At a Glance
- マウス研究において、食事中のカリウムのレベルが低いと、動脈に石灰化や硬直を引き起こすことを説明するかもしれないというメカニズムが発見されました。
- 低レベルのカリウムは、人々の高血圧、心臓病、および脳卒中に関連しています。 この新しい発見は、予防や治療の方法を改善することにつながる可能性があります。
低カリウム食（上段）、普通食（中段）、高カリウム食（下段）を与えたマウスの最大動脈である大動脈の様子。 石灰化は右列の赤で示されている。Chen lab, JCI Insight カリウムは健康に不可欠なミネラルの一種です。 健康的な食事は通常、十分なカリウムを供給しますが、食事中のナトリウムの摂り過ぎや特定の医薬品がカリウムの必要性を高めるため、時に問題が生じます。 これまでの研究で、カリウムの摂取量を増やすと、高血圧、心臓病、脳卒中などの心血管疾患のリスクが低下することが示されています。
1つの説明は、カリウムが血管石灰化、つまり動脈内の平滑筋細胞にカルシウムが蓄積するのを防ぐかもしれないということです。 血管石灰化は、動脈硬化の一因となります。
アラバマ大学バーミンガム校とバーミンガムVA医療センターのYabing Chen博士率いる研究チームは、食事性カリウムが血管石灰化のプロセスにどのように影響するかを明らかにすることに着手しました。 この研究は、NIHの国立心肺血液研究所（NHLBI）および国立糖尿病・消化器・腎臓病研究所（NIDDK）から一部支援を受けています。 結果は2017年10月5日、JCI Insightに掲載されました。
研究者は30週間、動脈硬化を起こしやすい雄マウスの3群に、通常、低、高濃度のカリウムを含む高脂肪、高コレステロール食を食べさせました。 組織染色と超音波画像診断法を用いて、研究チームは、低カリウム食を与えたマウスでは、血管の石灰化と動脈硬化が進行していることを示しました。 逆に、高カリウム食は石灰化と硬直を抑制した。
次に研究チームは、カリウム濃度が低いときに血管平滑筋細胞が作るタンパク質の変化を分析しました。 その結果、骨細胞に関連するタンパク質が大きく増加し、平滑筋細胞に関連するタンパク質が減少していることがわかりました。
研究チームはまた、低カリウムが平滑筋細胞内のカルシウムレベルを増加させることも示しました。 カルシウムのレベルが高くなると、CREB（cAMP response element-binding protein）と呼ばれるタンパク質が活性化されるようになったのです。 平滑筋細胞の石灰化は、CREBの活性を阻害することで阻止することができた。 このことから、カリウム濃度が低いときの石灰化プロセスには、CREBが重要な役割を担っていることが示唆された。 CREBの活性化は、細胞内の老廃物を分解して再利用するプロセスであるオートファジーの増加と関連していた。
アラバマ大学バーミンガム校のポール・W・サンダース博士は、「今回の発見は、動脈硬化を起こしやすいマウスにおける血管石灰化の予防に十分なカリウムの補給が有効であり、低カリウム摂取の悪影響も実証したことから、重要な転化の可能性を持っています」と述べています。