インシュリンの分泌のためのマスターの制動機としてカルシウム

カルシウムは骨の構造成分よりもはるかに多くあります。それは、生理学的プロセスの広範な配列をオーケストラにする重要な細胞内メッセンジャーです。その最も重要な役割の中には、膵β細胞からのインスリン分泌の規則とターゲット組織のインスリンのその後の作用があります。カルシウム処理の中断は、タイプ2糖尿病および他の代謝障害の病因に対する重要な貢献者として認められています。このことは、その細胞の探索およびその作用の作用を提供します。カルシウム処理の分裂は、カルシウム処理の分裂は、タイプ2糖尿病および他の代謝障害の病因に対する重要な貢献者として認められています。この成分は、その作用の作用を分析し、その作用を促進します。

膵臓のベータ細胞は、血液グルコースレベルを感知し、比例するインシュリンリリースで応答するように絶妙に調整されています。このカスケードの中央イベントは、細胞内カルシウム濃度の上昇であり、これは直接、インシュリン含有分泌顆粒の排泄物を引き起こします。このカルシウム信号なしで、グルコース刺激インシュリン分泌物は事実上廃止され、その非赤外の役割を強調します。

グルコース代謝と電気的興奮性

血糖が食事の後に上昇すると、グルコースはGLUT2トランスポーターを介してベータ細胞に入り、グリコリシスと酸化リン酸化を受けます。 ATP / ADP比の結果として生じる増加は最初の重要なステップです。 細胞エネルギーの状態のこの変化は、ATPに敏感なカリウムチャネル(K)]チャネルを閉じ、カリウムの変化を防ぎます。 細胞エネルギーの含有量が約70Vに変化する可能性があることを確認するには、この分極性カリウムチャネルを低下させます。

重要なポイントは、K]ATP[チャネルは、直接膜の透過性に細胞燃料の状態を結合する代謝センサーとして機能する。 スルフォニーレア薬は、タイプ2糖尿病で広く使用し、これらのチャネルを閉じて働き、それによって、膜を偏光し、グルコースレベル独立してカルシウムインフルクスを開始する。 このメカニズムは臨床的に有効であるが、過小胞化した場合、低血症につながることができます。

電圧上塗を施してあるカルシウム チャネルの中央役割

膜偏光は、主にL型CV1.2およびCV1.3チャネル、またT型およびP/Q型チャネルを、電圧依存性カルシウムチャネル(VDCCs)を活性化します。これらのチャネルの開口部は、急激な細胞カルシウムの流入を急激に抑え、急な電気化学的勾配を低下させます。このサージは、インシュリン顆粒症の主トリガーとして機能します。 [[FlucLT:0]L型カルシウムは、特に分泌物が分泌される細胞の分岐に及ぶ細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の注入が、および分泌物に及ぼす。[Flucは、または分泌物は、または分泌物に分泌する細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞

異なるVDCCサブタイプは、異なるキネティック特性に貢献します。 すぐに開い、ゆっくりと活性化するキャビ1.2チャネルは、より負のポテンシャルでアクティブにし、それらを小さな偏光に敏感にします。 対照的に、T型チャネルは、一時的なオープンし、バーストファイリングパターンに貢献します。 これらのチャネルサブタイプの調整された活性は、分泌物の出力を最適化するカルシウム発振を生成します。

腐食およびカルシウム センサーの機械類

嚢胞性カルシウムの上昇は、過酸化機械で機能します。カルシウムは、インシュリン顆粒の表面にシナプトタグミンタンパク質に結合し、血漿膜と顆粒膜の融合を促進します。このプロセスは、血流にインシュリンを解放します。排泄物の効率は、カルシウム発振によってさらに調整され、その周波数は、分泌反応の強さをコードします。 [FLT] およびそれらが維持することを可能にする[FLT]: より効果的に放出される。

Synaptotagmin-7はベータ細胞の速いインシュリンのexocytosisのための優勢なカルシウム センサーです。シンプトタグミン7を欠いているマウスは厳しく最初のフェーズのインシュリンの分泌およびグルコースの不耐症を損なうショーを欠きます。一方、他のシンプトタグミンはより遅く、支えられた解放に貢献します、exocytotic機械類が複数のレベルで高度に専門的、カルシウム依存していることを示します。

増幅経路とカルシウム

直接トリガーを超えて、カルシウムはまた、分泌反応を高める増幅経路を活性化します。カルシウム依存性アデニルサイクラーゼは、タンパク質キナーゼAとEpacタンパク質を介して過酸化物症を強力に活性化する循環型AMPを生成します。カルシウムはまた、タンパク質キナーゼCと分離型キナーゼIIを活性化し、その両方のリン酸基タンパク質を濾過します。このフィードフォレンジは、強固な効果をもたらすモードも保証します。

細胞内カルシウム店とベータ細胞ホメオステアシス

細胞外空間からのインフルエンザを超えて、細胞内貯留からカルシウム解放 - 主に子宮内膜網膜活性剤(ER) - また、インスリン分泌およびベータ細胞生存に貢献します。 ERは、動的カルシウム貯水剤として機能します。 グルコースやアセチルコリンなどのアゴニストは、イノシトールトリスリン酸塩受容体(IP3R)およびリノジン受容体、カルシウムを隔離する。

ERカルシウム濃度(〜500μM)は、シトゾル酸カルシウム(〜100 nM)よりも大幅に高まり、急速に動員することができる急勾配を作成します。 このストアは、カルシウム誘発カルシウム放出(CICR)のプロセスを介して動作し、小さな初期カルシウムのインフラックスは、ERからさらなるリリースをトリガーし、信号を増幅します。 このメカニズムは、グルコース刺激されたベータ細胞で観察される振動パターンを基礎としています。

ERカルシウムの動的およびプロインシュリンの折る

ERカルシウム濃度は、プロインシュリンを含む適切なタンパク質の折りたたみのための狭い範囲内で維持されなければなりません。ベータ細胞が慢性の高血糖または毒性に被るとき、ERカルシウムストアは枯渇し、展開されていないタンパク質反応(UPR)をトリガーすることができます。 延伸UPR活性化はベータ細胞の機能とアポトシスに貢献し、タイプ2糖尿病への進行を加速します。 したがって、TATATA細胞内のカルシウムホメオステアは、細胞の欠乏症に寄与します。

ER カルシウム結合タンパク質 カルネキシンは、悪性タンパク質の適切な折りたたみを支援します。ER カルシウムが低い場合、カルネキシン機能は損なわれ、誤ったプロインシュリン蓄積につながる。これは、初期にカペラインタンパク質を調節し、タンパク質合成を遅くすることによって、ホメオステアシスを回復しようとする UPR をトリガーします。しかし、UPR 活性化は、CHOP と JNK 経路を介してアポトーティック信号につながります。

ミツトコンドリアカルシウムの取扱い

ミトコンドリアは、高嚢胞カルシウムの期間にカルシウムを摂取し、緩衝システムとして作用します。 摂取量は、ミトコンドリアカルシウムユニポーター(MCU)を介して発生します。 この摂取量は、クレブスサイクル酵素と酸化リンを刺激し、ATP生産とインシュリンの需要を結合します。 しかし、ミトコンドリアカルシウム過負荷は、アポトーシスとインペアβ細胞機能を引き起こす可能性があります。 緩衝とインプラントの代謝と2種類の代謝を阻害するバランスは、および1つのタイプの代謝を抑制します。

最近の研究では、β細胞がMCUの発現を低下させ、ミトコンドリアカルシウムの摂取量を損なうとともに、ATPの生産量を減少させていると示しています。これにより、ATPインペアK]ATP[チャネル閉鎖、さらにカルシウムインフルエンザおよびインシュリン分泌を増加させる悪循環が生まれます。ミトコンドリアカルシウムを修復すると、潜在的な治療対象物が代表されることになります。

インスリンシグナル伝達とグルコースアップテークのカルシウム

分泌されると、インシュリンはターゲット細胞の受容体に結合します-骨格筋、脂肪組織、およびレバー--グルコースの取入口および貯蔵を促進するため。カルシウムイオンはインシュリンの作用のカスケードの複数のステップの秒のメッセンジャーとして機能し、応答の強度そして持続期間を影響します。

カルシウム-インシュリンカスケードのデンペンデント・ノデ

インスリン受容体活性化は、IRSタンパク質、PI3K、およびAKTを含むリン酸化カスケードをトリガーします。 Akt活性化は、細胞膜へのGLUT4グルコーストランスポーターの移送につながります。 細胞内カルシウムレベルはこのプロセスを調節します: 一時的なカルシウム上昇はPI3K活性とAKtorylationを高め、異常なカルシウム濃度は、障害を阻害することができます。 Calc-dec:Kalt-Kalt-Kalidere-K]は、例えば、Caktorylationを、Ca(リン酸)、Ca)を、例えば、Ca(リン酸)、Ca(リン酸)、および、Ca(リン酸)、(リン酸)、(リン酸)、(リン酸)、および、(リン酸)、および、および、(リン酸)、および、(リン酸(リン酸(リン酸)、(リン酸(リン酸)、(リン酸)、(リン酸)、(リン)、(リン)、(リン酸(リン)、(リン)、(リン)、

具体的には、カルシウム信号は、インシュリン信号の持続時間を制御するいくつかのタンパク質リン酸酵素の活性を調節します。 Calcineurin、カルシウム-カルモーリン依存リンアターゼ、脱リンおよび非活性剤Aktの活性、負のフィードバック機構として機能します。 したがって、カルシウムは、その気道パターンと濃度に応じて、増幅器とインシュリン反応の変調器として機能します。

GLUT4 トランスロケーションは、Calcium 入力を要求します

プラズマ膜へのGLUT4のベジクルの移動は、インシュリンシグナル伝達とカルシウム信号の両方の調整された作用を必要とします。 筋肉細胞では、収縮誘発カルシウム解放とインシュリン刺激カルシウムインフラックスの合成物は、細胞内コンパートメントからGLUT4の検索を促進します。 研究では、細胞内カルシウムのブラントをケラさせると、最大40%までのインシュリン刺激グルコースが、このプロセスの非破壊的なカルシウムの要件を実証する。

複数のカルシウム感受性のタンパク質はGLUT4の転置に関与しています。GLUT4のベジクルドッキングを容易にする小さなGTPase Rab10は、カルシウム依存性グアニン核化交換因子によって活性化されます。さらに、モータータンパク質myosin Vaは、作用フィラメントに沿ってGLUT4のベジクルを輸送し、カルシウムの活性化が必要です。カルシウムとインシュリン信号のこの統合により、グルコーストアップはホルモンと契約の要件の両方に一致していることが確認されます。

肝臓と脂肪組織のティッシュインシュリンアクションのカルシウム

肝細胞では、インシュリンはグルコネジェネシスを抑制し、グリコゲン合成を促進します。 肝臓のカルシウム発振は、リングリコゲンシスおよび他の転写因子をリン酸化カルシウム依存性キナーゼの活性化によって、これらのプロセスを調節します。 脂肪組織では、カルシウム信号は、グルコースの摂取量と脂質の両方の影響によるインシュリン感度に影響を及ぼします。 細胞内の活性剤カルシウムの増加、およびPSL-1の活性化を促進することができます。

マウスのカルシウムチャネルOrai1のAdipose固有のノックアウトは、インシュリン感度を高め、脂肪組織炎症を減少させ、店舗運営チャネルを介してカルシウムが肥満を認めるインシュリン抵抗に貢献することを提案します。 この組織固有の効果は、代謝規制におけるカルシウム信号の複雑性を強調します。

中断されたカルシウムHomeostasisおよびインシュリンの抵抗

絶縁抵抗、タイプ2糖尿病の角、インシュリンに反応するターゲット組織の希釈能力によって特徴付けられます。 新興証拠は、変化したカルシウムの処理を静脈要因として複雑にします。 脂肪細胞およびマイスターの上昇したシトゾルカルシウムは、複数のポイントでインシュリン信号を破壊することができます。

サイトゾル酸カルシウム過負荷とセリンキナーゼ活性化

慢性的に高い細胞内カルシウムは蛋白質のキナーゼC (PKC)および他のセリンのキナーゼを活動化させます。これらの酵素はIRS蛋白質の塩基の残余をリンリレートします、それは副鼻腔の受容器によってチロシンのリンリレーションを根本的に禁止します。この否定的なフィードバック ループは下流の信号のtranslocationを減らします。肥満では、副鼻のティッシュの細胞カルシウムの増加は、より高いレベルのpKaceulinの抵抗と関連しています。

メカニズムは、従来のPKCの隔離(α、β、γ)のカルシウム依存活性を伴います。これは、活性化のために糖尿病およびカルシウムを必要とする。脂質過負荷の状態で、ジカチロールは細胞膜に蓄積し、PKCの活性化はカルシウムにさらに敏感になります。脂質とカルシウム信号間のこの相乗症は、代謝症候群のインシュリン抵抗の重要なドライバーです。

ビタミンDは、カルシウム-保湿因子として

ビタミンDは、カルシウムホメオステアシスのマスターレギュレータであり、その欠乏はインシュリン抵抗とベータ細胞機能障害にリンクされています。活性ビタミンD(カルシトリオール)は、ベータ細胞および筋肉のVDR受容体に結合し、カルシウムのインフラックスを高め、インシュリン分泌および感度を改善しました。エピデミオロジックデータは、より高い血清25-ヒドロキシビタミンDレベルを持つ個人が30〜40%の低用量で糖尿病を増加させることを示唆していますが、ビタミンCの摂取量と混合された結果は、ビタミンDのみを組み合わせています。

ビタミンDは、インシュリンシグナル伝達を妨げる炎症性シトキネを直接抑制し、インシュリン受容体およびターゲット組織におけるGLUT4トランスポーターの発現を増加させます。 VDR遺伝子のポリモルフィズムは、変更された糖尿病リスクに関連しており、さらに機械的役割を支持しています。 最適ビタミンDステータスは、適切なカルシウム媒介作用に必要な可能性があります。

マグネシウムとカルシウムマグネシウムバランス

Magnesium is a natural calcium antagonist. Low magnesium levels are common in diabetes and exacerbate insulin resistance by permitting unopposed calcium entry into cells. Clinical trials have demonstrated that magnesium supplementation improves insulin sensitivity and glycemic control, partly by restoring normal calcium signaling. Dietary strategies that maintain a high magnesium-to-calcium ratio may be beneficial.

細胞レベルでは、マグネシウムは、その選択性フィルターに結合し、カルシウムフラックスを減らすことによってカルシウムチャネルを調節します。 Hypomagnesemiaは、L型チャネルおよびNMDAの受容器を通して強化されたカルシウムインフルエンザに関連付けられ、インシュリン抵抗および管の機能の促進を促進します。 マグネシウムはまた、六角形の新陳代謝に関与する酵素のためのコファクタとして機能します。 そのような六角形のおよびインシュリンの受容器のチロシンのキナーゼ、代謝の別の層を加える。

治療的および食道的考慮事項

カルシウムの2つの役割をインシュリン分泌と作用で理解することは、薬理的介入のためのいくつかのアベニューを開きます。 しかし、カルシウムのシグナル伝達はユビキタスであるため、治療戦略は、悪性心血管や神経効果を避けるために組織の特異性を達成する必要があります。

カルシウムチャネルの変調器およびメタボリック効果

L型カルシウムチャンネルブロッカー(CCB)は、高血圧のために広く使用されています。 彼らはベータ細胞のカルシウムインフルエンザを減らし、理論的にインシュリン分泌物を引き起こす可能性がありながら、臨床研究は、一般的にはニフェダイパインのCCBとグリセム制御の悪化を示すものではありません。 一部のエビデンスは、CCBが実際に細胞中のカルシウム過負荷を軽減することにより、周辺組織のインスリン感度を向上させることができることを示唆しています。 [FLTL-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z-Z

ニフェディパインは、例えばベータ細胞と滑らかな筋肉のL型チャネルをブロックしますが、グルコースホメオステアシスに対する純効果は、ほとんどの患者でニュートラルです。ベラパミルのような非ジヒドロピリジンCBBは、いくつかの研究で改善された糖質インデックスに関連しています。潜在的にパンクレアチンカルシウムセンシングやインスリンクリアランスに関する追加の効果を介して。

薬物ターゲットとしてのカルシウムセンシング受容体

カルシウムセンシング受容体(CaSR)はベータ細胞に発現し、細胞外カルシウムに反応します。 CaSRの陽性アレルギー調節剤は、前方モデルのグルコース刺激インシュリン分泌を強力に摂取するために示されています。 酢酸、高分子性症に使用されるCaSRアゴニストは、タイプ2のインシュリン分泌物に効果を調べています。 しかし、腎臓および用量の最適化に関する懸念は、骨の最適化が必要です。

CaSR の活発化はまたアルファ セルからのグルコゴンの分泌を調節し、ある証拠はそれが GIP および GLP-1 解放の効果によってincretin 軸に影響を与えるかもしれないことを提案します。 インシュリンおよびグルコゴンの規則の二重役割は CaSR に新陳代謝疾患のための魅力的で、複雑なターゲットをします。

食道カルシウムパターンと糖尿病リスク

観察研究は、食餌療法カルシウムとタイプ2糖尿病の発生率の関係を調べました。 将来のコホート研究のメタ分析は、対照的な相関関係を発見しました。 高カルシウム摂取量(乳製品から主に)の個人は、糖尿病を発症する9〜14%のリスクを低下させました。 乳清カルシウムは、おそらくペプチドやビタミンDなどの他の生体活性成分に起因するサプリメントカルシウムよりも有益です。 しかし、過剰なカルシウム補充(> 1500 / mg / mg)は、リスクの増加を増加しました。 尿素因は、Uovaは、Uovamayの関連性疾患のリスクの増加を示唆しました。

ヨーグルトやチーズなどの発酵乳製品は、腸の微生物叢やブドウ糖代謝に対する効果によって、追加の利点を補う可能性があります。 乳製品や野菜からカルシウムが豊富であるDASHダイエットは、ランダム化試験の改善インシュリン感度に関連しています。 カルシウムの食品添加物は、高用量サプリメントに関連付けられているリスクなしでカルシウムの代謝の利点をサポートする栄養素のマトリックスを提供します。

カルシウム補充試験と矛盾

ランダム化制御試験は、糖尿病予防のためにだけカルシウム補充をテストしました。 女性の健康イニシアティブは、7年以上経過したインシデント糖尿病に対するカルシウムプラスビタミンDの恩恵が見つかりませんでした。 これは、研究者がカルシウム曝露のコンテキスト - 食品対隔離サプリメント - その代謝作用を調節することを提案しました。 乳液が豊富な食事パターンに焦点を当てることは、実用的な勧告を残します。

メタアナリシスは、 []] 臨床栄養] で公表されたメタアナリシスは、カルシウム摂取量と糖尿病リスクの不利な関連付けが、サプリメントよりも乳製品に対してより強くなることを確認しました。 カルシウム摂取量のタイミングは重要であるかもしれません。 食事と一緒に摂取したカルシウムは、他の栄養素との相互作用を通じてグルコース代謝に影響を高めるかもしれません。

コンテンツ

カルシウムは、周辺組織における膵ベータ細胞およびインシュリン作用からのインシュリン分泌の必須規制です。その役割は、VDCCを介して排泄物をトリガーし、GLUT4の転位とインシュリンシグナル伝達カスケードを調節するから及ぼす。カルシウムホスタシスの調節 - 食餌療法の欠乏、ビタミンDの不全、または細胞貯蔵の枯渇から、これらの成分は、カルシウムの含有量や栄養素の摂取量を抑制し、これらの成分を抽出し、カルシウムの摂取量を促進します。

マグネシウムやビタミンDなどの他の代謝経路とカルシウムの相互作用の統合は、代謝の健康への全体的なアプローチの必要性を強調します。 適切なバイオマーカーを持つターゲットカルシウム調節剤を使用して大規模な臨床試験は、因果性を確立し、臨床的慣行を導く必要があります。 糖尿病を超えて、代謝制御におけるカルシウムの役割を理解することは、心臓血管疾患、骨粗鬆症および他の慢性疾患への接続を緩和することもあります。

  • L型チャネルによるカルシウムインフラックスは、ベータ細胞におけるインシュリン顆粒症の主力トリガーです。
  • 細胞内カルシウムの発振は、インシュリンの放出を持続させるのに安定したレベルよりも効果的です。
  • ERカルシウム枯渇は、β細胞のアポトーシスと2型糖尿病の進行に貢献します。
  • カルシウムは、インシュリンシグナル伝達カスケードとGLUT4トランスロケーションの完全活性化に必要です。
  • 筋肉および脂肪のシトゾリンカルシウムの慢性の高度はIRS蛋白質のセリンのリン酸化によってインシュリンの抵抗を促進します。
  • ビタミンDの状態は、カルシウムの処理とインシュリン感度に影響します。
  • 乳液の源からの食餌用カルシウムは、低糖尿病リスクに関連していますが、高用量のサプリメントは中立または有害である可能性があります。
  • カルシウムチャネルおよびカルシウム センシングの受容器のターゲットを絞る治療はインシュリンの分泌および行為を高めるために約束を示します。
  • マグネシウムは天然カルシウムの角質症として機能し、マグネシウムの補足は欠乏症の個人でインシュリンの感受性を改善できます。
  • β細胞におけるATP産物とインシュリン需要の結合にミトコンドリアカルシウムの取り扱いが不可欠です。

さらなる読書については、次のリソースを参照してください。 ]のカルシウムとインシュリン分泌の包括的な見直しを参照してください。糖尿病];インシュリン抵抗のカルシウムの役割は、]内分泌レビュー;および食事療法カルシウム糖尿病協会 ]]]]で議論されたように、インシュリン抵抗のカルシウムの役割。 エンドクリンレビュー[FLT: [FLT:]]。 [FLTFLT:[FLT:]の終了]で発見することができます。 [FLTFLT:[FLT:[F]エンドクエントロジー終了学内分泌物学]:[F]:[FLT:[FLT:[F]]]]の終了]:[FLT:[FLT:[FLT:[FLT:[FLT:[F]の終了学的終了]:[F]]]]]:[FLT:[FLT:[FLT:[FLT:[F]]]のカルシウムのカルシウム