心臓と筋肉における乳酸輸送体（MCT1およびMCT4）の発現

現在、乳酸は、ステレオ固有のpH依存性モノカルボン酸輸送（MCT）システムを介して、心臓や筋肉を含む多くの組織の原形質膜を通過することが知られています。過去数年間で、MCTSファミリー（MCT1-MCT7）がクローン化されました。MCT1およびMCT4の転写産物は、ラットおよびヒトの骨格筋、および心臓で検出可能です。ただし、骨格筋のみがMCT1タンパク質とMCT4タンパク質の両方を発現しますが、ラット心臓はMCTIを発現しますが、MCT4タンパク質は発現しません。MCT1（km = 3.5 mm）およびMCT4（km = 17-34 mm）の運動活性はまったく異なります。ラットの筋肉の中で、MCT1の発現は、筋肉の酸化繊維組成、および酸化的代謝の他の指標と非常に相関しています。循環からの乳酸摂取は、筋肉のMCT1含有量とも非常に相関しています。MCT4は、MCT4含有量が嫌気性代謝の指標と相関している高速トイッチ（高速解糖および高速酸化糖溶解性）の筋線維に限定されています。集合的に、これらのデータは、MCT1とMCT4が主に循環からの乳酸摂取と筋肉からの乳酸押出のそれぞれの原因であることを示唆しています。運動トレーニングは、このアップレギュレーションの程度はトレーニングの強度に関連している可能性がありますが、ヒト筋肉におけるMCT1とMCT4の両方の発現を増やすことができます。ラットの心臓では、MCT1の発現は、ラットの骨格筋よりも運動トレーニングにより簡単に誘導されます。MCT1およびMCT4の発現は、組織固有のアイソフォーム特異的な方法で調節されているようです。したがって、骨格筋乳酸濃度は、解糖の速度だけでなく、利用可能なMCTタンパク質の量によって調節されるプロセスである皮膚経由乳酸輸送の効率によっても調節されます。

It is now known that lactate traverses the plasma membrane of many tissues, including heart and muscle, via a stereo-specific, pH-dependent monocarboxylate transport (MCT) system. In the past few years a family of MCTs (MCT1-MCT7) has been cloned. Transcripts of MCT1 and MCT4 are detectable in rat and human skeletal muscle and in the heart. However, only skeletal muscle expresses both the MCT1 and MCT4 proteins, whereas rat heart expresses the MCTI, but not the MCT4 protein. The kinetic activities of MCT1(Km=3.5 mM) and MCT4 (Km= 17-34 mM) are quite different. Among rat muscles, MCT1 expression is highly correlated with the oxidative fiber composition of the muscle, and other indices of oxidative metabolism. Lactate uptake from the circulation is also highly correlated with the MCT1 content of muscles. MCT4 is confined to fast-twitch (fast glycolytic and fast oxidative glycolytic) muscle fibers, in which MCT4 content is correlated with indices of anaerobic metabolism. Collectively, these data suggest that MCT1 and MCT4 are primarily responsible for lactate uptake from the circulation and lactate extrusion out of muscle, respectively. Exercise training can increase the expression of both MCT1 and MCT4 in human muscle, although the extent of this up-regulation may be related to the intensity of training. In the rat heart, MCT1 expression is induced more easily by exercise training than in rat skeletai muscle. It appears that MCT1 and MCT4 expression are regulated in a tissue-specific and isoform-specific manner. Therefore, skeletal muscle lactate concentrations are not only regulated by the rate of glycolysis, but also by the efficiency of trans-sarcolemmal lactate transport, a process that is regulated by the quantity of available MCT proteins.