膵β細胞のATP感受性カリウムチャネルとその役割

The functional significance of KATP channel in pancreatic β cells

　1983年，Nomaは細胞内のATPにより濃度依存性に閉鎖する性質を持つATP感受性カリウムチャネル（K_ATPチャネル）を初めて心筋細胞において報告した^1）。その後，膵β細胞^2）をはじめ種々の組織においてもその存在が報告された^3）。そして膵β細胞のK_ATPチャネルを介するK^＋電流は，グルコース刺激やスルホニル尿素剤によって抑制されることが示された^4-6）。膵β細胞からのインスリン分泌は栄養素，ホルモン，神経系など様々な因子により調節されているが，そのなかでもグルコースは生理的に重要な調節因子である^7）。現在，グルコースによるインスリン分泌の機構として代謝説（図1）が広く受け入れられている。すなわち，グルコーストランスポーター（GLUT2）を介して膵β細胞に取り込まれたグルコースはグルコキナーゼによりリン酸化を受け，解糖系，電子伝達系によりミトコンドリアでATPの産生に変換され，細胞内ATP/ADP比が上昇する。このことが細胞膜にあるATP感受性K^＋チャネル（K_ATPチャネル）を抑制し閉鎖させる。その結果，細胞膜は脱分極し，電位依存性Ca^2＋チャネル（VDCC）が開口し，細胞内にCa^2＋が流入し，インスリン分泌が惹起される。K_ATPチャネルは膵β細胞の代謝レベルとCa^2＋シグナル-インスリン開口分泌とを結びつける重要な分子である^8）。