Le glucose stimule la sécrétion d’insuline (SI) en élevant la [Ca²⁺] dans le cytosol des cellules β (voie déclenchante) et en augmentant l’efficacité du Ca²⁺ sur l’exocytose (voie amplificatrice). Le concept d’amplification repose sur l’observation qu’à [Ca²⁺]_c élevée et stable, le glucose augmente la SI sans augmenter davantage la [Ca²⁺]_c. Toutefois, ces mesures globales de [Ca²⁺]_c n’excluent pas la possibilité qu’une élévation de la [Ca²⁺] sous la membrane plasmique seulement ([Ca²⁺]_SM) explique l’effet amplificateur du glucose. C’est l’hypothèse que nous avons testée.

La [Ca²⁺]_SM a été mesurée par « Total Internal Reflection fluorescence Microscopy » (TIRF) après expression adenovirale du rapporteur D3cpv (cytosolique) dans des amas de cellules β de souris ou du LynD3cpv (membranaire) dans les cellules β d’îlots intacts (stratégie Rip-Cre-Lox).

L’expression du D3cpv n’a pas altéré les changements de [Ca²⁺] et de SI dans les amas de cellules β. L’effet amplificateur a été étudié en présence de diazoxide (pour ouvrir les canaux K_ATP) et 30 mM KCl (pour stimuler un influx de Ca²⁺). Dans ces conditions, une augmentation de glucose a abaissé la [Ca²⁺]_SM mais doublé la SI. Une inhibition de la capture du Ca²⁺ par le réticulum endoplasmique a atténué la baisse de [Ca²⁺]_SM produite par 15 mM glucose mais n’a pas démasqué d’augmentation, même localisée, de la [Ca²⁺]_SM. En revanche, des augmentations significatives de la [Ca²⁺]_SM ont été détectées lors de changements répétitifs de la concentration de KCl entre 30 et 32-35 mM, attestant de la sensibilité adéquate de notre système de détection. Des résultats similaires ont été obtenus dans les cellules β d’îlots intacts.

L’amplification de la SI par le glucose n’est pas due à une augmentation sous-membranaire de la [Ca²⁺] dans la cellule β et peut donc être attribuée à une augmentation de l’action du [Ca²⁺] sur l’exocytose.