StudyMed医師国家試験

食後数時間の動悸と冷や汗―低血糖で働く「血糖を上げるホルモン」たち

第117回医師国家試験 F問題 第46問

国試問題にチャレンジ

第117回 F問題 第46問

40歳の女性。食後,数時間で起こる動悸,発汗および手の震えを主訴に来院した。症状は朝食後の外出時に経験することが多く,摂食で改善する。身長160cm,体重65kg。体温36.1℃。脈拍64/分,整。血圧128/84mmHg。甲状腺腫と頸部リンパ節とを触知しない。心音と呼吸音とに異常を認めない。腹部は平坦,軟で,肝・脾を触知しない。尿所見:蛋白(-),糖(-)。血液生化学所見:総ビリルビン0.6mg/dL,AST 32U/L,ALT 48U/L,尿素窒素18mg/dL,クレアチニン0.5mg/dL,空腹時血糖112mg/dL,HbA1c 5.6%(基準4.6~6.2)。  この患者の症状出現時に増加していることが予想されるホルモンはどれか。3つ選べ。

  1. a.グルカゴン
  2. b.アドレナリン
  3. c.コルチゾール
  4. d.サイロキシン
  5. e.アルドステロン

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、食後しばらくしてから出る動悸・発汗・手の震えという症状から病態を読み解き、そのとき体内で何のホルモンが増えているかを考える問題だ。注目点は「症状が出るタイミング」と「食べると治まる」という経過、そして体格と血糖関連の検査値。まず、この3つの症状の組み合わせから何を思い浮かべるかな。
医学生医学生
動悸と発汗と振戦なので、最初は甲状腺機能亢進症かと思いました。
ドクタードクター
自然な発想だね。ただ、脈拍は正常で甲状腺腫も触れない。何より「食べると改善する」という点がBasedow病では説明しにくい。動悸・発汗・振戦は交感神経が興奮したときの症状で、低血糖の初期症状として非常に典型的なんだ。
医学生医学生
食べて治るなら低血糖ですね。でも食後に低血糖というのは少し不思議です。空腹時に起こるイメージでした。
ドクタードクター
そこがこの問題の面白いところ。食後に血糖が下がりすぎるものを反応性低血糖(食後低血糖)という。この患者さんはBMIが約25で肥満に入り、空腹時血糖も境界型の範囲にある。背景にインスリン抵抗性があると考えられるんだ。
医学生医学生
インスリン抵抗性があると、どうして食後に下がりすぎるんですか。
ドクタードクター
インスリン抵抗性のある人では、食後のインスリン分泌の立ち上がりが遅れ、しかも過剰に出る。血糖のピークが過ぎたあともインスリンの作用が残るので、食後数時間で血糖が下がりすぎてしまう。糖尿病の初期にみられる反応性低血糖だね。
医学生医学生
生理学の講義で、血糖を下げるホルモンはインスリンだけ、と強調されたのを思い出しました。逆に上げるホルモンはたくさんあるんですよね。
ドクタードクター
その通り。脳のブドウ糖供給を守るために、血糖を上げる仕組みは何重にも用意されている。これをインスリン拮抗ホルモン、あるいはカウンターレギュラトリーホルモンという。では、まずグルカゴンはどうだろう。
医学生医学生
膵島のα細胞から出て、肝臓でグリコーゲン分解と糖新生を進めるホルモンなので、増えていると思います。
ドクタードクター
正解。グルカゴンは低血糖に対して最初に動員される防御の中心で、数分のうちに肝臓からブドウ糖を放出させる。α細胞が低血糖を直接感知するほか、隣のβ細胞からのインスリン分泌が減ることによる抑制解除も分泌増加に関わっている。次にアドレナリンは?
医学生医学生
交感神経・副腎髄質系が活性化して増えますね。動悸や手の震えもアドレナリンのせいでしょうか。
ドクタードクター
そう。アドレナリンは肝臓での糖放出を促し、インスリン分泌を抑え、脂肪分解を進めて末梢の糖利用を節約する。そして患者さんが自覚している動悸や振戦はカテコールアミンと交感神経の興奮によるものだ。ちなみに発汗は交感神経のなかでもコリン作動性の線維が担っている。1型糖尿病の長期経過例などでグルカゴン反応が鈍った人では、アドレナリンが特に重要な防御因子になるよ。
医学生医学生
コルチゾールはストレスホルモンなので増えそうですが、反応が遅いイメージがあって迷いました。
ドクタードクター
いい迷いだね。低血糖はストレスとして視床下部-下垂体-副腎系を刺激し、CRH、ACTHを介してコルチゾールが増える。作用が出るまで数時間かかるけれど、糖新生酵素を誘導したり末梢の糖取り込みを抑えたりして、低血糖が長引くのを防ぐ。速くはないが、分泌が増えることには変わりない。成長ホルモンも同じく遅れて働く仲間だ。
医学生医学生
そういえば内分泌内科の実習で、下垂体機能を調べるインスリン低血糖試験の話を聞きました。あれはこの反応を利用しているんですね。
ドクタードクター
その通り。わざと低血糖にしてACTH・コルチゾールやGHがきちんと出るかで予備能をみる検査だ。では残りの2つ。サイロキシンはどうかな。
医学生医学生
甲状腺ホルモンも血糖を上げる方向に働くと習いましたが……。
ドクタードクター
長期的には糖新生や腸管からの糖吸収を促すけれど、低血糖に反応して急に分泌が増える仕組みはない。急性の防御には関わらないんだ。アルドステロンは主にレニン-アンジオテンシン系と血清カリウムで調節され、ナトリウム再吸収とカリウム排泄を担うホルモンで、糖代謝の調節とは関係がない。
医学生医学生
症状の原因が低血糖だと見抜ければ、あとは拮抗ホルモンの知識で答えが出るわけですね。
ドクタードクター
そういうこと。発展として、低血糖への反応の順番も押さえておこう。血糖が下がるとまずインスリン分泌が低下し、次いでグルカゴンとアドレナリンが増え、さらに下がると動悸や発汗などの自律神経症状を自覚する。もっと下がると頭痛、異常行動、けいれん、意識障害といった中枢神経症状が出てくる。
医学生医学生
自律神経症状は「警報」、中枢神経症状は「脳の燃料切れ」という感じですね。
ドクタードクター
うまい表現だ。臨床では、低血糖が「食後」か「空腹時」かで原因を絞り込むのが大切だよ。食後なら今回のような糖尿病初期や、胃切除後の後期ダンピング症候群。空腹時や早朝ならインスリノーマ、インスリン自己免疫症候群、下垂体機能低下症や副腎不全、薬剤性などを考える。今回の患者さんでは、減量や食事内容の見直しが症状の改善と将来の糖尿病予防の両方につながるはずだ。

まとめ

食後数時間で起こる動悸・発汗・振戦が摂食で改善する場合は反応性低血糖を考え、肥満や境界型の耐糖能異常があれば、インスリン抵抗性を背景とした糖尿病初期の反応性低血糖が疑われます。低血糖時には、血糖を上げるインスリン拮抗ホルモンとして、速く働くグルカゴンとアドレナリン、遅れて働くコルチゾールと成長ホルモンが増加します。サイロキシンやアルドステロンは低血糖に反応して急に増えることはありません。動悸・発汗・振戦はカテコールアミンと交感神経の興奮による自律神経症状であり、さらに血糖が下がると意識障害などの中枢神経症状に進みます。低血糖が食後か空腹時かで鑑別疾患が大きく変わるため、症状のタイミングに着目する姿勢は日常診療でも重要です。

解答・解説

正解はa, b, cです

所見の整理

・40歳女性。食後数時間たってから動悸・発汗・手の震えが出現し、食べると治まる。朝食後の外出時に多い。 ・身長160cm、体重65kgからBMIは約25.4で、肥満(日本の基準でBMI 25以上)に該当する。 ・体温・脈拍・血圧は正常範囲で、甲状腺腫も触れない。頻脈がなく甲状腺腫もないので、甲状腺機能亢進症(Basedow病)は考えにくい。 ・空腹時血糖112mg/dLは日本糖尿病学会の判定で「境界型」(空腹時血糖110〜125mg/dL)に入る。HbA1c 5.6%は糖尿病域(6.5%以上)ではない。ALTが軽度高値(48U/L)で、肥満と合わせると脂肪肝の合併も疑われる。

診断の考え方

動悸・発汗・振戦は交感神経が興奮したときの症状(自律神経症状)であり、低血糖の初期症状として典型的である。症状が「食後しばらくしてから」出て、「摂食で改善」するという時間経過は、食後に血糖が下がりすぎて起こる低血糖、すなわち反応性低血糖(食後低血糖)を強く示唆する。 肥満と境界型の耐糖能異常があることから、背景にはインスリン抵抗性があると考えられる。この状態では食後のインスリン分泌が遅れて立ち上がり、しかも過剰に出るため、血糖のピークが過ぎた後もインスリン作用が残り、食後数時間で血糖が低下しすぎる。いわゆる糖尿病の初期にみられる反応性低血糖である。

設問の考え方

問われているのは「低血糖のときに増えるホルモン」である。血糖が下がると、身体はインスリン分泌を抑えると同時に、血糖を上げる方向に働くホルモン(インスリン拮抗ホルモン、血糖上昇ホルモン、カウンターレギュラトリーホルモンともいう)を分泌して血糖を回復させようとする。その主役はグルカゴンとアドレナリンで、数分単位の速い反応を担う。続いてコルチゾールと成長ホルモンが数時間単位で働き、低血糖の遷延を防ぐ。選択肢のうちこの仲間に属するものを3つ選べばよい。

選択肢考察

  1. ○a.  グルカゴン

    膵Langerhans島のα細胞から分泌されるペプチドホルモンで、低血糖に対して最初に動員される防御機構の中心である。肝臓でグリコーゲン分解と糖新生を促進し、数分のうちに肝臓から血中へブドウ糖を放出させる。血糖が低下するとα細胞が直接これを感知するほか、隣接するβ細胞からのインスリン分泌が減ることによる抑制解除や、自律神経刺激も分泌増加に加わる。したがって本例の症状出現時には増加している。

  2. ○b.  アドレナリン

    副腎髄質から分泌されるカテコールアミンで、低血糖時には交感神経・副腎髄質系が活性化して急速に分泌が増える。肝臓のグリコーゲン分解・糖新生を促し、膵β細胞のインスリン分泌を抑え、脂肪分解を進めて末梢の糖利用を節約する、という複数の経路で血糖を上げる。グルカゴンの分泌が低下している場合(1型糖尿病の長期経過例など)には特に重要な防御因子となる。さらに、本例の動悸・発汗・振戦といった自律神経症状は、このカテコールアミン放出と交感神経の興奮(発汗はコリン作動性の交感神経線維による)によって生じる。したがって増加している。

  3. ○c.  コルチゾール

    副腎皮質から分泌される糖質コルチコイドで、低血糖はストレスとして視床下部-下垂体-副腎系を刺激し、CRH(副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン)、ACTH(副腎皮質刺激ホルモン)を介してコルチゾールの分泌を増やす。作用の発現には数時間を要し、肝臓での糖新生酵素の誘導、末梢組織でのブドウ糖取り込みの抑制などにより、低血糖が長引くのを防ぐ。速効性はないものの低血糖時に分泌が増えるホルモンであり、正しい。ちなみにインスリン低血糖試験が下垂体・副腎機能(ACTH・コルチゾールやGHの分泌予備能)の評価に用いられるのは、この反応を利用したものである。

  4. ×d.  サイロキシン

    甲状腺ホルモン(T4)は全身の代謝を高め、長期的には肝臓での糖新生や腸管からの糖吸収を促進するが、低血糖に反応して急速に分泌が増える仕組みはなく、インスリン拮抗ホルモンとしての急性の防御には関与しない。また、本例は頻脈がなく甲状腺腫も触れないことから、甲状腺機能亢進症で動悸や振戦が起きている状況とも考えにくい。したがって症状出現時に増加しているとは予想されない。

  5. ×e.  アルドステロン

    副腎皮質球状層から分泌される鉱質コルチコイドで、主にレニン-アンジオテンシン系と血清カリウム濃度によって調節され、腎集合管でのナトリウム再吸収とカリウム排泄を促して循環血液量や血圧を保つ。糖代謝の調節には関わらず、低血糖に反応して分泌が増えるホルモンではない。

低血糖に対する生体の防御反応(おおよその順序)

血糖値が下がると、およそ次の順に反応が起こる(血糖値は目安)。 1. 血糖80mg/dL前後:膵β細胞からのインスリン分泌が低下する。 2. 血糖65〜70mg/dL前後:グルカゴンとアドレナリンの分泌が増加する(速い反応)。成長ホルモン、コルチゾールの分泌もこのあたりから増える(作用発現は遅い)。 3. 血糖55mg/dL前後:動悸、発汗、振戦、不安感、空腹感などの自律神経症状が自覚される。 4. さらに低下(おおむね50mg/dL未満):頭痛、集中力低下、異常行動、けいれん、意識障害などの中枢神経症状(神経糖欠乏症状)が出現する。

インスリン拮抗ホルモンのまとめ

・グルカゴン:肝グリコーゲン分解・糖新生。最も速く、最も重要。 ・アドレナリン:肝糖放出、インスリン分泌抑制、脂肪分解。グルカゴンが働かないときに特に重要。 ・コルチゾール:糖新生酵素の誘導、末梢の糖利用抑制。数時間後から作用。 ・成長ホルモン:末梢の糖利用抑制、脂肪分解。数時間後から作用。 血糖を下げるホルモンはインスリンだけであるのに対し、上げるホルモンは複数あり、生命維持に不可欠なブドウ糖供給(特に脳)を何重にも守る仕組みになっている。

反応性低血糖(食後低血糖)の主な原因

・胃切除後(後期ダンピング症候群):食物が急速に小腸へ流入して血糖が急上昇し、それに反応してインスリンが過剰に分泌され、食後2〜3時間で低血糖となる。 ・糖尿病の初期(耐糖能異常):肥満やインスリン抵抗性を背景に、インスリン分泌の立ち上がりが遅れ、かつ過剰になるため、食後3〜5時間ごろに低血糖を生じる。 ・その他:甲状腺機能亢進症などで糖の吸収が速い場合、特発性のものなど。

空腹時低血糖との対比

空腹時(早朝や運動後)に起こる低血糖では、インスリノーマ、インスリン自己免疫症候群、下垂体機能低下症や副腎不全、肝不全、インスリン・スルホニル尿素薬の過量などを考える。症状が「食後」か「空腹時」かは、原因を絞り込む重要な手がかりである。

POINT

・食後数時間で起こる動悸・発汗・振戦が摂食で改善 → 反応性低血糖を考える。肥満・境界型耐糖能異常があれば糖尿病初期の反応性低血糖、胃切除歴があれば後期ダンピング症候群。 ・低血糖時に増えるインスリン拮抗ホルモン:グルカゴン、アドレナリン(速い反応)、コルチゾール、成長ホルモン(遅い反応)。 ・サイロキシン、アルドステロンは低血糖に反応して急増しない。 ・動悸・発汗・振戦はカテコールアミンと交感神経の興奮による自律神経症状、意識障害やけいれんは中枢神経のブドウ糖不足による症状。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。