The Effects of Caffeine on the ATPase Activity and the Calcium Uptake of the Fragmented Sarcoplasmic Reticulum of Rabbit Skeletal Muscle

筋小胞體의 ATPase 活性과 칼슘吸收能에 미치는 Caffeine의 영향

The effects of caffeine on the ATPase activity and Ca uptake of the fragmented sarcoplasmic reticulum isolated from rabbit skeletal muscle were studied. The ATPase activity of the heavy fraction (2,000-8,000xG) was stimulated by caffeine while that of other lighter fractions was not. It is suggested that the enhancement of the ATPase by the caffeine treatment. The Ca uptake of the heavy and middle (10,000-20,000xG) fractions was inhibited by caffeine when measured at the medium Ca concentration higher than 200 nmoles/mg protein, while only that of the heavy fraction was inhibited when measured at the Ca concentration below 200 nmoles/mg protein. Experiments with dicumarol suggested that caffeine inhibits the Ca uptake of the mitochondria as well as that of the sarcoplasmic reticulum and that the inhibition of the Ca uptake by caffeine in the low Ca concentration in the heavy fraction is due to the inhibition of the mitochondrial Ca uptake by caffeine. It appeared highly probable that the potentiation of muscle contraction caused by caffeine is solely due to the inhibition of the Ca uptake by and to the release of the accumulated Ca from the sarcoplasmic reticulum.

토끼의 골격근 小胞體의 ATPase 活性과 Ca吸收能에 미치는 caffeine의 영향을 조사 하였다. 遠心分離로 分劃된 小胞體에서 $2,000 \\sim 8,000 \\times G$ 分劃의 ATPase 活性은 caffeine에 의하여 增大되지만 $8,000 \\times G$ 以上의 分劃에서는 아무 영향도 받지 않았다. Caffeine에 의한 이 活性增大는 이 分劃에 混在하는 mitochondria의 ATPase 活性이 增大 된 結果라고 해석된다. 小胞體의 $2,000 \\sim 10,000 \\times G$ 分劃과 $10,000 \\sim 20,000 \\times G$ 分劃의 Ca吸收能도은 反應液內 Ca의 농도가 200 nmoles/mg protein 정도 이상일 때는 caffeine에 의하여 현저히 阻害되지만, Ca의 농도가 이 以上이 때는 2,000$\\sim$10,000 分劃에서만 이 阻害現象을 볼 수 있다. 低農度 Ca에서의 이 阻害現象은 caffeine에 의하여 mitochondira의 Ca吸收도 阻害되기 때문에 나타나는 것으로 해석된다. Caffiene에 의한 筋收縮의 誘發 및 逕縮現象은 筋小胞體의 Ca 吸收가 이 特質에 의하여 阻害되고 또 蓄積된 Ca이 放出되기 때문에 일어나는 것으로 해석된다.