インスリンとは異なり、アミノ酸はP70S6Kを刺激しますが、ヒト骨格筋のGSK-3またはグリコーゲンシンターゼは刺激しません

インスリンは、解糖とグリコーゲン合成の両方を介して筋肉グルコース廃棄を刺激します。インスリンは、PKB（またはAKT）をリン酸化することにより、骨格筋のグリコーゲン合成酵素（GS）を活性化し、グリコーゲンシンターゼキナーゼ3（GSK-3）をリン酸化および不活性化し、その後GSの活性化を行います。リボソーム70-KDAタンパク質S6キナーゼ（P70（S6K））を介して作用する可能性が最も高いラパマイシン感受性経路も、インスリンによるGSK-3およびGSの調節に関与しています。アミノ酸はP70（S6K）を強力に刺激し、培養筋肉細胞に関する最近の研究は、アミノ酸もGSK-3を不活性化し、P70（S6K）を活性化することによりGSを活性化することを示唆しています。これらの所見の正常なヒト生理学との生理学的関連性を評価するために、全身グルコース廃棄、P70（S6K）、およびGSK-3リン酸化に対するアミノ酸とインスリンの効果、および骨格筋におけるin vivoでのGSの活性に対する影響を比較しました。24人の健康な人間のボランティアの。一晩断食した後、被験者は混合アミノ酸溶液（1.26 micromol.kg（-1）.min（-1）x 6 h、n = 9）のいずれかの混合アミノ酸溶液（1 mu.kg（ - 生理学的用量）のいずれかのいずれかを静脈内投与しました（ - 1）.MIN（-1）真血血系高インスリン血症クランプX 2 H、n = 6）、またはインスリンの薬理学的用量（20 MU.KG（-1）.MIN（-1）GEAGEMIG HYPERINULINEMIC CLAMP X 2 H、N = n =9）。全身のグルコース廃棄率は、定常状態のグルコース注入速度を計算することにより評価され、外側筋肉の広大な筋肉は注入の前後に生検を生検しました。アミノ酸注入と生理学的高インスリン血症の両方が、GSK-3リン酸化に影響を与えることなくP70（S6K）リン酸化を促進しましたが、生理学的高インスリン血症のみが全身のグルコース廃棄とGS活性を増加させました。対照的に、インスリンの薬理学的用量は、全身のグルコース廃棄、p70（S6K）、GSK-3リン酸化、およびGS活性を有意に増加させました。生理学的濃度のアミノ酸はP70（S6K）を媒介するが、インスリンとは異なり、ヒト骨格筋のGSK-3およびGSリン酸化/活性を調節しないと結論付けています。

Insulin stimulates muscle glucose disposal via both glycolysis and glycogen synthesis. Insulin activates glycogen synthase (GS) in skeletal muscle by phosphorylating PKB (or Akt), which in turn phosphorylates and inactivates glycogen synthase kinase 3 (GSK-3), with subsequent activation of GS. A rapamycin-sensitive pathway, most likely acting via ribosomal 70-kDa protein S6 kinase (p70(S6K)), has also been implicated in the regulation of GSK-3 and GS by insulin. Amino acids potently stimulate p70(S6K), and recent studies on cultured muscle cells suggest that amino acids also inactivate GSK-3 and/or activate GS via activating p70(S6K). To assess the physiological relevance of these findings to normal human physiology, we compared the effects of amino acids and insulin on whole body glucose disposal, p70(S6K), and GSK-3 phosphorylation, and on the activity of GS in vivo in skeletal muscle of 24 healthy human volunteers. After an overnight fast, subjects received intravenously either a mixed amino acid solution (1.26 micromol.kg(-1).min(-1) x 6 h, n = 9), a physiological dose of insulin (1 mU.kg(-1).min(-1) euglycemic hyperinsulinemic clamp x 2 h, n = 6), or a pharmacological dose of insulin (20 mU.kg(-1).min(-1) euglycemic hyperinsulinemic clamp x 2 h, n = 9). Whole body glucose disposal rates were assessed by calculating the steady-state glucose infusion rates, and vastus lateralis muscle was biopsied before and at the end of the infusion. Both amino acid infusion and physiological hyperinsulinemia enhanced p70(S6K) phosphorylation without affecting GSK-3 phosphorylation, but only physiological hyperinsulinemia also increased whole body glucose disposal and GS activity. In contrast, a pharmacological dose of insulin significantly increased whole body glucose disposal, p70(S6K), GSK-3 phosphorylation, and GS activity. We conclude that amino acids at physiological concentrations mediate p70(S6K) but, unlike insulin, do not regulate GSK-3 and GS phosphorylation/activity in human skeletal muscle.