ホルモンの特徴

気になる生化学シリーズ、今回はホルモンの１回目として、ホルモンの特徴のお話です。

今回は、ホルモンの全体的な特徴について紹介し、個別のホルモンの具体的な作用は次回にお話しします。

今回のクエスチョンはこちら、

こうした問いに答えられるよう解説したいと思います。

ホルモンの特徴

ホルモンは生体内の恒常性維持に寄与する生理活性物質です。

ホルモンは特定の組織や器官（内分泌腺）で産生された後、直接体液中に放出され、血液によって全身に運ばれて、また別の特定の組織や器官（標的器官）で作用します。このような分泌の様式を内分泌といいます。

一方、分泌物が産生細胞の局所で近傍の細胞に作用する様式を傍分泌（パラクライン）、分泌物が産生細胞自身に作用する様式を自己分泌（オートクライン）といい、これらもホルモンに含めることがあります。

標的器官の標的細胞には、ホルモン特異的な受容体があるため、特定のホルモンを受容し作用を受けます。

ホルモンの分類

ホルモンは、その化学構造によってペプチドホルモン、アミンホルモン、ステロイドホルモンの３つに分類されます。また、どの化学構造のホルモンが産生されるかは、内分泌腺によってわかれます。

ペプチドホルモン

ペプチドホルモンは、いくつかのアミノ酸が結合してできたホルモンです。ペプチドホルモンを分泌する内分泌腺は、視床下部、脳下垂体、副甲状腺、消化管、膵臓です。

ただし、視床下部ホルモンのドパミンはアミンホルモンです。

アミンホルモン

アミンホルモンは、アミノ酸が変化してできたホルモンです。アミンホルモンを分泌する内分泌腺は、副腎髄質、甲状腺、松果腺です。

ただし、甲状腺ホルモンのカルシトニンはペプチドホルモンです。

ステロイドホルモン

ステロイドホルモンは、ステロイド核を構造にもつホルモンです。脂質の仲間です。ステロイドホルモンを分泌する内分泌腺は、副腎皮質、性腺（精巣、卵巣）です。

ホルモンの作用機序

ホルモン受容体には細胞膜に存在する膜受容体と細胞質や核に存在する核受容体があります。

ペプチドホルモン、カテコールアミン（アドレナリン、ノルアドレナリン、ドパミン）は、膜受容体を利用し、ステロイドホルモン、甲状腺ホルモンは、核受容体を利用します。

膜受容体

細胞膜上に存在するホルモンの受容体を膜受容体といいます。

ペプチドホルモンやカテコールアミンは、細胞膜上の受容体を介して標的細胞に作用します。受容体はこれらのホルモンの刺激を受け、細胞内のシグナル伝達物質であるセカンドメッセンジャー（第二メッセンジャー）を介して、細胞内の酵素を活性化するなど特定の反応を促進します。

膜受容体は、細胞内シグナル伝達の機構によって、Gタンパク質共役型、チロシンキナーゼ型、イオンチャネル型などにわけられます。

Gタンパク質共役型では、受容体にホルモンが結合すると細胞内でATPが分解され、セカンドメッセンジャーとしてcAMP（サイクリックAMP）が産生されます。下垂体ホルモンやグルカゴンなどがGタンパク質共役型受容体を用います。

チロシンキナーゼ型では、受容体にホルモンが結合すると受容体の細胞内ドメインにあるチロシン残基がリン酸化され、そこから細胞内のシグナル伝達カスケードが活性化され、ホルモンの作用発現が生じます。インスリンや成長ホルモンなどがチロシンキナーゼ型受容体を用います。

核受容体

細胞質や細胞核内に存在するホルモンの受容体を核受容体（細胞内受容体）といいます。

ステロイドホルモンや甲状腺ホルモンは疎水性が高いため、細胞膜を容易に通過することができます。細胞膜を通過したこれらのホルモンは、細胞質や核内で受容体と結合した後、核内でDNAと結合し標的遺伝子の転写を調節します。

ホルモンの調節

ホルモンによる生体調節の機構として、複数のホルモンが拮抗しあって恒常性を維持する仕組みがあります。

例えば、副甲状腺から分泌されるパラトルモンは血中Ca²⁺を増加させる一方、甲状腺から分泌されるカルシトニンは血中Ca²⁺を減少させます。

また、内分泌腺には機能的な階層関係があり、内分泌系の中枢である視床下部や下垂体から分泌されるホルモンによって、末梢の臓器・器官からのホルモン分泌が調節されます。

例えば、視床下部から甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンが分泌されると、その作用を受けて脳下垂体前葉から甲状腺刺激ホルモンが分泌され、さらにその作用を受けて甲状腺からチロキシンが放出されます。

このとき、チロキシンの分泌が過剰であれば、チロキシンが直接視床下部や下垂体のホルモン分泌を抑制し、チロキシン自身の産生を抑えるような仕組みがあります。このような仕組みをフィードバック調節機構といいます。

ほかに、ホルモンには日内変動や季節変動といったリズムをもって分泌されるものもあります。

例えば、カテコールアミンは昼に高く夜に低くなり、コルチゾールは朝に高く夜に低くなり、メラトニンは昼に低く夜に高くなります。

今回のポイント