亜硫酸塩の血漿タンパク質への結合-KATPチャネルの視点

スルホニル尿素薬物は、主にβ細胞膜のATP敏感なカリウム（KATP）チャネルを阻害することにより、膵臓β細胞からのインスリン分泌を刺激します。その作用部位での有効な硫黄尿素濃度は、血清アルブミンに結合することで大幅に減衰し、in vitroとin vivoデータを比較することが困難になります。したがって、我々は、グリクラジドとグリベンクラミドがKATPチャネルを阻害し、血清アルブミンの存在下でインスリン分泌を刺激する能力を測定しました。このデータを使用して、結合研究からの遊離薬物濃度の推定値を使用して、in vivoの治療濃度でのKATPチャネルの硫黄尿症の程度を予測しました。マウスの膵臓β細胞およびアフリカツメガエル卵母細胞からのKATP電流は、パッチクランプ技術を使用して測定されました。ヒト血漿へのグリクラジドとグリベンクラミドの結合は、超伸結質量分析アプローチを使用して、スパイクされた血漿サンプルで決定されました。ウシ血清アルブミン（60g/L）は、膵臓β細胞およびアフリカアフリカ球卵母細胞におけるKATP電流のグリクラジドブロックの軽度の重要でない減少を生成しました。対照的に、組換えKATPチャネルのグリベンクラミド阻害は、アルブミンによって劇的に抑制されました（予測される遊離薬物濃度<0.1％）。インスリン分泌も減少しました。結合実験で測定されたヒト血漿の存在下でのグリクラジドとグリベンクラミドの遊離濃度は、それぞれ15％と0.05％でした。私たちのデータは、血漿中のグリベンクラミドの遊離濃度が低すぎて薬物の治療効果を説明するには低すぎることを示唆しています。対照的に、血漿中の遊離グリクラジド濃度は、KATPチャネルを閉じてインスリン分泌を刺激するのに十分な高さです。

Sulphonylurea drugs stimulate insulin secretion from pancreatic β-cells primarily by inhibiting ATP sensitive potassium (KATP) channels in the β-cell membrane. The effective sulphonylurea concentration at its site of action is significantly attenuated by binding to serum albumin, which makes it difficult to compare in vitro and in vivo data. We therefore measured the ability of gliclazide and glibenclamide to inhibit KATP channels and stimulate insulin secretion in the presence of serum albumin. We used this data, together with estimates of free drug concentrations from binding studies, to predict the extent of sulphonylurea inhibition of KATP channels at therapeutic concentrations in vivo. KATP currents from mouse pancreatic β-cells and Xenopus oocytes were measured using the patch-clamp technique. Gliclazide and glibenclamide binding to human plasma were determined in spiked plasma samples using an ultrafiltration-mass spectrometry approach. Bovine serum albumin (60g/l) produced a mild, non-significant reduction of gliclazide block of KATP currents in pancreatic β-cells and Xenopus oocytes. In contrast, glibenclamide inhibition of recombinant KATP channels was dramatically suppressed by albumin (predicted free drug concentration <0.1%). Insulin secretion was also reduced. Free concentrations of gliclazide and glibenclamide in the presence of human plasma measured in binding experiments were 15% and 0.05%, respectively. Our data suggest the free concentration of glibenclamide in plasma is too low to account for the drug's therapeutic effect. In contrast, the free gliclazide concentration in plasma is high enough to close KATP channels and stimulate insulin secretion.