血糖を上げる「援軍」は誰か―低血糖で動員される拮抗ホルモンの顔ぶれ
第110回医師国家試験 E問題 第40問
国試問題にチャレンジ
低血糖時に血中濃度が上昇するホルモンはどれか。3つ選べ。
- a.グルカゴン
- b.アドレナリン
- c.コルチゾール
- d.バソプレシン
- e.副甲状腺ホルモン
対話形式の解説
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生
ドクター
医学生まとめ
血糖を下げるホルモンはインスリンだけですが、血糖を上げるインスリン拮抗ホルモンは複数あり、低血糖時には拮抗調節反応として動員されます。まずインスリン分泌が抑制され、次いで即効性のグルカゴン(膵α細胞)とアドレナリン(副腎髄質)、遷延すると遅効性のコルチゾール(副腎皮質)と成長ホルモン(下垂体前葉)が分泌されます。バソプレシンは血漿浸透圧や循環血液量、副甲状腺ホルモンは血中カルシウム濃度を感知して分泌されるため、血糖調節の担い手ではありません。この仕組みはインスリン低血糖試験による下垂体前葉機能評価や、副腎不全・下垂体機能低下症での低血糖、無自覚性低血糖やβ遮断薬による警告症状のマスクといった臨床の理解に直結します。
解答・解説
正解はa, b, cです
血糖値を下げるホルモンはインスリンだけであるのに対し、血糖値を上げるホルモンは複数存在し、まとめてインスリン拮抗ホルモン(counterregulatory hormones、血糖上昇ホルモン)と呼ばれる。低血糖になると、生体は脳へのブドウ糖供給を守るため、これらのホルモンを動員して血糖を回復させようとする。これを低血糖に対する拮抗調節反応という。 拮抗調節反応は、おおむね次の順で起こる。 1. 血糖が下がり始めると、まず膵β細胞からのインスリン分泌が抑制される。 2. さらに低下すると、膵α細胞からグルカゴン、副腎髄質からアドレナリンが速やかに分泌される(数分単位で作用する即効性の防御)。 3. 低血糖が持続すると、副腎皮質からコルチゾール、下垂体前葉から成長ホルモンが分泌される(数時間単位で効いてくる遅効性の防御)。 したがって選択肢のうち、低血糖で血中濃度が上昇するのはグルカゴン、アドレナリン、コルチゾールである。バソプレシンは血漿浸透圧や循環血液量を、副甲状腺ホルモンは血中カルシウム濃度を主に感知して分泌が調節されるホルモンであり、血糖調節の担い手ではない。
選択肢考察
- ○a. グルカゴン
正しい。グルカゴンは膵ランゲルハンス島のα細胞から分泌されるペプチドホルモンで、低血糖そのものが最も強い分泌刺激となる(低血糖時にインスリン分泌が減ることも、α細胞への抑制が外れて分泌増加に働く)。肝臓に作用し、グリコーゲン分解と糖新生を促進して速やかに血糖を上昇させる。急性の低血糖に対して最も重要な防御ホルモンである。臨床的には、意識障害を伴う重症低血糖で静脈確保が難しい場合の救急治療薬(筋注・点鼻製剤)として用いられる。なお1型糖尿病では病歴が長くなると低血糖に対するグルカゴン分泌反応が障害されやすい。
- ○b. アドレナリン
正しい。低血糖は視床下部などの中枢で感知され、交感神経を介して副腎髄質からアドレナリンが分泌される。アドレナリンは肝臓でのグリコーゲン分解・糖新生を促し、膵α細胞からのグルカゴン分泌を促進する一方で膵β細胞からのインスリン分泌を抑制し、さらに筋でのブドウ糖取り込みを減らし脂肪分解を進めることで、血糖を上昇させる。グルカゴン反応が障害された患者では特に重要な防御となる。動悸、頻脈、発汗、手指振戦、不安感といった低血糖の交感神経刺激症状(自律神経症状)は、このカテコラミン分泌(と交感神経活動)による。β遮断薬はこれらの警告症状を隠すことがある。
- ○c. コルチゾール
正しい。低血糖はストレスとして視床下部-下垂体-副腎皮質系(CRH→ACTH→コルチゾール)を活性化し、副腎皮質(束状層)からコルチゾールが分泌される。コルチゾールは肝臓での糖新生酵素を誘導し、筋のたんぱく分解で糖新生の材料を供給し、末梢組織のインスリン抵抗性を高めて血糖を上昇させる。作用は遺伝子発現を介するため効果の発現に数時間かかり、遷延する低血糖への防御を担う。この反応を利用したのがインスリン低血糖試験(インスリン負荷試験)で、ACTH・コルチゾールや成長ホルモンの分泌予備能を評価する。副腎不全や下垂体機能低下症では低血糖を起こしやすい。
- ×d. バソプレシン
誤り。バソプレシン(抗利尿ホルモン、ADH)は視床下部の視索上核・室傍核で産生され、下垂体後葉から分泌される。主な分泌刺激は血漿浸透圧の上昇であり、ほかに循環血液量や血圧の低下でも分泌される。腎集合管のV2受容体に作用して水の再吸収を増やし(抗利尿作用)、血管平滑筋のV1受容体を介して血管を収縮させる。強いストレス下で分泌が増えることはあるが、血糖を上昇させる拮抗調節ホルモンには数えられず、低血糖時に上昇するホルモンとして挙げるのは適切でない。
- ×e. 副甲状腺ホルモン
誤り。副甲状腺ホルモン(PTH)は副甲状腺の主細胞から分泌され、細胞膜のカルシウム感知受容体(CaSR)が血中カルシウムイオン濃度の低下を感知すると分泌が増加する。骨吸収の促進、腎尿細管でのカルシウム再吸収促進とリン再吸収抑制、腎での活性型ビタミンD(1,25-ジヒドロキシビタミンD)産生促進によって血中カルシウム濃度を上げる。血糖の調節には関与せず、低血糖で分泌が増えることはない。
インスリン拮抗ホルモン(血糖上昇ホルモン)
・グルカゴン(膵α細胞):肝グリコーゲン分解・糖新生促進。即効性。 ・アドレナリン(副腎髄質):肝グリコーゲン分解・糖新生促進、インスリン分泌抑制、グルカゴン分泌促進。即効性。 ・コルチゾール(副腎皮質):糖新生酵素の誘導、インスリン抵抗性増大。遅効性。 ・成長ホルモン(下垂体前葉):インスリン抵抗性増大、脂肪分解促進。遅効性。 ※甲状腺ホルモンも腸管からの糖吸収や糖新生を高め、血糖を上げる方向に働く。
低血糖の症状
・自律神経症状(交感神経刺激症状):発汗、動悸、頻脈、手指振戦、不安感、顔面蒼白など。おおむね血糖70 mg/dL未満から出現しうる。 ・中枢神経症状(脳のブドウ糖不足):頭痛、集中力低下、異常行動、意識障害、けいれん、昏睡など。血糖50 mg/dL前後以下で目立つ。 ・低血糖を繰り返すと、交感神経症状が出ずに突然意識障害に陥る「無自覚性低血糖」となることがある。
臨床との関連
・インスリン低血糖試験:インスリン静注で低血糖を起こし、ACTH・コルチゾール・成長ホルモンの分泌予備能をみる(下垂体前葉機能検査)。 ・副腎不全(Addison病など)、下垂体機能低下症、成長ホルモン分泌不全では拮抗ホルモンが不足し低血糖を起こしやすい。 ・薬剤:β遮断薬は低血糖時の頻脈・振戦などの警告症状を目立たなくすることがある。
POINT
・低血糖時に上昇するホルモン:グルカゴン、アドレナリン、コルチゾール、成長ホルモン。 ・即効性:グルカゴン・アドレナリン、遅効性:コルチゾール・成長ホルモン。 ・血糖を下げるホルモンはインスリンのみ。 ・バソプレシンの分泌刺激は血漿浸透圧上昇・循環血液量低下、PTHの分泌刺激は血中Ca低下。
