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生理学ノート09「内分泌」

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1.ホルモンの一般的特徴
■1)ホルモンと内分泌腺
①ホルモン
一般に内分泌腺にあるない分泌細胞から、直接血液中に分泌
血液循環を介して標的細胞に達し効果を発揮する
微量で効果を発揮する
②内分泌腺
下垂体、甲状腺、副甲状腺、膵臓、、副腎、卵巣、精巣など
③内分泌腺と外分泌腺
・内分泌腺:ホルモンを血液中に分泌
・外分泌腺:汗や消化液などの分泌物を消化管腔や体外に放出

■2)ホルモンの化学的性質
(1)ペプチドホルモン
ペプチドよりなるホルモン
ホルモンの大多数はペプチドホルモンに属する

(2)ステロイドホルモン
ステロイド核を持つ脂溶性のホルモン
コレステロールから生成
例)副腎皮質ホルモン、性ホルモン

(3)アミン類
アミノ酸より生成されるホルモン
例)カテコールアミン、甲状腺ホルモン など

■3)ホルモンの作用機序
ホルモンの受容体が細胞膜にある場合と、細胞内にある場合とがある
(1)細胞膜にある場合
細胞膜上の受容体に作用して細胞内でセカンドメッセンジャーを介して生理作用を発言する
例)ペプチドホルモン、カテコールアミン
☆受容体の傍らにGタンパクがある
ホルモン(ファーストメッセンジャー)が受容体につくことでGタンパクが活性化
アデニル酸シクラーゼという酵素を活性化
ATPからサイクリックAMP(セカンドメッセンジャー)作る
サイクリックがプロテインキナーゼを活性化
生理作用を引き起こす

(2)細胞内にある場合
細胞膜を通過して細胞内にある受容体と結合し、核内に入ってDNAに作用し、メッセンジャーRNAを介して特定のタンパク質の合成を促して生理作用を発現する
例)ステロイドホルモン、甲状腺ホルモン
☆脂溶性のホルモンは細胞悪を通過しやすい
細胞内で受容体と結合
受容体と結合した状態で核内に入る
DNAに作用してmRNAに翻訳させる
タンパク質を合成する
生理作用を引き起こす

■4)ホルモン分泌の調節
(1)階層的支配
多くのホルモン分泌は上位ホルモンから下位ホルモンへ階層的に支配されている

(2)負のフィードバック機構
上位ホルモン分泌は下位ホルモン濃度が低くなれば増加し、高くなれば減少する

(3)自律神経や血中成分による調節
・副腎髄質ホルモン :交感神経によって調節を受ける
・血糖値 :膵臓に作用
・血中カルシウム濃度:副甲状腺、甲状腺に作用

(4)ホルモン分泌の生体リズム
多くのホルモンは概日リズムを示す
・副腎皮質ホルモン:早朝高まり、深夜に最も低くなる
・カテコールアミン:昼高く、睡眠中に低くなる

2.各内分泌腺の働き
■1)視床下部・下垂体の構造とホルモン
下垂体は腺下垂体と神経下垂体からなる
①腺下垂体
下垂体前葉・中葉のこと
下垂体中葉は人では退化して明瞭でない
視床下部とは下垂体門脈で連絡
前葉ホルモンは前葉の内分泌細胞で産生され、その調節は血流を介して視床下部ホルモンによって行われる
②神経下垂体
下垂体後葉のこと
後葉ホルモンは視床下部で産生され、軸索を通じて輸送され血中に萌出される

(1)視床下部ホルモン
下垂体前葉ホルモンの分泌調節を行う

下垂体ホルモン 視床下部ホルモン
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
・成長ホルモン(GH) 成長ホルモン放出ホルモン(GRH)
成長ホルモン抑制ホルモン(GIH)
・プロラクチン(PRL) プロラクチン放出ホルモン(PRH)
プロラクチン抑制ホルモン(PIH)
・甲状腺刺激ホルモン(TSH) 甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(TRH)
・副腎皮質刺激ホルモン(ACTH) 副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン(CRH)
・性腺刺激ホルモン(GnH) 性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)

(2)下垂体前葉ホルモン
①成長ホルモン(GH)
・骨端での軟骨形成の促進
→骨の成長
・タンパク質合成の促進
→筋肉、心臓、腎臓などの発育の促進
・血糖値の上昇
→肝臓からグリコーゲンをグルコースに
・脂肪酸の遊離
→蓄積されていた脂肪を放出してエネルギー源とする

②プロラクチン(乳腺刺激ホルモン、PRL)
・乳腺の発達
・成熟した乳腺細胞の乳汁産生、分泌の促進
・排卵の抑制

③甲状腺刺激ホルモン(TSH)
・甲状腺を刺激してホルモン分泌を促す

④副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)
・副腎皮質ホルモンの分泌を促し、糖質コルチコイドの分泌を促す

⑤性腺刺激ホルモン(ゴナドトロピン、GnH)
ア.卵胞刺激ホルモン(FSH)
(女性)
・卵胞の成熟を促す
・黄体形成ホルモンと協調して卵胞ホルモンの生成と分泌の促進
(男性)
・精細管の発育の促進
・精子形成の促進
イ.黄体形成ホルモン(LH)
(女性)
・成熟卵胞に対する排卵の誘発
・排卵後の黄体形成を促し、黄体ホルモンの分泌増加
(男性)
・精巣の間質細胞に作用し、男性ホルモンの生成と分泌の促進
★(参考)下垂体中葉ホルモン
・メラニン細胞刺激ホルモン(MSH)
メラニン細胞(黒色素細胞)におけるメラニン形成の促進

(3)下垂体後葉ホルモン
①バゾプレッシン(抗利尿ホルモン、ADH)
・腎臓の集合管での水の再吸収の促進
・多量に分泌された場合、血圧上昇作用→細動脈収縮
②オキシトシン
ア.成熟した乳腺に対する乳汁排出の促進
=(筋上皮細胞の収縮)
・射乳反射
授乳時、乳児が乳首を吸引すると、オキシトシンの分泌が増加して射乳を起こす
イ.子宮平滑筋の収縮
・陣痛
胎児が産道に入る刺激によって、オキシトシンの分泌が増加し、子宮平滑筋の収縮が起こる

★下垂体の機能異常
①下垂体機能低下
下垂体にある種の腫瘍や血管障害が起こり、下垂体ホルモンの分泌が低下すると次のような異常が起こる
・内分泌腺の萎縮
甲状腺・性腺、副腎皮質の萎縮が起こる
→寒冷に対する抵抗力の低下、第二次性徴の消失、血糖値の低下など
・成長の停止
成長期の成長ホルモン分泌低下により、小人症(下垂体性侏儒症)を引き起こす
・尿崩症
バゾプレッシンの分泌低下による
②下垂体機能亢進
・成長ホルモン分泌亢進
→成長期においては巨人症
→成人においては末端肥大症
・副腎皮質刺激ホルモンの分泌亢進
→クッシング病(ムーンフェイスとか)

■2)甲状腺
①甲状腺の構造
甲状軟骨の下の気管の前面にあり、U字型様をしている
約20グラムの内分泌腺
ア.ろ胞(p223の図)
組織内には多数のろ胞がある
ろ胞は一層のろ胞細胞と、コロイド状の物質で満たされたろ胞腔よりなる
ろ胞細胞は甲状腺ホルモンを産生・分泌
イ.傍ろ胞細胞(C細胞)
ろ胞の外側にありカルシトニンを分泌

(1)甲状腺ホルモン
・サイロキシン(T4)
ヨウソ原子を4つ含む
・トリヨードサイロニン(T3)
ヨウソ原子を3つ含む
T3はT4に比べ、約十倍の活性をもつ
甲状腺からは主にT4が分泌され、T3の多くは末梢組織でT4から

①生理作用
ア.物質代謝の亢進
・酸素踵腓の増大
・ 基礎代謝の亢進
・体温の上昇
・タンパク質代謝
タンパク質の生合成分解の促進
・糖代謝
血糖の上昇、組織での糖利用の促進
・脂質代謝
血清コレステロールの低下
イ.発育の促進
GHの働きを助け、骨や歯の発育の促進
中枢神経細胞の髄鞘の発育の促進
ウ.精神機能刺激
精神活動に影響を与える
甲状腺ホルモン欠乏により精神活動が鈍くなり、逆に過剰になると興奮しやすくなる
エ.その他
他のホルモンの作用に相加的、相乗的な影響をあたえる
→許容作用(他のホルモンの働きを助ける作用)

②分泌調節
甲状腺刺激ホルモン(TSH)により調節を受ける
負のフィードバック機構(甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン → 甲状腺刺激ホルモン → 甲状腺ホルモン → 甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン)

★分泌異常
①機能亢進
・バセドウ病
甲状腺腫、眼球突出、頻脈
←メルゼブルグの3兆候
基礎代謝の増加
手指の振るえなど
②機能低下
・クレチン病
小児における甲状腺機能低下によって起こる
成長や機能の発達が曽我井される
(甲状腺性の小人症と違って、知能の発達にも影響を与える)
・粘液水腫
成人における甲状腺の機能低下によって起こる
浮腫を特徴とする(加圧してもへこみにくい粘りのある浮腫)

(2)カルシトニン
①生理作用
血漿カルシウムイオン濃度の低下
・骨吸収の抑制
・骨形成の促進
・腎臓からのカルシウムイオン排泄の促進
②分泌を促す要因
血漿カルシウムイオン濃度の増加

■3)副甲状腺(上皮小体)
(1)副甲状腺ホルモン(パラソルモン、PTH)
①生理作用
血漿カルシウムイオン濃度の増大
・骨吸収の促進
・腎臓の尿細管でのカルシウムイオンの再吸収の促進
・腎臓におけるビタミンD活性化促進により、間接的に腸からのカルシウムイオンの吸収促進
(2)血漿カルシウムイオン濃度の調節
正常値:10ミリグラム/デシリットル
・正常値より低下した場合→パラソルモンの分泌増加
・正常値より増加した場合→カルシトニンの分泌増加

★副甲状腺ホルモンの分泌異常
①機能亢進
・骨粗鬆症
②機能低下
・テタニー
筋の興奮性が高まり、骨格筋の不随意的収縮が起こる
四肢、喉頭筋に起こり、窒息を起こすことがある

■4)膵臓
①ランゲルハンス島
内分泌細胞の集まり
膵臓内に100万から200万個存在
重量は膵臓全体の1~2%
膵尾に多くある
②内分泌細胞
ア.α細胞(A細胞)
内分泌細胞全体の約20%を占める
グルカゴンを分泌
イ.β細胞(B細胞)
内分泌細胞全体の約60~75%を占める
インスリンを分泌
ウ.δ細胞(D細胞)
内分泌細胞全体の約1~8%を占める
ソマトスタチンの分泌
(1)インスリン
①生理作用
骨格筋、脂肪組織、肝臓に作用して同化作用の促進、異化作用の抑制
ア.糖代謝
血中のグルコースの細胞内への取込みの促進
肝臓におけるグリコーゲン合成の促進

血糖値を下げる

イ.脂質代謝
グルコースの脂肪への変換の促進
ウ.タンパク質代謝
アミノ酸の細胞内への取込みの促進
タンパク質合成の促進

②分泌調節
血糖値の変動
迷走神経により分泌促進
グルカゴン、GIPにより分泌が促進
ソマトスタチンにより分泌が抑制される

★分泌異常(糖尿病)
・インスリンの分泌低下やインスリン応答低下によって起こる
・高血糖、糖尿、多尿、多飲
・ケトンアシドーシス

(2)グルカゴン
①生理作用
肝臓でのグリコーゲンの分解、糖新生の促進
→血糖値の上昇
肝臓での脂肪分解の促進により、血中遊離脂肪酸の増加
インスリン、ソマトスタチンの分泌促進

(3)ソマトスタチン
インスリン、グルカゴンの分泌抑制
血糖値の上昇やグルカゴンの分泌により促進される

(4)血糖の調節
・正常値:70~110ミリグラム/デシリットル
・正常より上昇した場合:インスリンの分泌上昇
・正常より低下した場合:グルカゴンの分泌上昇

・インスリン→グルカゴンの分泌抑制
・グルカゴン→インスリン、ソマトスタチンの分泌促進
・ソマトスタチン→インスリン、グルカゴンの分泌抑制

☆血糖値上昇
→インスリン分泌
→ソマトスタチンがインスリンの過剰分泌を抑える、グルカゴンの分泌促進で血糖値を下げすぎない

★血糖値を上昇させるホルモン
グルカゴン
カテコールアミン(特にアドレナリン)
成長ホルモン
副腎皮質ホルモン(うち、糖質コルチコイド)
甲状腺ホルモン

■5)副腎
☆内側(内部)を髄室、外側(表面側)を皮質
(1)副腎髄質ホルモン
クロム親和性細胞から、大量のアドレナリン(エピネフリン)、わずかのノルアドレナリン(ノルエピネフリン)、ごくわずかのドパミンを分泌
上記三種のホルモンを称してカテコールアミンという
①アドレナリンとノルアドレナリン
ア.生理作用
・アドレナリン:
心拍出量増加作用、血糖値上昇作用が顕著
・ノルアドレナリン
末梢血管収縮による、血圧上昇作用が顕著
a.循環系に及ぼす作用
・アドレナリン→心筋の収縮力、心拍数の増加
・ノルアドレナリン→末梢血管収縮による血圧上昇
b.血糖値に及ぼす作用
肝臓や筋におけるグリコーゲンの分解促進により血糖値上昇
アドレナリンの方がその作用が強い
c.遊離脂肪酸量に及ぼす作用
脂肪分解を促進し、血中遊離脂肪酸の増加
d.代謝に及ぼす作用
代謝量を増加させる
組織の酸素消費量を増加させ、熱産生量の増加
e.血管以外の平滑筋に及ぼす作用
気管支の拡張、胃運動の抑制
→アドレナリンの方がその作用が強い

イ.分泌調節
交感神経によって調節
激しい筋運動時、著しい寒冷・温熱刺激、大量出血による血圧降下時などによく分泌される

②ドパミン
その作用は不明

③緊急反応
緊急事態には、全身の種々の器官の交感神経の活動が亢進し、カテコールアミンの分泌が増大し、瞳孔散大、心拍数増加、血圧・血糖値上昇など、闘争や防衛などに都合のよい身体状態にすること(キャノンにより提唱された)

★分泌異常
・褐色細胞腫
クロム親和性細胞が腫瘍化すること
副腎髄質ホルモンが過剰に分泌される
→高血圧、心悸亢進、発汗、頭痛

(2)副腎皮質ホルモン(コルチコステロイド)
①副腎皮質の構造
外側から順に
・顆粒層
電解質コルチコイドを分泌
・束状層
糖質コルチコイドを分泌
・網状層
副腎アンドロジェンを分泌

②糖質コルチコイド
主なものコルチゾル、コルチコステロン
ア.生理作用
a.物質代謝に対する作用
血糖値の上昇←肝臓での糖新生による
タンパク質や脂肪の分解促進
b.抗炎症、抗アレルギー作用
c.許容作用
他のホルモンの働きを助ける
甲状腺ホルモン、成長ホルモン、カテコールアミン、インスリン、グルカゴンなどの作用を発揮するのに必要
d.胃に対する作用
胃酸およびペプシンの分泌の促進
粘液の分泌を抑制
e.その他
・抗ショック作用
ストレス刺激に対する抵抗力を高める

イ.分泌調節
a.促進要因
・副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)によって分泌促進
☆副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン(CRH)によって分泌調節される
・種々のストレス刺激によって分泌促進
b.抑制要因
負のフィードバック機構

③電解質コルチコイド
主なものはアルドステロン
ア.生理作用
腎臓の、主に集合管に作用してNa+再吸収促進、K+の排出促進
細胞外液量の増加
イ.分泌調節
レニンアンギオテンシン系
ACTH、ナトリウムイオン・カリウムイオンの濃度低下などでも分泌促進

④副腎アンドロジェン
主なものはデヒドロエピアンドロステロン(DHEA)
作用(身体を男性化する)は弱い
分泌調節はCRH-ACTHによる

★分泌異常
①機能低下
・アジソン病
皮膚の色素沈着
低血圧、低血糖、ナトリウムイオンの顆状排泄

②機能亢進
・クッシング症候群
糖質コルチコイドの分泌過剰によって起こる
満月様顔貌、中心性肥満
高血糖、高血圧など
・コン症候群
電解質コルチコイドの分泌過剰によって起こる
ナトリウムイオンの貯溜、カリウムイオンの低下
多飲、多尿、高血圧など
・副腎性器症候群
副腎アンドロジェンの分泌過剰によって起こる
女性:体型の男性化
男性:思春期前に起こると精巣が未成熟であるのに第二次性徴のみ成熟する

■6)精巣
アンドロジェン(男性ホルモン)とは、身体を男性化する物質の総称
精巣からでるアンドロジェンの主なものはテストステロン
①構造
多数の精細管からなる
精細管の間を埋める間質細胞(ライジッヒ細胞)がテストステロンを生成、分泌
精細管には精子となる精祖細胞と精細胞を栄養するセルトリ細胞がある
②テストステロン
ア.生理作用
セルトリ細胞に作用して、精子形成の促進
前立腺や精嚢の発育の促進、機能の維持
男性の第二次性徴の発現(外生殖器の発育、体毛の成長、甲状軟骨の突出、声変り)を促進
筋肉および骨基質のタンパク質合成の促進(タンパク質同化作用)
性欲の亢進

イ.分泌調節
黄体形成ホルモンにより調節(性腺刺激ホルモン放出ホルモンが上位に)
負のフィードバック機構
セルトリ細胞は卵胞刺激ホルモンによって調節を受ける

■7)卵巣
①構造
皮質と髄質からなる
皮質には卵胞、黄体などがある
髄質は血管で占められている
卵胞は原始卵胞、胞状卵胞、成熟卵胞(グラーフ卵胞)の順に発育し、卵子を放出(排卵)
排卵後、卵胞は赤体を経て黄体となる
黄体は受精すると妊娠黄体に、受精しなければ退化して白体になる

(1)卵胞ホルモン(エストロジェン)
主なものは、エストラジオール、エストロン、エストリオール
①生理作用
卵胞の発育の促進
卵管運動を高め、卵子の子宮腔への輸送を助ける
子宮内膜と膣上皮の増殖の促進
乳腺発育の促進
女性の第二次性徴(乳房の発達、骨格の女性化、皮下脂肪の沈着など)の発現の促進
性欲の亢進

(2)黄体ホルモン(プロジェステロン)
①生理作用
受精卵の着床を容易にし、妊娠を維持する作用
乳腺の発育の促進
排卵の抑制
体温の上昇作用

(3)分泌調節
・エストロジェン
性腺刺激ホルモン(FSH、LH)(←GnRHが上位に)
・プロジェステロン
性腺刺激ホルモン(LH)(←GnRHが上位に)
・負のフィードバック機構
・正のフィードバック
排卵の約36時間前には、血中エストロジェンが急激に増加し、プロジェステロンの存在下で正のフィードバックにより、一過性にLHの分泌が増加

■8)その他のホルモン
教科書を参照





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