64±O・078であった。一方Dex.群ではそれぞれ
促進作用がみられるが,100μU/m1を越えると,その 0・42土0・105,0.62土0.124であり, Minemuraと
促進作用は飽和となる。この結果はRodbelll6)の成績 Croffordの報告に近い値と考えられる。また対照群
と一致する。イソxリン100ptU/m1濃度においては, とDex.群で〔U−14C〕−glucoseから14CO2,τ4C一総
14CO 2へのとり込みは,対照群34942±5631cpm/105 脂質への転換量の比には有意の差はみられなかった。
cells/h, Dex.群16522土4312 cpm/105cells/hとイ 1.ブドウ糖濃度の変化にたいするインスリ
ンスリンに対する反応は両群の間に有意の差(Pく ンの糖代謝促進作用 (図5)
0.01)が認められた。Basal levelとの相対比は,対 反応液中のブドウ糖濃度をO.1,10mMに変化させ,
照群で14.9倍,Dex.群で8.6倍と,インスリン100 イソスリン無添加と,100μU/m王濃度に添加したとき
μU/ml存在下ではDex.群で対照群に比較して約57 のブドウ糖酸化促進作用について検討した。 Basal
%のインスリン感受性の低下がみられた。 levelでは,各ブドウ糖濃度において両群の間に差は
1℃一総脂質へのとり込みは,ブドウ糖酸化に対する みられなかったが,イソスリン添加により0.lmMで
インスリソの促進作用と平行して変動し,basal level P<O.Ol,10mMでP<0.05の有意の差でDex.群
では両群の間に差はないが,各濃度のインスリン添加 のインスリン感受性の低下がみられた。
により,両群の間に有意の差(Pく0.01)が生じた 3.ブドウ糖濃度の影響 (図6)
(図4)。 反慈液中のブドゥ糖濃度を1.25,2.5,5,10,20,
〔U−−14C〕−glucoseから14CO 2,12・・総脂質への転換 40mM(〔U」4C〕−glucoseはブドウ糖1mMに対し,
量の比(14CO2:14一総脂質)はMinemuraとCrof− 0.1μCi/mlに添加)と変化させ,インスリンを添加
ford23)によると, basal levelでは0.39±O. 038,イ しないbasal levelにおいて両群のブドウ糖酸化を比
344 信州医誌 Vo1.26
ラット脂肪細胞のインスリン惑受性
6
P
旦
8
可
焉
マ
♀4
2
唇
’否
雪
唇
02
Control硅一Q
王
留
8
Dexamethasone H
ヨ
n=6
響
’「「
当レづ
lnsulsn (uUitml[/
0 2.5510204080100 1000
N・S・く0・01く。・。1<O・Ol〈0.01くO.Ol〈O.Olく0.Ol くO.OI P
Fig.4. Effects of various concentrations of insulin on 〔U−14〕−
glucose metabolism
陣」哩亙懸聾コ 「唖嚇i…三色
o・4. 4・
10‘opm
ilO5cePs
/10be¢lls
!h
!.h
の
o o,3.
9
3
l 4
2
.量
醤 o,2
/jl1−s
2
さ
8
訓 Lヒ
塁
田
8
1.
コ
¢ 0.1
1
6.
5、・・5 ←
う.
Co〔trol H
Dexamethasoneひ___●
tw,:i:,° 1°° .° 1°°巳翻1」!,。.e
[=6
PN・S・ ・...。・Dl N・S・ ..0・05 〔コ 、
一⊥一… 一一
n==6 1.252.5 5 10 20 40
Gluco50 cc・nctentrntion伽M)
Fig。5. Effects of glucose concentrations
on 〔U..14C〕_glucose ox至dation with Fig.6. Effects of graded concentrations
or wi亡hout added insし11in 」 of glucose on〔U−14C〕−gh見cose・oxi−
dation
較すると,ブドウ糖濃度10mMまでは両群の間に差
がみられないが,20,40mMの高濃度では軽度(P〈 て1型は8,7土2. 8mU/mg蛋白,皿型は46.8土12.6
0・05)の差がみられた。 mU/mg蛋白であり, Dex.群ではそれぞれ4.3土1.2
D.ヘキソキナーゼおよび脂肪合成系酵素 mU/mg蛋白,22.2土4. 5mU/mg蛋白であった。爾
の変動 (表1) アイソザイムともDex.群で,約÷の活性低下が認め
脂肪組織のヘキソキナービ活性は,対照群におい られ,とくに丑型は著しい(Pく0.001)活性低下を示
NQ.3, 1978 3ヰ5
渡辺知之
Table 1. Effect of dexamethasone on enzyme activities in the
adipose tissue
’ Control Dexamethason
n=6 n=6
Mean土SD Mean±SD P
Hexokinase I 8.7ニヒ 2.8 4.3土 1.2 く0.025
Hexokinase 正 46.8ニヒ12.6 22.2土 4.6 <:0,001
G麟灘鼎ate 11・1±2・・9・・±1・・<…1
Malate dehydrogenase 6.1±1.1 6,1±0,2 NS
(decarboxylating) (NADP)
(mU./mg. protein)
uM/ioscells
Dexame │s°ne 9・ −Dexa・:・h・s・ne
n=:55°
@ /
30
20
0.5
10
,/.
,t
一一lvg/ml−一一一一シEpinephrine log insulin cono・
(uU/ml)
Fig.7. A. G正ycerol re工ease B. Inhibition of glycero正
release
した。 は右への移行を示し明らかにインスリソの脂質分解抑
5炭糖リン酸回路脱水素酵素活性は対照群で11.1土 制作用における感受性の低下がみら乳た。
2.1mU/mg蛋白, Dex,群で9.5土1.2mU/lng蛋白と
Dex.群で有意(P<O、 01)の活性低下をみとめた。 V◆考 察
一方NAtDP+一リソゴ酸脱水素酵素活性には両群の間 グルココルチコイドを生体に投与することにより,
に有意の差はみられなかった。 脂肪組織や筋において糖利用を妨げ,肝において糖新
E.脂質分解抑制作用 (図7) 生を促進する結果,血糖値を上昇させ,また一方では
脂肪細胞からのグリセロール放出は,basal state 投与後きわめて早期に高イソスリソ血症をもたらすこ
では両群で差がないが,エピネフリソ鰻大刺激では, とはよく知られているax)本実Wtでもデキサメサゾンを
Dex.群で増加(PくO.・OI)を示した。 3日間投与後のラヅトにおいて,耐糖能異常,.高イソ
エピネフリン最大刺激によるグリセP一ル放出に スリン血症がみとめられた。
対して,インスリンを各濃度に添加したときの脂質分 この高インスリン血症の機序については,なお異論
解抑制作用について検討した。この抑制率(劾の のあるところで,これまでに2,3の可能性があげら
dose−response曲線は,図7. Bのごとく,Dex.群で れている。グルコ=ルチコイドは,末梢組織において
346 信州医誌 Vol,26
ラット脂肪細胞のインスリン感受性
イソスリンに拮抗的な作粥をもっている。Marcoら みている!o)12)”15)。しかし今回のin vivo−in vitro
as)は,この拮抗作用による末梢のインスリソ感受性の 実験では,膜透過レベルの障害は,前述のOIefsky15)
低下が血糖上昇を介して,代償的なインスリソ分泌増 の結果と照し合わせると,グルココルチコイドをin
加をきたすとしている。一方PerleyとKipnins26) vivoに投与したときにみられる膜透過レベルの障害
は,人にグルココルチコイドを投与すると,投与前後 は,インスリンの脂肪細胞膜への結合の低下による二
で血糖値は不変であるが,」血中イソスリンは飛躍的 次的な結果である可能性も否定できない。
に高値をとることを報告しており,またMalaiseと ヘキソキナーゼは解糖系の律速酵素として,またそ
MalaiSe−−Lague27)}X in vitroの実験で,グルコー=ル のアイソザイムの変動は糖代謝調節に特異的な役割を
チコイドが直接膵B細胞に働ぎかけ,イソスリソ分泌 はたしていることが知られている29)。アイソザイムに
刺激に対する感受性を高めるとしている。 は1,皿,M, W型の4種が知られており,肝臓にお
デキサメサゾン投与により,図3,4のごとく,生 ける】y型(グルコキナーpビ)を除けば,とくに皿型の
理的濃度のみならず非生理的高濃度のイソスリソeeよ 活性は組織のイソスリソ感受性と密接な関係があり,
っても,ブドウ糖酸化,脂質合成促進作用に対する脂 絶食,ストレプトゾトシン糖尿病ラットで著しい活性
肪細胞のイソスリン感受性の低下がみられた。 低下が認められることが報告されている30)u本喫験で
イソxリンが脂肪細胞の糖,脂質代謝におよぼす作 も,総ヘキソキナーゼの活性低下のみならず、とくに
用機構は,ホルモンの膜への結合(レセプター),ブ ll型の活性が著しく低下していたことは,グルココル
ドウ糖のリン酸化,解糖系,TCAサイクル,5炭糖 チコイド投与による脂肪組織のイソスリソ感受性低下
経路など,各ステップが相互に関連して脂肪細胞全体 には,ブドウ糖のリソ酸化の段階も一つ重要な律速段
の代謝調節がなされていると考えられる。 階として関与Lていると考えられる。
グルココルチコイド投与による細胞膜レセプターの このヘキソキナーゼが生体内組織のイソスリン感受
変動に関して・Olefskyi5}は・デキサメサゾンを急性, 性において重要であるということは,次のような報告
慢性にラットに投与し,その副繋丸脂肪細胞のインス からも麦持されている。すなわちヘキソキナーゼは,
リンレセプターの変動を検討し報告している。急性投 グルコースー6一リン酸にょり非競含的阻害をうけ,ま
与では,レセプターの数の減少を認めたが,慢性投ゲ た可逆的に細胞膜へ結合するとされており,このこと
では・レセプターの数の正常への回復を認めた。一一fi がイソスリン作用のカギになっていることが知られて
同時におこなった肝細胞膜のレセプターでは,急性, いる31)。またKarpartin32)は,結合型ヘキソキナー一
慢性投与どちらにおいても減少を示し,急性慢性実験 ゼのグルコースー6一リン酸にに対するKiは,可溶性
によるインスリンの標的細胞における感受性の一様で のそれより3倍高い二と,結合型ヘキソキナーゼがこ
ないことを報告している。 の酵素にとって生理的に活性な型であることを報告
脂肪細胞におけるブドウ糖の膜透過は,担体によっ し,さらにBernsteinら20)は,筋肉などでは大部分
ておこなわれる受動輸送・すなわち促進拡散であり, が可溶性であるが,脂肪組織では皿型の約÷が結合型
インスリンによって促進をうけることが知られてい であり,1型には結合型は見い出されなかったことを
る。反応液中のブドウ糖濃度が0・5mM以下になる 報告している。
と・ブドウ糖の酸化の律速段階がブドウ糖の膜透過レ 脂肪合成に必要な補酵素の産生系として,5炭糖リ
ベルとなるため,発生するユ4CO2を測定することは, ン酸回路脱水素酵素, NADP+−vン:1’酸脱水素酵素
間撞的にブドウ糖の膜透過速度を測定することにな は,脂肪酸合成の律速酵素と考えられており,脂肪合
るca)。本実験において,ブドウ糖濃度0・1mMにおけ 成系と平行して変化する。これらの酵素はホルモン条
るイソスリンの膜透過促進作用は,デキサメサゾン群 件,栄養状態,遺伝的肥満症などで脂肪酸合成速度の
で著しく低下していた。このことは,ブドウ糖の膜透 変動と対応して一一・f9に変化するとされている鋤。今回
過レベルにおける障害が,グルココルチコイドによる の実験では,デキサメサゾン投与後3日目において,
インスリン抵抗性の一つの律速段階であることを意味 前者はDex,投与群で有意の活性低下がみられたが,
していると考えられる。in vitre実験系におけるグ 後灌}は対照群と有意の差はみられなかった。
ルココルチコイドの糖代謝抑制作用は,膜透過レベル 脂肪細胞に貯蔵されているトリグリセライドは,
における障害と考えられており,大方の意見の一致を cAMP dependent protein kinaseの作用で活性化を
No.3, 1678 347
渡 辺 知 之
うけるリパーゼにより1脂肪酸とグリセロールに分解 作用について観察し,脂肪組織の解糖系律速酵素の’、
される。水解されたグリセロールは,脂肪組織におけ キソキナーゼ,そのアイソザイムおよび脂肪台成系酵
るグリセロキナーゼの欠如により再エステル化をうけ 素との相関について検討した。
ないとされている。このグリセロ・・一ル放出を脂質分解 2)デキサメサゾン投与群では耐糖能異常また高イ
の指標としてみると,basal leve!における脂質分解 ソスリン血症がみられた。
では両群の間に差がないが,エピネフリン刺激による 3)インスリンにょるブドウ糖酸化,脂質台成促進
脂質分解では・Dex・群で有意の高値を示した。この 作用はbasal levelでは有意の差はみられないが,イ
成績は,グルココルチコイドの脂肪動員に対する[許 ンスリソにょるその促進作用は生理的濃度のみなら
容効果」によるものと考えられるaすなわちShafrir ず,非生理的高濃度においてもデキサメサゾン群で有
とKerperisS4)らは,ラットの副睾丸脂肪組織を用い 意の低下がみられた。またブドウ糖濃度0. lmMにお
たin vitroの実験結果から,エピネフリンによる脂 け・るイソスリンの膜透過促進作用においても同様の結
肪組織からの脂肪酸とグリセロールの放出が,コルチ 果がえられた。
ゾール処理によってともに増強され,コルチゾール単 4)デキサメサゾン群でヘキソキナーゼ活性の低下
独ではほとんどその効果のないことを示した。同様の がみられ,とくに皿型の著名な活性低下がみられた。
現象はin vivo実験においても認められている35)。 また脂肪合成系の律速酵素である5炭糖リソ酸回路脱
このようにグルココルチコイドは他のホルモソ,とく 水素酵素活性は,デキサメサゾン群で有意の活性低下
にカテコールアミソやグルカゴンに対して応答しやす がみられたが,NADP+一リソゴ酸脱水素酵素活性に
い状態に組織を維持する作用があることが知られてお は変動はみられなかった。
り,この作用はグルココルテコイドの「許容効果」と 5)デキサメサゾン群では,エピネフリン刺激によ
よばれている。 る脂質分解は充進していた。一方イγスリンの脂質分
インスリソによる脂質分解抑制作用は,Dex.群で 解抑制作用に対する感受性は低下していた。
相対的な感受性低下を示していた。このインスリンの 6)以上の結果から,臨床的薬埋量に近いデキサメ
脂質分解抑制作用の機序についてはなお確立されてい サゾンを3日間ラットに投与することにより,その副
ないAdenylate cyclaseの阻害36)とPhosphodie一 畢丸脂肪細胞において,インスリンによるブドウ糖
steraseの活性化37)の2説があり,少なくともインス 酸化,脂質合成促進作用,脂質分解抑制作用にたいす
リンの糖代謝促進作用とは異なる機序で作用している る感受性の低下がみられた。その機序として,ブドウ
ことが明らかとなっている。今圃の実験において, 糖の膜透過,およびリン酸化,5炭糖リソ酸回路の
Dex。群でインスリンの脂質分解抑制作用に対する感 酵素系の変動が大きく関与していることが明らかとな
受性の低下がみられたことは,Adenylate cyclase一 った。また脂質分解抑制作用に関与するAdenylate
cyclic AMP系の変動を示唆する所見と思われる。 cyclase−cyclic AMP系の変動も示唆された。
脂肪組織は生体全体のブドウ糖の代謝回転の5%に
賃献しているにすぎないという報告があるzz)。グルコ 本論文の要旨は,昭和52年5月第20回日本糖尿
コルチコイドのもたらす末構組織のイソスリン抵抗性 病学会総会において発表した。
は,脂欄のみな・ず・働・いは㈱・闘 灘織繊甚翼犠製響魁
るところが多く,Olefskyls)の報告}こみられるレセプ に,御協力をいただいた糖尿病班の諸氏に感謝の
ターの闇題,ヘキソキナーゼおよびそのアイソザイノ、 意を義します。
の変動等の生体内各組織にみられる感受挫の異動は,
今後注目されるところである。 文 献
1)Archer, J. A., Gorden, P, and Roth, J,:
VI・結 論 D,fect i。 i。、。li。 bi。di。g t。 recept。,, i,
1)臨床的薬理箪に近いデキサメサゾンを3日間ラ obese man, J. Clin, Invest.,55:166−174,
ットに投与し,耐糖能,血中インスリン値の変化を観 1975
察した。またその副睾丸脂肪細胞のインスリン感受性 2)Reaven, G, M, Bernstein, R., Davis, B, and
を,ブトウ糖酸化,脂質合成促進1乍用,脂質分解抑制 Olefsky, G, M.:Nonketotic diabetes mellitus
348 信州医誌 Vol.26
ラット脂肪細胞のインスリン感受性
:ins面n deficiency or insulin resistance ? sone on adipose tissue metabolism in vitro.
Amer.」. Med.60;80−88,1976 J. End㏄r.,39;329−343,1967
3)Larsson, B, Bj6rntorp, P・, Holm, J”Schers− 13)Czech, M・P・and Fain・J・N・:Antagonism of
ten, T., Sj6strδm, L. and U.;Adipocyte me− insulin actiQn on glucose metabolism in
tabolism in endogenous hypertriglyceride− white fat ce11s by dexa斑ethasone. Endo−
mia. Metabolism,24:1375−1389,1975 crinology,91二518−522、1972
4)Kahn, C. R,, Neville, D. M and Rothl J.: 14)Livingston, J. N. and Lockwood, D. H.:Ef−
Insulin−receptor interaction in the obese− fect of glucocorticoids on the giucose trans−
hyperglycemic mouse・J・Bio1・Chem”248: port system of isoia亡ed fat cells・J・Clin・
244−250, 1973 1nvest.,56:1499−1508,1975
5)Cristophe,」., Jeanrenaud, BりMayer,」. and 15)Olefsky, K M、:Effect of dexamethasone on
Renold, A. E.:Metabolism in vitro of adi− insulin binding, glucose transport and glu−
pose tissue in obese−hyperglycemic and cose oxidation of isolated rat adipocytes・」・
goldthloglucose−treated mice, J. Bio1. Chem” Clin。 Invest”56;1499−1508,1975
236:642−652,1961 16)Rodbell, M.:Metabolism of isolated fat cells、
6>Amaturda, J. M., Livingstone,」. N, and 1. Effects of hormones on glucose metabo−
Lockwood, P. H,;Insulin receptor:Role in Iism and lipolysis.」. B三〇1. Chem”239:375−
the resistance of human obesity to insulin. 380, 1964
Science,180:264「266,1975 17)Dole, V. P.:The relation between non−ester−
7)Czech, M. R, Richardson, D. K. and Smith, ified fatty acid in plasma and the metabo−
C.J。:Biochemical basis of fat cell insulin lism of glusose.. J. Clin. Investり35:150−
resistance in obese rodants and man. Me− 154,1956
tabolism,26;1057−1078,1977 18)Lamberts, S. W、 J., Timmermans, E A. T.,
8)Kiddie, M. T。, Jasani, M,1(,, Buchanan, K. Blankestignl M K. and Binkenhager, J. C.:
D.and Boy!e, J. A.:The relationship be− The mechanism of the potentiating effect of
tween glucose tolerance, plasma insulin and . glucocorticoids on catecho王a凱in−induced li−
glucocorticoids therapy in patients with polysis. Metabo豆isml 24:681−689,1975
1’11eulnatoid arthritis. Metabolism,17:730− 19)Hirsh, J. and Gallian, E.:Methods for the
739,1968 determination of adipose cell size in man
9)Serrans, R., Hawkins, F.,G. and Escor, F. and animals. J. Lipid Res.,9:110−119,1968
M.lInsulin secretion ln addisons disease, 20)Bernstein, R. S., Kipnins, D. M. and Mis−
effect of hydrocortisor1.e treatment. Hormon. souri, H。;Regulation of rat hexokinase iso−
Metab, Res.,6:17−26,1974 enzymes. Diabetes,22:913−922,1973
10)Fain, J. N., Scow, R.0. and Chernick, S, S, 21)Kornberg, A. and Horecker, B. L.:In“Me−
:Effects of glし!cocorticoids on metabolism thods in Enzymology I”, pp.323−332, Coレ
of adi1〕ose tissue in vitro, J, Biol. Chem., owiぐk, S. P. and Kaplan, N.0, Academic
238:54−58,1963 Press、 New York,1955
n)01efsky,」. M, Johnson, J., Liu, F., Jen, P. 22)Ochoa, S.:In“Methods in Enzymology Iダ,
and Reaven, G. M.:The effects of acute pp.739−753、 Colowick, S. P. and Kaplan, N.
and chronic dexamethasone administration O. Academic Press, New York,1955
0n insulin binding to isolated rat llepatocytes 23)Minemura, T. and Crofferd,0。 B.:Insulin−
and adipocytes. Metabolism,24:517−527, receptor interaction in isolated fat ce11s. J.
1975 Bio1. Chem.,244:5158−5188,1969
12)Yorke, R. E,:The influence of dexametha− 24)Kitabuchi, A. E., Jones, G, M。 and Duck一
No・3, 1978 349
渡辺知之
worth, W. C。:Effect of hydrocortisone and £5)Corbin, J. D. and Park, C. R.:Permissive
cortico乞ropine on glucose−induced insulin effects of glucocorticoids on lipolysis in
and proinsulin secretion in man, J. Clin. . adipose tissue. Fed, Proc.,28:702,1968
Engocrinol.&Metab.,37:79−88,1973 36)Hepp, K. D., Menaham, A. and Wieland,0,二
25)Melani, M, J., Goberna, F., Rott, R. and On the role of 3ノ.5’−cyclic AMP phospho−
Peiffer, W. H.:Einfluss der Prednisolonbe− diesterase in insulin action on rat llver and
handlung auf die insulinsekretion der ratte。 adipose tissue. Hormo. Metab。 Res.,1:93−
Diabetologia,4:365−373,1968 94,1969
26)Perley, M. and Kipnins,:Effect of glucocor− 37)Manganiello, V. and Vaughan, M.:An effect
ticQids on plasma insulin, New Engl. J. of insulin on cycllc adenosine 3ノー5ノーmono−
Med.,274:1237−1242,1966 phosphate phesphodiesterase activity in fat
27)Malaise, W. J. and Malaise, L。;Inuslin se− cells. J. Biol. Chem.248:7167−7170,1973
cretion in vitro by pancreatic tissue from 38)Rabinowity, D.:Some endocrine and me{a−−
normal adrenalectomized and cortisoltreated bolic aspects of obesity. Ann. Rev. Med.21
rats、 Proc. Soc. Exp. Bio1.&Med,,124:924 :241−258,1970
−928, 1967
28)Crofford,0. B. and Renold, A!E.:Glucose
uptake by incubated rat epididy!nal adipose (53。6,15 受稿)
t量ssue. Rate limiting steps and site of insu− ・
1in action. J. Bio1, Chem,,240:14−21,1965
29)Katze皿, H. M.:The multiple forms of mam−
malian hexokinase and their significance to
the action of insulin. Adv. Enz. Reg.,10:
335−356, 1972
30)Katzen, H, M.:The effect of diabetes and
insulin in vivo and vitro on a low I(m
form of hexokinase from various rat tissue、
B量ochem. Biophys. Res. CQmm.、24:531−536, 幽
1966
31)Hernandez、 A. and Crane, R, K,:Association
of heart hexokinase with subcellular struc−
ture, Arch. Biochem、 Biophys.,113:223−
229, 1966
32) Karpartin, S.:Soluble and part董culate hexo−
k垣ase of frog skeletal muscle. J. Biol.
Chem.1242二3525−3530,1967
33)Gibson, D. M, Lyons, R, T., Scott, D, F. and
Muto, Y.:Synthesis and degradation of the
lipogenic enzymes of rat Iiver。 Adv. En−
zyme. Regu1.10:187−204,1972
34)Shafrir, E. and Kerperis.:Fatty acid ester−
if至cation and release as related to the car−
bohydrate metabolism of adipose tissue.
Arch. Biochem. Biophys.105:237−246,1964
350 . 信州医誌 VoL 26