動脈硬化の危険因子の一つとして1960年代より高インスリン血症が議論されてきた。多くの疫学的研究がインスリン、高インスリン血症と動脈硬化性疾患の関連を指摘してきた。しかし、1980年代より、新たにインスリン抵抗性という概念が提唱されるようになった。これは、複数の危険因子が一人の患者に重複して発症し、これらの患者に共通して高血糖と高インスリン血症すなわちインスリン抵抗性があるという病態である。この概念は広く受け入れられるところとなり、インスリン抵抗性と動脈硬化の間に密接な関係があるとされている。しかし、インスリン抵抗性がどのように動脈硬化を発症させるのかというメカニズムは未だ明らかではない。特に、インスリン抵抗性を示す個体においてはインスリンに対する反応性の低下に基づく「インスリンの作用不全」と代償的に生じる高インスリン血症による「インスリルの過剰作用」という相反する現象がみられ、そのどちらが動脈硬化の原因となっているのかを改めて検証する必要が生じている。

　そこで我々は、以下の点を目的として、今回の研究を行った。

　1)インスリン抵抗性のない高イシスリン血症動物モデルを作成すること。

　2)この動物モデルにおいて動脈硬化形成が促進される、すなわち、インスリンの直接的な作用により動脈硬化が発症するということを確認すること。

　3)この動物モデルにおいて動脈硬化形成に関与する諸因子がどのように影響を受けるかを調べること。

　実験動物として高脂肪食による動脈硬化発生モデルであるGottingen系のCSK Miniature Swine(ミニブタ、雌、7カ月齢)を用いた。インスリンはブタインスリンを用いた。

　血中インスリン濃度(IRI)はRIA法で測定した。血糖値、血液生化学値はDry・Chem法で測定した。リポ蛋白の分画は超遠心法で行った。リポ蛋白リパーゼ(LPL)活性値は基質法で血中カテコラミン濃度はHPLC法で、血中グルカゴン濃度はRIA法で測定した。

　(実験・1)インスリン投与法の検討(ミニブタ3頭を用いた。)

　[皮下注による投与]背部に皮下注しその後の血中インスリン値を経時的に測定した。

　[持続皮下注による投与]微量注入ポンプを用いた。

　(実験・2)インスリン持続皮下注の動脈に与えろ影響の検討(通常飼料の場合)ミニブタ6頭(インスリン群(イ群)3頭、対照群3頭)を用いた。イ群にはブタインスリン2.0u/kg/dayを、対照群にはPBSを24時間持続注入した。持続注入は6カ月間継続した。

　[インスリン抵抗性測定]Somatostatinを用いたSSPG法によりインスリン感受性(インスリン抵抗性)を測定した。

　6カ月目に解剖し、動脈および主要臓器を採取した。

　(実験・3)インスリン持続皮下注の動脈に与える影響の検討(動脈硬化誘導飼料の場合)

　ミニブタ12頭(イ群6頭、対照群6頭)を用いた。動脈硬化誘発食として15%牛脂と1.5%コレステロールを添加した飼料を与えた。イ群にインスリン2.0u/kg/dayを24時間、6カ月間持続注入した。その間に以下の実験を加えた。

　[血圧測定]尾動脈で測定した。

　[SSPG測定]3カ月目と6カ月目にSSPG法を行った。

　3カ月目に左外腸骨動脈を生検し、6カ月目に解剖した。

　(実験・1)0.5u/kg以上の皮下注でIRI値の上昇が見られた。注射後4時間以降はIRI値は急速に低下し、6時間で前値に復した。

　持続皮下注の場合、2.0u/kg/dayの投与で安定した高インスリン血症を得た。

　(実験・2)SSPG値は有意差がなかった。冠状動脈では、イ群で初期のアテローム様の変化を認めた。

　(実験・3)

　[体重の変化]有意差を認めなかった。

　[空腹時インスリン値の変化]イ群が対照群に比べ高値を示し実験期間中維持された。

　[血中IRI値と血糖値の日内変動(6週間目)]IRI値は、給餌後のインスリン分泌相を除外しイ群が対照群より常に高値を示した(52.8〜88.3vs.9.7〜29.3 u/ml)。インスリン抗体は出現しなかった。

　[血清脂質]総コレステロール値)6週間目にイ群は996±72.5mg/dlで、対照群(734±46.3mg/dl)に比べて有意に高かった。この傾向は実験期間中維持された。トリグリセライド値)有意差を認めなかった。リポ蛋自分画)総コレステロールのリポ蛋自分画はイ群ではHDLが低く、VLDL・カイロミクロンおよび LDLが高い傾向がみられたが有意差はなかった。LPL活性値も有意差を認めなかった。

　血中カテコラミン濃度・グルカゴン濃度)有意差を求めなかった。

　[SSPG法]有意差はなかった。インスリンを長期に投与してもインスリン抵抗性が生じなかった。

　[血圧]イ群の方が低値であった。

　[生検標本]イ群で泡沫細胞の集蔟による著明な内膜肥厚と内弾性板に沿った石灰化を認めた。

　[解剖標本](肉眼的所見)イ群の胸部大動脈で著明な脂肪線条と強い脂肪沈着を認めた。腹部大動脈〜終末大動脈では著明な粥腫の形成と内腔の狭窄を認めた。冠状動脈には高度の狭窄を認めた。対照群はいずれもごく軽度であった。(組織学的所見)イ群の動脈は石灰化を伴う強い内膜肥厚を認め、特に冠状動脈では、内腔の狭窄をきたすものも見られた。対照群は軽度の内膜肥厚を認めるのみであった。免疫組織学的にはアテロームはその大部分が脂肪を多量に含むマクロファージ・モノサイト系細胞により形成されていた。血管断面におけるI/M比は対照群、0.15±0.06に対し、イ群、1.56±11.1と有意差(p<0.05)を認めた。

　1)ミニブタにインスリンを持続皮下注することによりインスリン抵抗性を有しない高インスリン血症動物モデルを作成した。

　2)インスリン抵抗性における動脈硬化は、インスリンの作用不全ではなく、インスリンの直接的な作用で惹起されることが明らかとなった。

　3)インスリン抵抗性に関与するその他の諸病態についてもインスリン作用の両面から検討しなければならない。

　4)本モデルはインスリン抵抗性に関連する病態の解明に有用である。