Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Edition

1. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.

2. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
77章 甲状腺代謝ホルモン
UNIT XIV
内分泌学と生殖

3. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺は,喉頭の両側,直前に位置していて,最も大き
な内分泌腺の一つ.
成人では,正常で15-20g.
throxine,triiodothyronine,通常T4,T3と呼ばれるホ
ルモンを分泌.
 いずれも,代謝速度を著明に上昇.甲状腺ホルモンの分泌が
完全に無くなると基礎代謝速度は正常の40-50%にまで減
速し,過剰な分泌は,基礎代謝速度を正常より60-100%加
速する.
甲状腺ホルモンの分泌は,おもにthyroid-
stimulating hormone(TSH)甲状腺刺激ホルモンに
よる制御を受けている.
甲状腺

4. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺代謝ホルモンの合成と分泌

5. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
多数の閉鎖された濾胞(径100-300μm)からなる.
colloidと呼ばれる分泌成分で満たされ,立方上皮細
胞に裏打ちされている.
colloidの主要な構成物は,大きな糖蛋白
thyroglobulinで甲状腺ホルモンを含んでいる.
濾胞内に分泌された液は,濾胞上皮に再び吸収されて
から血中に至る.
甲状腺は,毎分,その重さの約5倍(100mL/min)もの血液
が流れている. 通常は,1分間あたり,腺の重さと同量の血
液が流れるのが普通で,同様の例外は副腎皮質.
甲状腺には,C細胞と呼ばれるcalcitoninを分泌する細胞
も持つ.
calcitoninは,血漿Caイオンの濃度を調節
甲状腺の生理学的解剖

6. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺の解剖学
喉頭
甲状腺
気管

7. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺の顕微鏡解剖学
濾胞
毛細血管
立方上皮
細胞
傍濾胞細胞
parafollicular cell
赤血球

8. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
正常量のthyroxineを産生するためには,毎年
ヨウ化物の形で約50mgのヨウ素を摂取する
必要がある→約1mg/週.
ヨウ素欠乏を予防するために,食卓塩には,塩化
ナトリウム100,000に対してヨウ化ナトリウム1の
割合で構成されている.
thyroxine産生には,ヨウ素が必要

9. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
口から摂取されたヨウ化物は,塩化物と同様に
消化管から血中に吸収される.
通常,大半のヨウ化物は,すみやかに腎臓から排
泄される.
1/5は,甲状腺細胞により,循環血液中から選択
的に除去されて,甲状腺ホルモンの合成に利用
される.
摂取されたヨウ化物の運命

10. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
ヨウ化物ポンプ-Na+-I-共輸送(ヨウ化物罠)
DIT, Diiodotyrosine; ER, endoplasmic reticulum; I−, iodide ion; I2, iodine; MIT, monoiodotyrosine;
NIS, sodium-iodide symporter; RT3, reverse triiodothyronine; TG, thyroglobulin.
♣ 基底膜にあるNa+-I-共輸送体が,Na+二個と共にI-一個
を細胞内に共輸送する.I-の濃度勾配に逆らって移送する
ためのエネルギーは,ATPase pumpによる.
♣ この細胞内I-濃度を上昇させる過程をiodide
trappingヨウ化物罠と称する.

11. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
ヨウ化物ポンプ-Na+-I-共輸送(ヨウ化物罠)
DIT, Diiodotyrosine; ER, endoplasmic reticulum; I−, iodide ion; I2, iodine; MIT, monoiodotyrosine;
NIS, sodium-iodide symporter; RT3, reverse triiodothyronine; TG, thyroglobulin.
♣ iodide trappingヨウ化物罠により細胞内は,血中の30
倍の濃度に保たれる.甲状腺の活性が高まると,その比は
250倍にまで高まる.
♣ TSHでヨウ化物ポンプが刺激され,下垂体摘出で作用
が消失する.

12. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
thyroglobulinの産生,分泌
DIT, Diiodotyrosine; ER, endoplasmic reticulum; I−, iodide ion; I2, iodine; MIT, monoiodotyrosine;
NIS, sodium-iodide symporter; RT3, reverse triiodothyronine; TG, thyroglobulin.
♣ ERとGolgi装置がthyroglobulinと呼ばれる分子量約
33.5万の大きな糖蛋白を合成して濾胞内に分泌する.
♣ thyroglobulin1分子が,約70個のtyrosineアミノ酸を
含み,それがヨウ素と結合して甲状腺ホルモンを合成.

13. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
ヨウ素イオンI-の酸化
DIT, Diiodotyrosine; ER, endoplasmic reticulum; I−, iodide ion; I2, iodine; MIT, monoiodotyrosine;
NIS, sodium-iodide symporter; RT3, reverse triiodothyronine; TG, thyroglobulin.
♣ ヨウ素イオンは酸化(I0 or I3
-)しないと,tyrosineと結合
できない.
♣ この酸化を促進するのがperoxidaseと過酸化水素
H2O2.

14. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
throsineのヨウ素化,TGの有機化
DIT, Diiodotyrosine; ER, endoplasmic reticulum; I−, iodide ion; I2, iodine; MIT, monoiodotyrosine;
NIS, sodium-iodide symporter; RT3, reverse triiodothyronine; TG, thyroglobulin.
♣ ヨウ素とthyroglobulinとの結合を,有機化と称す.
♣ 分子内の酸化されたヨウ素は,tyrosineと直接ゆっくり
結合するが,peroxydase酵素が関与すると,数秒,数分
で結合が完了する.

15. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
throsineのヨウ素化
1. tyrosineがperoxydaseの触媒
により一つのヨウ素と結合して
monoiodotyrosineを形成
2. さらにヨウ素を結合して
diiodotyrosineを形成
3. mono-とdi-が結合して3,4,3’-
triiodothyrosine(T3)を形成
4. mono-とdi-との縮合couplingに
より少量の3,3’,5’-
triiodothyronine(RT3)が形成さ
れるが,人では機能的に重要でな
い.
5. 二つのdi-が結合して
thyroxine(T4)が形成される.
I:ヨウ素

16. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺は,他の内分泌腺と異なり,大量のホル
モンを貯蔵する能力を有する.
甲状腺ホルモンの合成段階が終了すると,各
thyroglobulin分子はthyroxine分子を30個まで
と数個のtriiodothyronine分子を内蔵する.
この状態で,2,3ヶ月間分の甲状腺ホルモンを供給
するに十分な量を濾胞内に蓄えられる.
甲状腺ホルモンの合成が停止しても,欠乏症の生
理学的効果は,数ヶ月にわたって現れない.
thyroglobulinの貯蔵

17. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
thyroglobulinが,直接血中に放出されること
は無い
thyroxineないしtriiodothyronineが
thyroglobulinから剥がされて,遊離した状態
で放出される.
甲状腺ホルモンの放出

18. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
甲状腺ホルモンの放出
濾胞細胞の頂端面から伸びる偽足
HISTOLOGY AND CELL BIOLOGY 5TH Edition Fig.19-2
1. 頂端面からコロイド内の飲小
胞pinocytic vesicleに伸び
る偽足が,小胞を細胞内に取
り込む.
2. 取り込まれた小胞周囲
を,lysosomeが囲み,小胞と
癒合して,消化酵素により小胞
内容を消化.
3. 小胞内のthyroglobulin分
子が複数の蛋白分解酵素に
より分解され,T3,T4を放出.
4. 放出されたT3,T4は細胞基
底部から周囲の毛細血管に
拡散.

19. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
 コロイド内のthyroglobulinの一部は,濾胞細胞の内腔面にある
megalinと呼ばれる蛋白と結合して,endocytosisにより細胞内に
入る.
 megalin-thyroglobulin複合体は,transcytosisにより反対側の
基底外側膜に移送され,meglinの一部がthyroglobulinと結合した
まま毛細血管内に放出される.
 thyroglobulinの中の,ヨウ素化tyrosineの3/4は甲状腺ホルモンに
ならず,monoiodotyrosine, diiodotyrosineのまま.
 thyroglobulin分子の消化過程で,T3,T4が放出され
thyroglobulin分子から遊離する.
 遊離したT3,T4からは,deiodinase酵素によりヨウ素が裂かれて,次
の甲状腺ホルモン合成に再利用される.
 先天的にdeiodinaseが欠損している場合,このサイクル過程が
成り立たず,ヨウ素欠損に陥る.
甲状腺ホルモンの放出

20. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺から分泌されるホルモンの約93%
は,thyroxine(T4)で,triiodothyronine(T3)
は,わずか7%に過ぎない.
その後の数日で,T4のおよそ半分は,ゆっくり脱
ヨウ素を受けてT3となる.
最終的に,組織で利用されるのは,主にT3で,約
35μg/日が利用されている.
T3,T4の日毎の分泌量

21. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
組織へのT4,T3の移送

22. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
血中に入るやいなやT4,T3の99%以上は,いくつ
かの血漿蛋白と結合
いずれも,肝臓で合成される蛋白
主に,thyroxine-binding globulinと結合
僅かにthyroxine-binding prealbumin,
albuminと結合
T4,T3は血漿蛋白と結合

23. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモンは,血漿結合蛋白との親和性
が高く,特にT4は,組織細胞にゆっくり放出される.
血中のT4の半分が組織に放出されるのは,約6日
間毎
T3は,蛋白との親和性がT4より低いため,血中の半
分が組織に放出されるのは,約1日毎.
組織細胞に入るやいなやT4,T3いずれも細胞内
の蛋白と再び結合.
T4は,T3より強固に結合
数日から数週以上をかけてゆっくり利用される.
T4,T3は緩徐に組織細胞に放出される

24. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
作用の発現は緩徐で,⾧時間持続
♣ 大量のT4を投与しても,2,3日間は代謝速度に変化を認めない.
♣ 作用が出現すると,次第に代謝速度が速まり,10-12日間で最大に達する.
♣ 半減期は,約15日間で,活性は6週間から2ヶ月は持続.
基礎代謝速度
日
Thyroxine(T4)注射

25. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
作用の発現は緩徐で,⾧時間持続
T3は,T4より約4倍速く作用が出現
T3の潜時は,6-12時間と短く,活性の極期は2-3
日以内.
甲状腺ホルモンの潜時が⾧く,作用時間が⾧い
のは,血漿内,細胞内での蛋白との結合が強く,
ゆっくり放出されるため
細胞内での,作用発揮の仕方も,潜時が⾧いことに
影響

26. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモンの生理作用

27. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
多くの遺伝子の転写を増す
脱ヨウ素酵素
遺伝子
転写
細胞質
細胞膜
甲状腺
ホルモン
感受性
区分
核膜
遺伝子
核
甲状腺
ホルモン
受容体
Retinoid X
受容体
新たな
蛋白合成

28. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
異なるシステム上の作用
新たな
蛋白合成
多くの
他のシステム
成⾧ 中枢神経
成⾧
心血管系 代謝
↑心拍出量
↑組織血流量
↑心拍数
↑心収縮力
↑呼吸
↑ミトコンドリア
↑Na+-K+-ATPase
↑酸素消費量
↑糖吸収
↑糖新生
↑糖原分解
↑脂肪分解
↑蛋白合成
↑基礎代謝率

29. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
遺伝子の転写速度を増す作用の前に,ほぼ全
てのthyroxine(T4)から一つのヨウ素が除か
れ,triiodothyronine(T3)が生成される.
細胞内の甲状腺ホルモン受容体
は,triiodothyronine (T3)に高度の親和性を
有する.
最終的に,受容体と結合する甲状腺ホルモンの
90%以上は,triiodothyronine (T3).
T4は,ほとんどT3に変換される

30. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
 甲状腺ンホルモンの受容体は,DNA遺伝子鎖ないしその基
部に付着している.
 受容体は,DNA上の特異的な甲状腺ホルモン感受性区部に
あるretinoid X 受容体(RXR)と,heterodimer(ヘテロ二量
体;いくつかのアミノ酸配列変異がある一対の蛋白からなる分子)を形成
1. 甲状腺ホルモンと結合した後,受容体が活性化され,転写過
程を開始.
2. 異なるタイプのmRNAが,大量に生成される.
3. その数分ないし数時間以内に,RNAの翻訳から細胞質の
ribosomeが,数百の新たな細胞内蛋白を生成.蛋白は,も
のにより僅かに増えるだけのものから, 6倍にも増加するも
のまである.
4. これらの蛋白の酵素的機能その他により,甲状腺ホルモンの
作用がおこる.
核の受容体を活性化

31. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
遺伝子情報以外の作用
いくつかの作用は,数分以内に起こり,蛋白合成の
変化では説明がつかないほどの速さで,遺伝子の
転写,翻訳の阻害による影響を受けない.
そうした作用は,心臓,下垂体,脂肪組織などいくつか
の組織で報告されてきた.
その作用部位は,形質膜(=細胞膜),細胞質,ミトコ
ンドリアなど.
イオンチャンネル,酸化的リン酸化の調節やcAMPな
どの細胞内二次メッセンジャーや蛋白分解酵素信
号カスケードの活性化などが含まれる.
遺伝子転写以外の作用

32. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
体内のほぼ全ての組織の代謝活性を増す.
大量の甲状腺ホルモンが分泌されると,基礎代
謝速度は,正常より60-100%増える.
食物を,エネルギー源として利用する速度が,著明に
増える.
蛋白の合成速度が増すと同時に,異化も促進
若年者の成⾧は,大いに促進
精神状態は,興奮性となり,他の内分泌腺の活性も
増加.
細胞内代謝活性を増強

33. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
動物にT4,T3を投与すると,殆どの細胞のミトコ
ンドリアのサイズが大きくなり,数も増える.
動物の全身の代謝速度の増加にほぼ正比例して,
ミトコンドリアの膜の表面積が増える.
T4の主たる機能は,単純にミトコンドリアの数と活性
を増すことにあり,翻って細胞機能を活性化する
ATPの産生速度を速める結果となる.
ミトコンドリアの増加,活性化は,細胞の活性化の結
果であるとともに,原因でもあり得る.
ミトコンドリアの数を増加し活性化

34. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモンに反応して活性が増す酵素の
一つが,Na+-K+ ATPase
この活性が増すことにより細胞膜を介したNa+,K+イ
オンの移送速度が速まる.
この過程には,エネルギーを要し,体の熱産生量を増
やすことから,甲状腺ホルモンが代謝速度を速める
仕組みの一つの可能性がある.
甲状腺ホルモンにより,多くの細胞膜でNa+が漏れや
すくなり,それがさらにNa+ポンプを活性化し,熱の産
生を増加する.
細胞膜を介したイオンの能動輸送を増加

35. 04 Transport of Substances through Cell Membranes
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Na-Kポンプの基本構造
O.Yamaguchi
分子量10万の大きな球状の輸送蛋白αsubunitと,分子量5.5万の小さい
βsubunitとの複合体.後者の働きは不明.
α subunit
β subunit

36. 04 Transport of Substances through Cell Membranes
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Na-Kポンプの基本構造
O.Yamaguchi
1,細胞内に突き出た部分に,3個のNa+を結合する部分がある
2,細胞の外側に,K+の結合部位が2個ある.
3,内側のNa+結合部位の近傍に,ATPase活性を持つ.
α subunit
β subunit

37. 04 Transport of Substances through Cell Membranes
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. 2個のK+が外側に,3個のNa+が内側に結合
すると,ATPaseが活性化される.
2. ATPaseの活性化によりATPが開裂し,ADP
と高エネルギーリン酸イオン結合を生じる.
3. このエネルギーによって輸送蛋白の化学的,構
造的変化が起こされる.
4. 結果として,3Na+を細胞内に2K+を細胞外に
移動させる.
Na+-K+ ATPase pump
O.Yamaguchi

38. 04 Transport of Substances through Cell Membranes
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Na+とK+の電気的勾配が高められ,蓄えられ
たエネルギーがATPの加水分解による化学的
エネルギーを上回る場合には,これらのイオンは
濃度を減らし,Na+-K+pumpは,ADPとリン
酸イオンからATPを合成する.
Na+-K+ pumpのリン酸化型は,リン酸イオン
をADPに付与してATPを生じるか,そのエネル
ギーを使用して輸送蛋白の構造を変え,Na+を
排出し,K+を引き込む.
Na+-K+ ATPase pump
O.Yamaguchi

39. 04 Transport of Substances through Cell Membranes
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Na+とK+の電気化学的勾配ととも
に,ATP,ADP,リン酸イオンの相対的濃度が
Na+-K+ ATPaseの反応方向を決定してい
る.
電気的活性を有する神経細胞などは, 細胞の
エネルギー需要の60-70%をNa+の排出,K+
の引き込みに使用している.
Na+-K+ ATPase pump
O.Yamaguchi

40. 04 Transport of Substances through Cell Membranes
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. 細胞内には,外に出られない多数の蛋白質,有機
物質が存在する.
2. これらは,陰性に荷電している.
3. よって多数のK+,Na+などの陽性イオンを引き込
む.
4. 細胞内のこれらの蛋白,有機物質,引き込まれた
イオンが,細胞内への水の滲透を促す.
5. この現象のチェック機構が機能しないと,細胞は
膨張,破裂にいたる.
6. これを予防しているのが,Na+-K+pump
Na+-K+pumpが細胞の大きさを制御
O.Yamaguchi

41. 04 Transport of Substances through Cell Membranes
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
7. Na+-K+pumpは,Na+3個を細胞外へ出す
毎にK+2個を細胞内に移動させる.
8. 膜は,K+と比べNa+の方が遙かに透過させに
くいので,一度細胞外に出たNa+は,そこに留
まる.
9. この過程で,正味1イオンが細胞外にでること
になり,細胞外への水の滲透を促している.
10.何らかの理由で細胞が膨化すると,自動的に
Na+-K+pumpが活性化される.
Na+-K+pumpが細胞の大きさを制御
O.Yamaguchi

42. 04 Transport of Substances through Cell Membranes
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
3個のNa+を細胞外に出す毎に,k+2個を細胞
内に引き込む.
結果として,細胞外が電気的に陽性となり,内
側は陽イオンが一つ減ることから陰性となる.
細胞膜の電位差を作り出している.
この膜電位は,神経や筋繊維が信号を伝搬す
るために必須.
Na+-K+pumpの起電性
O.Yamaguchi

43. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
成⾧に及ぼす全般的影響と特異的影響
甲状腺ホルモンは,オタマジャクシから蛙への変態に,不
可欠と知られてきた.
人では,甲状腺ホルモンが,小児期の成⾧に,明らかに影
響する.
甲状腺機能低下の児の場合,成⾧速度は大きく遅滞
する.
甲状腺機能亢進の児の場合,過剰な骨格成⾧がおこ
り,小児期でも高身⾧となる.
– 骨の成熟も早まり,若年で骨端線の閉鎖が起こるた
め,成⾧期間,成人してからの最終的身⾧が短くなる
可能性もある.
成⾧に及ぼす影響

44. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
成⾧に及ぼす全般的影響と特異的影響
胎児期と生後数年間の脳の成⾧,発達に重要な
影響を与える.
胎児が,充分な甲状腺ホルモンを分泌出来ない場
合,出生前後の脳の成⾧,成熟が大きく遅滞し,脳
の大きさが,正常より小さくなる.
生後,数日から数週間以内に特異的な甲状腺治
療を行わないと,生涯,精神発達遅滞となる.
成⾧に及ぼす影響

45. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
体の特異的機能に対する
甲状腺ホルモンの影響

46. 77 Thyroid Metabolic Hormones
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Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
炭水化物の代謝を,あらゆる面で刺激
細胞による糖の取り込みを速める.
解糖を速める.
糖新生を促進
消化管からの吸収促進
インスリン分泌増加
いずれも,甲状腺ホルモンによる細胞の代謝酵
素の増加の結果
炭水化物の代謝を刺激

47. 77 Thyroid Metabolic Hormones
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Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
脂質代謝を全面的に刺激
特に,脂肪組織からの脂肪の動員が速まる.
他の組織構成成分と比較して,脂肪の貯留を大き
く減少
血漿中の遊離脂肪酸を増加し,細胞による遊離
脂肪酸の酸化を促進
脂質代謝を刺激

48. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモンの増加は,血漿中の
cholesterol, phosholipid, triglyceride
濃度を低下し,遊離脂肪酸を増加
甲状腺ホルモンの低下は,血漿中の
cholesterol, phosholipid, triglyceride
濃度を大きく増し,ほぼ常に肝臓に,脂肪の過剰
な沈着を起こす.
遷延した甲状腺機能低下による血漿cholesterol
の大幅な増加は,しばしば重篤な
atherosclerosisの原因になる.
血漿,肝臓の脂肪に対する効果

49. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
cholesterol濃度を減らす仕組み
胆汁内へのcholesterol分泌を著明に増やし,結
果的に便中への排泄を増加
甲状腺ホルモンにより肝細胞上のlow-density
lipoprotein受容体の数が増加し,肝臓によるlow-
density lipoproteinの速やかな除去が行われ,結
果として肝細胞によるこれらlipoprotein内の
cholesterolの分泌が増加する.
血漿,肝臓の脂肪に対する効果

50. 71 The Liver
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
肝臓で合成されたcholesterolの約80%は,胆汁
酸塩bile saltに変換され､胆汁に分泌される.
残りは,lipoprotein内で血中から組織細胞に輸
送される.
phospholipidも,肝で合成され,おもに
lipoproteinで輸送される.
cholesterol,phospholipidいずれも細胞によっ
て使用され,膜,細胞内構造および細胞機能にとっ
て重要な複数の化学物質を形成
CHO,蛋白からの脂肪合成は,すべて肝で行わ
れ,lipoproteinの形で脂肪組織に輸送され保存
される.
脂質代謝

51. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモンが,多くの体酵素を増す.
vitaminは,酵素や補酵素の必要不可欠な構成成
分で,甲状腺ホルモンがその必要性を増す.
過剰な甲状腺ホルモン分泌の際には,同時に
vitaminの産生が増し,利用可能なvitamin量が
増加しないと,相対的vitamin不足が起こる可能性
がある.
vitaminの需要を増す

52. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
ほぼ全ての体細胞の代謝を亢進.
過剰な甲状腺ホルモン分泌は,基礎代謝速
度を正常より60-100%速める.
甲状腺ホルモンの産生が無い場合には,基
礎代謝速度が半減する.
基礎代謝速度を増す

53. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
ホルモン産生量と基礎代謝速度
甲状腺ホルモン分泌量(mg/日)
基礎代謝速度
(%変化)
甲状腺機能亢進
甲状腺機能
低下
正常
♣ 高い基礎代謝速度に至るには,極
度に大量の甲状腺ホルモンの分泌が
必要.

54. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモンが大きく増加すると,ほぼ常に体
重が減少する.
甲状腺ホルモンが大きく減少すると,ほぼ常に体
重が増加する.
甲状腺ホルモンは,食欲も増すため,代謝速度
の変化を相殺する可能性があり,これらの作用
が常に出現するわけではない.
体重減少

55. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
組織代謝の亢進から,酸素の利用速度が正常
より速まり,組織からの代謝産物の放出が増加
する.
結果的に全身の血管拡張,血流量増加を来す.
体からの放熱の必要性から,皮膚の血流量が増加.
血流増加の結果,甲状腺ホルモンが過剰な場合,
心拍出量が正常より60%も増加する場合があり,
重篤な甲状腺機能不全では,正常の50%にまで減
少する.
血流量,心拍出量増加

56. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
心拍出量増加以上に,心拍数が増加
甲状腺ホルモンには,直接心臓を刺激する作用を有
し,心拍数が増加すると思われる.
心拍数は,臨床家が,患者の甲状腺ホルモン分泌の
多寡を判断する上で,感受性の高い理学的所見と
して,重要.
頻脈 甲状腺機能低下は否定的
徐脈 甲状腺機能亢進は,否定的
心拍数増加

57. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
僅かな甲状腺ホルモンの余剰でも,心収縮力は
上昇しうる.
中等度の発熱や労作で,心収縮力が増すのと同類.
甲状腺ホルモンが著増すると,⾧期間の蛋白異
化が原因で,心収縮力は弱まる.
重篤な甲状腺中毒患者は,心拍出量増加に起因
する心臓負荷の増加と,二次的な心筋不全に対す
る代償不全から死亡する.
心収縮力の増加

58. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモン投与後でも,平均血圧は正常
であり続ける.
脈圧は,拡大
甲状腺機能亢進では,収縮期圧が10-15mmHg
上昇
拡張期圧は,相当量の低下.
正常血圧

59. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
代謝の亢進から,酸素利用量が増加し,炭酸ガ
ス排泄量も増加.
→呼吸の数,深さを増す機構全てを活性化
呼吸の増加

60. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
食欲増加,食物摂取増加
消化管分泌液増加,消化管ぜん動促進
結果的に,甲状腺機能亢進では,しばしば下痢
を起こす.
甲状腺機能不全では,便秘を起こす.
消化管ぜん動促進

61. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
一般に,甲状腺ホルモンは,脳作用を速めるが,
思考過程は解離する.
甲状腺ホルモンの欠落は,脳作用の速度を減じ
る.
甲状腺機能亢進症の人は,非常に神経質で,
多くの精神神経傾向,不安コンプレックス,心配
症,妄想paranoiaなどを呈する.
中枢神経系の興奮作用

62. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
僅かな甲状腺ホルモンの増加で,筋は活力に反
応する.
過剰になると,蛋白の異化作用が過剰となり,
筋肉が弱まる.
不足すると,筋肉が鈍くなり,収縮後にゆっくりと
弛緩する.
筋肉機能への影響

63. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺機能亢進の,もっと特徴的なサインが,筋肉
の振戦tremor
Parkinson病患者の粗なtremor,あるいは身震いと違
い10-15回/秒の速い振戦
振戦は,伸ばした指に一枚の紙を置いて,その紙の振動
の程度に注意することで,容易に観察することが可能.
このtremorは,筋緊張を制御する脊髄の領域の神経シ
ナプスの反応性の増加によって引き起こされると考えら
れている.
振戦は,甲状腺ホルモンの中枢神経系に対する影響の
程度を評価するための重要な手段.
筋の振戦tremor

64. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
筋肉や中枢神経系を疲労させる作用のせいで,
甲状腺機能亢進症の人は,常に疲労感を自覚
している.
それにもかかわらず,ホルモンがシナプスに対して
興奮性に作用する事が,入眠は困難.
逆に,機能低下の場合は,極度の嗜眠傾向を呈
し,睡眠は一日に12~14時間続く.
睡眠に対する影響

65. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
他のホルモンの分泌速度を増す
組織の,ホルモンに対する需要も増す.
T4分泌増加は,全身の糖代謝速度を増し,インスリ
ン分泌による対応が必要となる.
骨形成に関連する代謝活動を増加
副甲状腺ホルモンの需要を増す.
副腎の糖質コルチコイドが肝で不活化される速度
を速める.
この不活化速度の増加は,下垂体前葉による副腎皮
質刺激ホルモン産生のフィードバック増加につながり,副
腎からの糖質コルチコイド分泌速度の上昇につながる.
他の内分泌腺に対する影響

66. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
正常性機能のためには,甲状腺分泌が正常である
必要がある.
男性では,甲状腺ホルモンの欠如が性欲減退を引き起
こす可能性がある.
ホルモンの過剰は,インポテンスを引き起こすことがある.
女性の,甲状腺ホルモン欠如は,月経過多,多月経を起
こす.別の女性では,月経が不規則になったり,無月経
(月経不順)を起こす可能性がある.
女性の甲状腺機能低下は,性欲を大幅に低下させる
可能性がある.
機能亢進の女性で,稀発月経(出血が大幅に減少)が
一般的で,時に無月経が発生する.
性機能に及ぼす影響

67. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモンの分泌調節

68. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
 thyroid-stimulating hormone (TSH)(thyrotropin)
 下垂体前葉ホルモン
 分子量約28,000
 甲状腺からのT4,T3分泌を増加
 甲状腺に対する特異的作用
1. 濾胞内のthyroglobulinの蛋白分解を増し,循環にホルモンを放出
2. iodide pumpの活性を増し,腺細胞内へのヨウ素の捕捉を増し,内外のヨ
ウ素濃度差を8倍にまで高める
3. tyrosineのヨウ素化をすすめる.
4. 甲状腺細胞の大きさを増し,分泌活性を高める.
5. 甲状腺細胞の数を増やすと共に,形を立方から柱状に変え,濾胞に向かう
皺を増加.
 TSHの初期の重要な作用は,thyroglobulinの蛋白分解で,30分以
内にT4,T3が放出される.他の作用は,完全に機能するまでに数時間,
数日,数週間を要する.
TSHが甲状腺分泌を刺激

69. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺細胞に対するTSHの刺激作用は,ほと
んど“2nd messenger”cAMPの活性化による.
1. 初めの活性化は,TSHが,甲状腺細胞表面で,特
異的TSH受容体と結合することによる.
2. この結合は,膜のadenylyl cyclaseを活性化し,
細胞の内側のcAMP産生を増加
3. 最後に,cAMPが2nd messengerとして蛋白分解
を刺激し,複数のリン酸化反応を起こす.
4. 結果的に,甲状腺ホルモン分泌が速やかに増加し,
甲状腺組織の⾧期的成⾧を来す.
cAMPがTSHの刺激効果を仲介

70. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
ホルモンが,行う唯一の直接作用は,2nd
messengerを生成する事
2nd messenger(cAMP)が,以降の細胞内作
用を引き起こす.
cAMP以外の 2nd messenger
1. Ca2+とcalmodulin
2. 膜リン脂質の分解産物
 時により,同じ目標組織において,一つのホルモ
ンが複数の2nd messengerを刺激する.
細胞内ホルモン機能と,2nd messenger

71. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
 Adrenocorticotropic hormone (ACTH)
 Angiotensin II (epithelial cells)
 Calcitonin
 Catecholamines (beta receptors)
 Corticotropin-releasing hormone (CRH)
 Follicle-stimulating hormone (GHRH)
 Human chorionic gonadotropin (hCG)
 Luteinizing hormone (LH)
 Secretin
 Somatostatin
 Thyroid-stimulating hormone (TSH)
 Vasopressin (V2 receptor, epithelial cells)
adenylyl cyclase-cAMP system
を使用する多くのホルモンの一部

72. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
adenylyl cyclase-cAMP mechanism
♣ 受容体にホルモンが結合する
と,受容体とG蛋白との共役が
起こる.
♣ G蛋白が,adenylyl
cyclase-cAMP系を刺激する
場合(Gs蛋白),adenylyl
cyclaseという膜結合酵素が
Gs蛋白により刺激を受けて少
量のATPをcAMPに変換する.
♣ cAMPは,cAMP依存性蛋白
kinaseを刺激し,特異的な細
胞蛋白をリン酸化し,最終的に
ホルモンの細胞反応に至る生
化学的反射の引き金となる.

73. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
adenylyl cyclase-cAMP mechanism
♣ 細胞内で一度cAMPが生成さ
れると,段階的に増幅が起こる一
連の酵素反応(酵素の
cascade)が刺激される.
♣ 始めに,一つの酵素が活性化さ
れ,それが次の酵素を活性化し,
さらにそれが3番目,4番目と刺激
する.
♣ 重要な点は,当初数分子の
adenylyl cyclaseが活性化さ
れたに過ぎないのに,次の酵素は,
より多数の分子が活性化され,3
次,4次ではさらに多数となる.
♣ 結果的に,ごく少量のホルモン
が,強力なカスケード作用の引き
金となる.

74. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
adenylyl cyclase-cAMP mechanism
もし,ホルモンと受容体との結合が,抑制性G蛋
白(Gi蛋白)と共役すると,adenylyl cyclaseは
抑制され,cAMPの生成は減少し,最終的には
細胞の抑制性動作が導かれる.
ホルモン受容体と共役するのが,抑制性G蛋白
か,刺激性G蛋白かによりホルモンはcAMPや鍵
となる蛋白質のリン酸化を減らしたり,増やした
りする.

75. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
 cAMPの増減により,細胞内で起こる特異的な作用は,その
細胞の固有の機構による.
 ある細胞では,一つの酵素反応の開始
 別の細胞では,別の酵素反応
 目標細胞が異なれば,異なる機能が誘発される
特異的な細胞内化学物質の合成
筋の収縮,弛緩
分泌の開始
細胞透過性の変化
等
 cAMPにより甲状腺細胞が刺激を受ければ代謝ホルモンの
thyroxineやtriiodothyronineが生成されるが,同じcAMPが
副腎皮質細胞を刺激すれば,副腎皮質ステロイドの分泌が起こ
る.腎の遠位尿細管上皮や集合管上皮では,cAMPにより水の
透過性が高まる.
adenylyl cyclase-cAMP mechanism

76. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
下垂体前葉から分泌されるTSHは,視床下部
ホルモン thyrotropin-releasing hormone
(TRH)の制御を受けている.
視床下部の傍室核のニューロンで合成され,視床
下部中央隆起内にある神経端末から分泌される.
中央隆起から下垂体前葉までは視床下部-下垂
体 門脈血管により移送される.
TRHは,tripeptide amideで,pyroglutamyl-
histidyl-proline-amide
TRHがTSH分泌を調節

77. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. TRHが,下垂体細胞膜上のTRH受容体に結
合
2. この結合により,phospholipase 2nd
messenger systemを賦活化し,大量の
phospholipase Cを産生
3. Ca2+やdiacyl glycerolなどの他の2nd
messengerによるカスケードにより最終的に
TSHを分泌する.
TRHがTSH分泌を促す分子機構

78. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
いくつかのホルモンは,受容体の内側に突出した酵
素phospholipase Cを活性化する経膜型受容
体を刺激する.
この酵素は,細胞膜内のリン脂質,特に
phosphatidylinositol biphosphate(PIP2)を二つ
の別々の2nd messengerすなわちinositol
triphosphateイノシトール三リン酸(IP3)と
diacylglycerolジアシルグリセロール(DAG)に分解す
る反応を触媒する.
IP3は,Ca2+をミトコンドリアや小胞体から移動させ,Ca2+
自身が2nd messenger機能を有し,平滑筋収縮,細
胞分泌の変化などをもたらす.
リン脂質 2nd messenger

79. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Angiotensin II (血管平滑筋)
Catecholamine (α受容体)
Gonadotropin放出ホルモン(GnRH)
成⾧ホルモン放出ホルモン(GHRH)
Parathyroid hormone (PTH)
Oxytocin
Thyrotropin-releasing hormone (TRH)
Vasopressin (V1受容体,血管平滑筋)
Phospholipase C 2nd Messenger
Systemを使用するホルモン群

80. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
DAGは,第二の脂質2nd messenger
で,protein kinase Cを活性化する.protein
kinase Cは,大量の蛋白をリン酸化する.
DAGの脂質部分は,arachidonic acidアラキ
ドン酸で,prostaglandinや全身の組織の複数
の作用を引き起こす他の局所ホルモンの前駆
物質である.
diacylglycerol(DAG)

81. 75 Introduction to Endocrinology
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
視床下部からのTRH分泌,下垂体からのTSH
分泌を増加させる,最もよく知られた方法が,動
物を寒冷に暴露すること.
ラットを,数週間,厳しい寒さに暴露すると,甲状腺ホ
ルモンの排出量が正常の100%を超え,基礎代謝
率が50%も増加する可能性がある.
実際,北極圏に移動する人は,通常より15-20%高
い基礎代謝率に変わる.
寒冷などがTRH,TSH分泌に与える影響

82. 72 Dietary Balances ; Regulation of Feeding ; Obesity and Starvation ; vitamins and Minerals
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
弓状核のニューロンと神経伝達物質
食事摂取
孤束核へ
・交感神経活動
・エネルギー消費
弓状核
第三
脳室
食事摂取
減少
食事摂取
増加
pro-opiomelanocortin(POMC)
neuronがα-melanocyte-
stimulating hormone (α-MSH)を
産出し,cocaine-and amphetamine
-related transcript (CART)とともに,
摂食を減らし,エネルギー消費を増す
傍室核の
neuron

83. 72 Dietary Balances ; Regulation of Feeding ; Obesity and Starvation ; vitamins and Minerals
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
弓状核のニューロンと神経伝達物質
食事摂取
孤束核へ
・交感神経活動
・エネルギー消費
弓状核
第三
脳室
食事摂取
減少
食事摂取
増加
食欲促進性物質neuropeptide Y(NPY)及
びagouti-related protein (AGRP)を産出
するneuronsが,摂食を増し,エネルギー消費を
減らす.
傍室核の
neuron

84. 72 Dietary Balances ; Regulation of Feeding ; Obesity and Starvation ; vitamins and Minerals
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
弓状核のニューロンと神経伝達物質
食事摂取
孤束核へ
・交感神経活動
・エネルギー消費
弓状核
第三
脳室
食事摂取
減少
食事摂取
増加
♣ POMC neuronによって放出されたα-
MSHは、室傍核（PVN）の
melanocortin受容体（MCR-3および
MCR-4）を刺激し、孤束核に投射する
ニューロン経路を活性化し、交感神経活動と
エネルギー消費を増加させる.
♣ AGRPは,MCR-4の拮抗物質
傍室核の
neuron

85. 72 Dietary Balances ; Regulation of Feeding ; Obesity and Starvation ; vitamins and Minerals
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
弓状核のニューロンと神経伝達物質
食事摂取
孤束核へ
・交感神経活動
・エネルギー消費
弓状核
第三
脳室
食事摂取
減少
食事摂取
増加
♣ insulin,leptin,CCKはAGRP-NPY
neuronを抑制し,周囲のPOMC-CART
neuronを刺激し,摂食量を減少.
♣ 胃から分泌されるGhrelinは,AGRP-NPY
を活性化し,摂食量を増す.
 LepR:Leptin受容体
 Y1r:neuropeptide Y1受容体
傍室核の
neuron

86. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
食事摂取
孤束核へ
・交感神経活動
・エネルギー消費
弓状核
第三
脳室
食事摂取
減少
食事摂取
増加
寒冷などがTRH,TSH分泌に与える影響
♣ 傍室核PVNのTRHニューロンは,弓状核にあるレプチ
ン応答性ニューロンからの入力を受ける
♣ このニューロンが,エネルギーバランスを調節.
♣ ⾧時間の絶食は,血漿レプチンレベルを低下さ
せ,POMC活性を低下,NPY/AGRPニューロン活性を
刺激.
傍室核の
neuron

87. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
食事摂取
孤束核へ
・交感神経活動
・エネルギー消費
弓状核
第三
脳室
食事摂取
減少
食事摂取
増加
寒冷などがTRH,TSH分泌に与える影響
♣ レプチンレベルが低下すると,TRHニューロンも直接阻
害される.
♣ これらの効果が合わさって,TRH,TSH,T3,T4の分泌
の発現が減少し,食糧供給が不足している場合の代謝
率の低下とエネルギー保存に貢献する.

88. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
様々な感情的反応も,TRH,TSHの出力に影
響を与える可能性がある.
甲状腺ホルモンの分泌に間接的に影響を及ぼす.
興奮と不安(交感神経系を大きく刺激する状態)
は,TSHの分泌を急激に減少する.
これは,これらの状態が代謝率と体温を上昇させ,熱
制御センターに逆効果を及ぼすためと考えられる.
感情などがTRH,TSH分泌に与える影響

89. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
体液の甲状腺ホルモンが増加すると,下垂体前葉
からのTSH分泌が減少する.
甲状腺ホルモンの分泌が,正常の約1.75倍に達する
と,TSH分泌速度は,ゼロになる.
こうした負のfeedbackは,視床下部と下垂体が分離さ
れても起こる.
増加した甲状腺ホルモンが,下垂体前葉のTSH分泌
を抑制するのは,前葉への直接効果がうかがわれる.
甲状腺ホルモン増加が,TRHを抑制しているエビデンス
も存在する.
いずれの機序かは別にして,このfeedback機構が,循
環血液中の甲状腺ホルモン濃度を一定に保っている.
甲状腺ホルモンが,TSH分泌を抑制

90. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモン分泌の調節

91. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺分泌を抑制する
抗甲状腺物質

92. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
ヨウ素イオンを,甲状腺細胞内に能動移送するポンプ
が,thiocyanateイオン,perchlorateイオン,nitrateイオ
ンも移送する.
 高濃度のthiocyanateイオン(あるいは,別のイオンでも)は,
ヨウドイオンの細胞内移送と競合的阻害を起こし,ヨウ素の
取り込みiodine-trapping mechanismを阻害する.
 ヨウ素の利用可能性の低下は,thyroglobulinの形成を止
めるわけではない.形成されたthyroglobulinが,ヨウ素化さ
れて甲状腺ホルモンを形成するのを阻害する.
 この甲状腺ホルモンの欠乏は,TSHの増加につながり,甲状
腺が十分量のホルモンを生成していなくても,甲状腺の異常
増殖を来す.
∴甲状腺腫goiterと呼ばれる,非常に肥大した甲状腺が発
生しうる.
thiocyanateイオンは,ヨウ素取り込みを減少

93. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
propylthiouracil(及び類似化合物の
methimazole,carbimazoleなども)は,ヨウ化物
とtyrosineから甲状腺ホルモンを生成するのを阻
害する.
機序は,tyrosineのヨウ素化に必要な酵素
peroxydaseを阻害する事と,二つのヨウ素化された
tyrosineを縮合してT4,T3を形成するのを阻害する事
による.
propylthiouracilも,thiocyanateと同様
thyroglobulinの生成を阻害しない.
thyroglobulinの中にT4,T3が存在しないため,とてつも
ないfeedbackがかかってTSHの分泌が刺激されるた
め,やはり甲状腺腫goiterを形成.
propylthiouracilは,ホルモン産生を減少

94. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
高濃度のヨウ化物(通常の100倍)は,甲状腺の殆
どの活性を低下
ただし,それはほんの数週間だけ
ヨウ化物の捕捉速度の低下
tyrosineのヨウ素化速度低下
濾胞からのendocytosisによるコロイド液の移動が,高
濃度ヨウ化物で完全に停止するため,血中へのホルモン
分泌が即座に停止する.
他の殆どの抗甲状腺薬がgoiterを誘発するのとは逆に,
腺のサイズが縮小し,血液供給も減少する.
このため,ヨウ化物は,甲状腺の縮小,出血減少を意図
して,甲状腺外科の前に,ヨウ化物が投与される.
大量のヨウ化物は, 活性を減じ,甲状腺を縮小する.

95. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.

96. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
toxic goiter中毒性甲状腺腫,
thyrotoxicosis甲状腺中毒,Graves病
殆どは,サイズが正常の2,3倍に増大
過形成と,濾胞細胞の皺が増えるため細胞数が著
明に増加
各細胞は,分泌速度を数倍に増加
分泌されるホルモンは,正常の5-15倍に増加.
甲状腺機能亢進症の原因

97. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
最も多い甲状腺機能亢進症
甲状腺内のTSH受容体に対するthyroid-
stimulating immunoglobulins(TSIs)と呼ばれる抗
体が形成される自己免疫疾患.
この抗体が,TSHが結合するの同じ膜受容体に結合し
て,細胞のcAMPを持続的活性化し,結果として甲状腺
機能亢進を招く.
TSIs抗体は,甲状腺に対して⾧期間の刺激効果を有
し,TSHが1時間ちょっとなのに比べて,12時間も持続す
る.
TSIによる高濃度甲状腺ホルモンは,TSH産生を抑制
し,,濃度は正常以下となり,最終的にはゼロになることも.
Graves病

98. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
局所的腺腫の結果,甲状腺機能亢進症となる
場合もある.
自己免疫性疾患とは関係ない
腺腫が,大量のホルモンを分泌し続ける限り,下垂
体によるTSHの産生が抑制されるため,腺腫以外
の部分の分泌機能は,ほぼ完全に抑制さている.
甲状腺腫

99. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. 興奮性の高い状態
2. 熱に不耐性
3. 発汗増加
4. 中等度,高度の体重減少
5. 様々な程度の下痢
6. 筋脱力
7. 神経系,精神的失調
8. 易疲労性かつ睡眠障害
9. 手の振戦
甲状腺機能亢進症の症状

100. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
眼球突出exophthalmos
♣ 著明な眼球突出は,患者
の1/3で出現.
♣ 眼球突出により視神経が
伸ばされて視力が損なわ
れることもある.
♣ 眼瞼が閉鎖できないため,
まばたや睡眠ができず眼
球損傷を来たすことも
♣ 眼球の上皮面が乾燥し,
炎症を起こし,感染を伴い,
角膜潰瘍に陥ることも.

101. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
眼球突出exophthalmos
♣ 突出の原因は,眼窩後部
の組織の浮腫性腫張と外
眼筋の変性による.
♣ 多くの患者で,眼筋と反応
する免疫グロブリンが認め
られる.TSIsの濃度が高い
患者では,このグルブリン濃
度が高いことから,自己免
疫機構の関与がうかがわ
れる.
♣ 原疾患の治療で,寛解す
る.

102. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
もっとも正確な診断は,血漿中の遊離T4(ときに
T3も)を直接免疫学的検定法で測定すること.
以下の方法も利用される.
1. 基礎代謝率が,重症患者では+30~+60増加
2. 免疫学的検定法で,TSHを測定.良くある甲状腺
中毒症では,大量に循環しているT4,T3のために
TSHは,ほぼゼロ.
3. 免疫学的検定法で,TSIを測定.thyrotoxicosis
では高値,甲状腺腫では低値
甲状腺機能亢進症の診断

103. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
最も直接的な方法は,甲状腺摘出
術前にpropylthiouracilを数週間投与し代謝率
が正常化させる.
高用量のヨウ化物を術直前の1-2週間投与し,甲
状腺のサイズを縮小し,血流量を減らしておく.
こうした術前処置により,手術死亡率は1/1000以
下
こうした近代的な処置がなされる以前の死亡率は
1/25
甲状腺機能亢進症の治療

104. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
投与されたヨウ素の80-90%は,一日以内に過
形成の中毒性甲状腺に吸収される.
もし,この投与されるヨウ素が放射性であれば,甲状
腺の分泌細胞を殆ど破壊できる.
通常,患者に5millicuriesの放射性ヨウ素が投与
され,状態を,数週間後に再評価する.
まだ,甲状腺機能が亢進状態の場合は,状態が正
常化するまで追加投与が行われる.
放射性ヨウ素による甲状腺過形成の治療

105. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
時に,自己免疫疾患により機能低下を来す
(Hashimoto病)
当初は,自己免疫性甲状腺炎を呈する.
甲状腺炎は,進行性に悪化し,最終的には腺の線
維化にいたり,ホルモン分泌機能が消失する.
thyroid goiterと呼ばれる甲状腺の肥大を伴
う機能低下症もある.
甲状腺機能低下症

106. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
gioterは,大きく肥大した甲状腺を意味する.
適切な量の甲状腺ホルモンを産生するために
は,年間約50mgのヨウ素が必要.
世界の一部,スイスアルプス地方,アンデス地方,
合衆国の五大湖付近では,土中に十分なヨウ
素が含まれず,ヨウド化食卓塩が出現するまで
は,非常に大きな甲状腺で,endemic goiter地
域性甲状腺腫と呼ばれた.
地域特性colloid goiter

107. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
発生機序
ヨウ素の欠落から,T4,T3の産生が阻害される.
TSHの産生を抑制するホルモンが出来ないため,過
剰なTSHが産生される.
そのTSHが甲状腺細胞を刺激して,濾胞内に大量
のthyroglobulin colloidを分泌するため,甲状腺
はどんどん肥大化.
ただし,ヨウ素が無いため,T4,T3の産生は起こら
ず,TSHの抑制はかからないまま.
甲状腺は,正常の10-20倍にまで肥大化.
地域特性colloid goiter

108. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
ヨウ素欠損のない人々でも,地域特異性colloid
goiterと同様の甲状腺の肥大が認められる事が
ある.
このgoiterでは,正常量の甲状腺ホルモンを分泌するこ
ともあるが,分泌が抑制されていることの方が多い.
原因は明らかで無い.
多くは,軽度の甲状腺炎を呈している
甲状腺炎が,軽い甲状腺機能低下症を起こし,それが
TSH分泌を増し,腺の非炎症性部分の進行性の肥大
を来す.
この説によれば,これらの腺が通常結節性で,ある部分
は成⾧しているのに,べつの部分が炎症で破壊されて
いることを説明可能.
idiopathic nontoxic colloid goiter

109. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. ヨウ素捕捉系の欠損のため,細胞内にヨウ素を取り込
めない
2. peroxidase系の欠損があり,ヨウ素の酸化がなされな
い.
3. ヨウ素化されたtyrosineの縮合が欠落していて,T4が
生成できない.
4. deiodinase酵素が欠損しているため,甲状腺ホルモン
形成の為に縮合されなかったヨウ素化tyrosineから脱
ヨウ素ができず,ヨウ素不足になる.
食物によっては,propylthiouracil型の抗甲状腺活性
を有するgoiter原性物質を含み,甲状腺はTSH刺激性
肥大を来す.こうした物質は,カブやキャベツのいくつかの
種類に含まれる.
colloid goiter患者の酵素系の異常

110. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
 原因は,甲状腺炎,地理的colloid goiter, idiopathic colloid
goiter,放射線による甲状腺破壊,外科的摘出など様々だが,生理的
作用は,共通
 疲労
 極端な傾眠
 日に12-14時間の睡眠
 著しい筋肉のだるさ
 徐脈
 心拍出量低下
 循環血液量減少
 時に体重増加
 便秘
 精神的な不調
 髪毛の伸張障害,皮膚のガサガサ感など栄養上の問題
 カエルのようなハスキーな声
 重症例では,myxedemaと呼ばれる浮腫状の顔貌
甲状腺機能低下症の生理的特徴

111. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
粘液水腫myxedema
♣ 甲状腺ホルモンの完全な
欠落
♣ 目の下のだぶだぶと顔の
腫れ
♣ 蛋白と結合したヒアルロン
酸とコンドロイチン硫酸が大
幅に増加し,間質液に過剰
な組織ゲルが形成され,間
質液量の総量が増加
♣ 余分な液体は,ゲル状であ
るため,動きにくく,浮腫は非
陥凹性.

112. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺ホルモンの欠損は,脂肪,cholesterol
代謝の変化,肝における胆汁酸塩への
cholesterol排泄量減少などから,血中
cholesterolの量が増加
cholesterolの増加から,粥状硬化症の増加
多くの甲状腺機能低下症患者,特に粘液水腫患
者では,粥状硬化症が発達し,末梢血管障害,聴覚
障害,冠動脈疾患などから早期に死亡する.
甲状腺機能低下における
粥状硬化症atherosclerosis

113. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
血中T3値,低値
粘液水腫患者の基礎代謝率は,正常の30-
50%
試験量のTRHが投与された際の,TSH分泌量
は,大きく増加(TRHに対する反応が不良な稀
な甲状腺機能は別)
甲状腺機能低下の診断用検査

114. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
甲状腺機能低下症の治療
♣ ホルモンの作用期間は,通常1ヶ月以上
♣ 毎日T4を1,3錠内服すれば,甲状腺活
性は安定して保たれる.
♣ 適切治療すると,50年以上の内服で,以
前粘液水腫だった患者でも90年の生存
が可能.

115. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胎児期,幼児期,小児期の極端な,甲状腺機能低下の
結果.
 身体と精神の発達遅滞が特徴
 先天的甲状腺欠損(congenital cretinism)
 遺伝的欠損によるホルモン産生障害
 食事内のヨウ素欠損(endemic cretinism)
胎児は,母胎から甲状腺ホルモンを,十分量で無いに
しても,母胎から受けるので見た目は正常.
娩出後数週間で,動きが緩慢になり,身体的,精神的
発達が,大きく遅滞し始める.
cretinism

116. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
どのタイミングでも,適切なヨウ素物質とホルモ
ン治療を開始すれば身体的成⾧は正常化する
が,精神的成⾧は,生後数周間以内に開始しな
いと,生涯遅滞する.
 この時期に,CNSの神経細胞の成⾧,分岐,髄鞘形成などが
行われるため
cretinismの際,骨格筋の成⾧が,より強く抑制
され,軟部組織の成⾧はそこまで抑制されない.
児は,がっしりとした肥満体型で,背が低い.
舌が巨大となり嚥下や呼吸を障害し,時に児を窒息
させるような特徴的な喉音呼吸を誘発する.
cretinism

117. 77 Thyroid Metabolic Hormones
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
77章 甲状腺代謝ホルモン
UNIT XIV
内分泌学と生殖