糖尿病および断食したラットにおける心筋グリコーゲン合成の測定

糖尿病と断食は、存在する活性グリコーゲンシンターゼの量の減少にもかかわらず、心臓グリコーゲンの含有量の増加を引き起こします。グリコーゲン合成酵素Iの活性が依然としてグリコーゲン合成の速度制限であるかどうかを判断するために、13C核磁気共鳴を使用してグリコーゲン合成のin vivo速度を測定し、これを生理学的抽出物で測定したグリコーゲン合成酵素およびホスホリラーゼの活性と比較しました。基質と活性化因子の濃度。基底状態では、グリコーゲン合成酵素の活性は糖尿病と断食の心臓で落ち込んでいた（P未満0.01）。心臓グリコーゲン合成の速度は、d- [1-13c] - グルコース（10 mg/min）およびインスリン（1 u/min）の50分間の注入中に測定され、平均0.32 +/- 0.04 Mumol.min-1コントロールで濡れたWT-1で、糖尿病（0.18 +/- 0.04 Mumol.min-1.gウェットWT-1）と断食（0.16 +/- 0.03 Mumol.min-1.GウェットWTの両方で減少しました-1）および断食（0.16 +/- 0.03 Mumol.min-1.gウェットWT-1）ラット（それぞれ0.05未満）。グルコースとインスリン注入中、グリコーゲン合成酵素Iの平均活性は、糖尿病または断食性の心臓よりもコントロールが大きかった（それぞれが0.01未満）、各グループの正味グリコーゲン合成の速度に近似した。対照的に、3つのグループ間で組織抽出物で測定されたホスホリラーゼアルファ活性に有意差はありませんでした。さらに、このホスホリラーゼアルファ活性はシンターゼ活性を大きく超えていましたが、in vivoで発現しているようには見えませんでした。正常、糖尿病、および断食したラットでは、グリコーゲン合成酵素はグリコーゲン合成の速度制限であると結論付けています。

Diabetes and fasting provoke an increase in heart glycogen content, despite a decline in the amount of active glycogen synthase present. To determine if the activity of glycogen synthase i is still rate limiting for glycogen synthesis, we used 13C-nuclear magnetic resonance to measure the in vivo rate of glycogen synthesis and compared this with the activity of glycogen synthase and phosphorylase measured in tissue extracts using physiological concentrations of substrates and activators. In the basal state the activity of glycogen synthase i was depressed in the diabetic and fasted hearts (P less than 0.01). The rate of heart glycogen synthesis was measured during a 50-min infusion of D-[1-13C]-glucose (10 mg/min) and insulin (1 U/min) and averaged 0.32 +/- 0.04 mumol.min-1.g wet wt-1 in controls and was diminished in both the diabetic (0.18 +/- 0.04 mumol.min-1.g wet wt-1) and fasted (0.16 +/- 0.03 mumol.min-1.g wet wt-1) and fasted (0.16 +/- 0.03 mumol.min-1.g wet wt-1) rats (P less than 0.05 for each). During the glucose and insulin infusion the average activity of glycogen synthase i was greater in control than diabetic or fasted hearts (P less than 0.01 for each) and approximated the rates of net glycogen synthesis in each group. In contrast, there were no significant differences in phosphorylase alpha activity, measured in tissue extracts, among the three groups. Furthermore, although this phosphorylase alpha activity greatly exceeded synthase activity, it did not appear to be expressed in vivo. We conclude that in normal, diabetic, and fasted rats, glycogen synthase is rate limiting for glycogen synthesis.