インクレチンとDPP4阻害薬

Byartfarmer2024年7月20日

前回、グルコースが膵β細胞に作用してインスリンが分泌される仕組のほかに、インクㇾチンにもインスリン分泌を促す作用があることを記載しました。

インスリン分泌の仕組み

今回は主にインクㇾチン、関連してDPP4阻害薬・GLP-1受容体作動薬について記載します。

経口投与されたグルコースは小腸のL細胞に作用してGLP-1 (glucagon-like peptide-1)を分泌し、またK細胞に作用してGIP (glucose-dependent insulinotoropic polypeptide)を分泌する。
これらGLP-1 、GIPを総称してインクレチンという。

インクレチンは膵β細胞内においてcyclic AMPを産生し、protein kinase Aを介して電位依存性Ca2+チャネルをリン酸化することによってCa2+イオンの流入を促進する。
よって、食後高血糖になる場合、２つの経路によってインスリンが分泌されることになる。
一つはグルコースによってATPが産生され、ATP感受性K+チャネルが閉鎖することによって脱分極し、電位依存性Ca2+チャネルが開口してCa2+イオンが流入する経路。
もう一つは、インクレチンによってcyclic AMPが産生され、上述した過程により電位依存性Ca2+チャネルが開口してCa2+イオンが流入することによってインスリンの分泌が促進されることになる。

【DPP-IV阻害薬】

インクレチンはDPP-IV (dipeptidyl peptidase-IV) によって分解され、血中半減期は５分程度である。
このDPP-IVを阻害して血中のインクレチン濃度を上げるとインスリン分泌が増加するだろうと云う概念でDPP-IV阻害薬が開発された。

インクレチンは、膵β細胞内においてcyclic AMPを産生するために、膵β細胞の保護作用、増殖促進作用を示す。
GLP-1あるいはGIPによって産生されたcyclic AMPはプロテインキナーゼA (PKA)を活性化し、PKAはCREB （cyclic AMP応答タンパク質）を活性化することによってアポトーシス（積極的、機能的細胞死）を誘発するカスパーゼ３（caspase 3）を抑制し、膵β細胞の死が抑制されることになる。
また、プロテインキナーゼA (PKA)は、MAPキナーゼなどを活性化して膵β細胞の分化・増殖を促進する。
一方、プロテインキナーゼA (PKA)は、CREB （cyclic AMP応答タンパク質）を活性化して、IRS2の発現を促進し、PI3K／Aktを介して、PDX-1 (pancreatic duodenal homeobox-1)を活性化して膵β細胞の分化・増殖を促進する。

○GLP-1とGIPは、いずれもインスリン分泌を促進するが、少し作用が異なっている。
●GLP-1は、インスリン分泌促進作用、膵臓β細胞増殖作用、膵β細胞死抑制作用、グルカゴン分泌抑制作用、胃排泄能抑制作用、中枢性食欲抑制作用を示す。
●GIPは、インスリン分泌促進作用、膵臓β細胞増殖作用、膵β細胞死抑制作用を示すと共に、脂肪細胞に作用して脂肪の取り込みを促進し、肥満を誘発する作用を示す。

【GLP-1受容体作動薬】

GLP-1はDPP-IVによって分解され、血中半減期は５分程度であることから、このDPP-IVを阻害して血中のインクレチン濃度を上げるとインスリン分泌が増加するだろうと云う概念でDPP-IV阻害薬が開発されたことは上記した。

GLP-1と同じような作用をする薬を外から投与すれば、すい臓からインスリンが分泌される過程を促進できることが分かる。
GLP-1そのものは体内で素早く分解されるため、分解されにくいようにGLP-1の構造を少し変えることで糖尿病治療薬が創出された。
そして、GLP-1受容体に結合する薬物がGLP-1受容体作動薬として開発された。
（薬の詳細や副作用については、こちらのサイトを参考に）

これらの薬剤は、体内の血糖値に応じて作用し、高血糖の時にのみ膵臓からのインスリン分泌を促進するため、インスリン治療に比べて低血糖発現率が低いと言われている。
また、いずれも体重減少や膵β細胞の保護作用を示すことも報告されている。