インスリン分泌の流れ

インスリンは膵臓のランゲルハンスB細胞から血糖値を下げる目的で分泌されます。

体内の血糖値を一定に保つため自動で分泌されるわけですが、どのようなカラクリで自動化されているのか、これから解説していきたいと思います。

インスリンの分泌には「血糖値の上昇に起因する経路」と「小腸からのホルモン分泌に起因する経路」の2種類があります。※医薬品による誘起や未解明の機序は今回除外

1.血糖値の上昇に起因する経路

一般的なインスリン分泌機序として考えられているのはこの経路です。

図中の左の管が「小腸」、右の大きな図が「膵臓B細胞」、赤い粒状のものを「インスリン」として解説していきます。

①食事によって胃から小腸に到達した糖はSGLT1とGLUT2というトランスポーター（輸送担体）を通り、小腸→血液へ移行します。血中糖濃度が上昇したため、血糖値が上昇したということになります。

②血液中の糖はGLUT2を通り細胞に流入し、糖代謝（解糖系→クエン酸回路→電子伝達系）によってATPを産生します。

③ATPが「ATP依存性Kチャネル」というチャネルに作用することでチャネルは閉じてしまいます。K（カリウムイオン）が細胞から出ていけなくなり、膜付近に＋の電荷をもつカリウムイオンが溜まっていきます。

④膜内部にKが溜まっていくと膜電位が上昇し「脱分極」という状態になります。この脱分極に反応するチャネルが「電位依存性Caチャネル」です。

⑤Caチャネルが開いたことで細胞外からCa（カルシウムイオン）が流入してきます。

⑥Caイオンが「インスリン分泌顆粒」に作用することで血液中にインスリンを分泌します。

2.小腸からのホルモン分泌に起因する経路

この項では食事によって誘発されるインクレチン（GLP-1やGIP）について解説していきます。理解が難しい内容を含みますので、要点だけの理解でOKです。

①小腸に栄養素が到達するとK細胞からGIPが、L細胞からGLP-1が分泌されます。これらの分泌には食物繊維や脂質（飽和、不飽和は問わない）が効果的とされています。※強いエビデンスの論文が無いため現在調査中です。

②GIPやGLP‐1が対応した受容体（Gsタンパク共役型受容体）に結合すると、細胞内でセカンドメッセンジャーであるcAMPが産生されます。

③cAMPは細胞内のEpac2というグアニンヌクレオチド交感因子に結合することで、Epac2を活性化します。

④活性化したEpac2は細胞機能に関与する単量体GタンパクであるRap1を活性化します。

⑤活性化したRap1は細胞機能の1つであるインスリン分泌を増強することで、血液中にインスリンを放出します。

まとめ

基本的に上記の2つの反応は時間差はあれど同時に進行します。これらの機構のおかげで私たちの血糖値はコントロールされているのです。

個人的にですが、

1の反応は「基礎的な血糖降下機構」

2の反応は「急激な血糖上昇イベントである食事に対する機構」

といったイメージを感じました。