生理学 · 7.8
女性性内分泌学。
Female sexual endocrinology.
🧠 月経周期menstrual cycle 月経周期(menstrual cycle)menstrual cycle(月経周期) は「エストラジオールが自分自身へのフィードバックの符号を濃度依存的に反転させる」という1つの仕掛けで理解する。閾値(200pg/mL)未満では負のフィードバック(FSHFSH(follicle-stimulating hormone)/LHLH(luteinizing hormone)を抑制)、閾値を超えると一過性に正のフィードバック(LHサージ、LH surgeを誘発)に転じる——この符号反転がそのまま卵胞期 follicular phase 卵胞期(follicular phase) follicular phase(卵胞期) →排卵→黄体期 luteal phase 黄体期(luteal phase) luteal phase(黄体期) という時間構造を作り出す。同じ卵巣内でも莢膜細胞 theca cell 莢膜細胞(theca cell) theca cell(莢膜細胞) (LH→アンドロゲン)と顆粒膜細胞 granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell) granulosa cell(顆粒膜細胞) (FSH→エストラジオール変換)の「2細胞2ゴナドトロピン」分業が、男性のLeydig/Sertoli細胞Sertoli cell Sertoli細胞(Sertoli cell)Sertoli cell(Sertoli細胞) と同型の論理で働く。
基礎解剖
女性の性腺は卵巣で、卵管を介して子宮と連結する。卵巣には皮質・髄質・門部hilum 門部(hilum)hilum(門部) があり、皮質は胚上皮 germinal epithelium 胚上皮(germinal epithelium) germinal epithelium(胚上皮) と卵母細胞 oocyte 卵母細胞(oocyte) oocyte(卵母細胞) (各卵子 ovum 卵子(ovum) ovum(卵子) はそれぞれの卵胞、follicle内にある)で覆われる。優勢卵胞dominant follicle優勢卵胞(dominant follicle)dominant follicle(優勢卵胞)がステロイドホルモン steroid hormone ステロイドホルモン(steroid hormone) steroid hormone(ステロイドホルモン) 合成の場であり、その機能は傍分泌性 paracrine傍分泌性(paracrine) paracrine(傍分泌性)・内分泌性endocrine (hormonal) 内分泌性(endocrine (hormonal))endocrine (hormonal)(内分泌性) の両方を持つ。両機能とも卵の発育・受精可能性を支えると同時に、乳房・子宮・骨(OPG、オステオプロテゲリンosteoprotegerin (OPG)オステオプロテゲリン(osteoprotegerin (OPG))osteoprotegerin (OPG)(オステオプロテゲリン)、osteoprotegerin活性を増加させ骨形成をもたらす)などの組織にも作用する。
周期的生殖機能——月経周期
卵巣周期ovarian cycle 卵巣周期(ovarian cycle)ovarian cycle(卵巣周期) の卵胞期 follicular phase 卵胞期(follicular phase) follicular phase(卵胞期) と月経は0日目に開始する。周期は通常28日で、この例では14日目に排卵が起こる。月経周期menstrual cycle 月経周期(menstrual cycle)menstrual cycle(月経周期) は①卵巣周期 ovarian cycle 卵巣周期(ovarian cycle) ovarian cycle(卵巣周期) と②子宮内膜周期 endometrial cycle 子宮内膜周期(endometrial cycle) endometrial cycle(子宮内膜周期) の両方から構成される。
1. 卵巣周期
I — 卵胞期follicular phase 卵胞期(follicular phase)follicular phase(卵胞期) : 卵胞の発育はFSH(卵胞刺激ホルモンfollicle-stimulating hormone, FSH卵胞刺激ホルモン(follicle-stimulating hormone, FSH)follicle-stimulating hormone, FSH(卵胞刺激ホルモン)、follicle-stimulating hormone)により刺激される。卵巣[エストラジオール]の上昇がLH(黄体形成ホルモンluteinizing hormone, LH黄体形成ホルモン(luteinizing hormone, LH)luteinizing hormone, LH(黄体形成ホルモン)、luteinizing hormone)サージを引き起こし排卵を来す。期間はかなり可変的(〜14日)。
II — 黄体期luteal phase 黄体期(luteal phase)luteal phase(黄体期) : 卵胞が黄体へ変化する。この期の長さは一定=14日。妊娠がなければ黄体は退行する→月経。
2. 子宮内膜周期
I — 月経期menstrual phase 月経期(menstrual phase)menstrual phase(月経期) : 2〜6日間。月経出血が特徴——エストロゲン・プロゲステロン濃度の低下に伴い、子宮内膜機能層functional layer of the endometrium (stratum functionalis) 子宮内膜機能層(functional layer of the endometrium (stratum functionalis))functional layer of the endometrium (stratum functionalis)(子宮内膜機能層) が破壊される。
II — 増殖期proliferative phase 増殖期(proliferative phase)proliferative phase(増殖期) : 子宮内膜がエストロゲンにより増殖する。
III — 分泌期secretory phase 分泌期(secretory phase)secretory phase(分泌期) : 子宮内膜間質細胞endometrial stromal cell 子宮内膜間質細胞(endometrial stromal cell)endometrial stromal cell(子宮内膜間質細胞) が肥大し好酸性が増す——妊娠時に必要となる。
卵巣ホルモン合成
遊離コレステロールfree cholesterol 遊離コレステロール(free cholesterol)free cholesterol(遊離コレステロール) はStARStAR(steroidogenic acute regulatory protein)蛋白(ステロイド産生急性調節蛋白、steroidogenic acute regulatory protein)依存性にミトコンドリアマトリックス mitochondrial matrix ミトコンドリアマトリックス(mitochondrial matrix) mitochondrial matrix(ミトコンドリアマトリックス) へ輸送される。卵巣でのアンドロゲン産生: 卵巣で産生される主要なアンドロゲンはアンドロステンジオンandrostenedioneアンドロステンジオン(androstenedione)androstenedione(アンドロステンジオン)(17β-HSD(17β-ヒドロキシステロイド脱水素酵素、17β-hydroxysteroid dehydrogenase)-デスモラーゼ desmolase デスモラーゼ(desmolase) desmolase(デスモラーゼ) 活性は低い)。卵巣細胞はアロマターゼを発現し、①アンドロステンジオン androstenedione アンドロステンジオン(androstenedione) androstenedione(アンドロステンジオン) →エストロン estroneエストロン(estrone) estrone(エストロン)、②テストステロン→エストラジオールへ変換する。
ホルモン合成の調節
視床下部の弓状核 arcuate nucleus弓状核(arcuate nucleus) arcuate nucleus(弓状核)・視索前野preoptic nucleus 視索前野(preoptic nucleus)preoptic nucleus(視索前野) のニューロンがGnRH(性腺刺激ホルモン放出ホルモンgonadotropin-releasing hormone, GnRH性腺刺激ホルモン放出ホルモン(gonadotropin-releasing hormone, GnRH)gonadotropin-releasing hormone, GnRH(性腺刺激ホルモン放出ホルモン)、gonadotropin-releasing hormone)を分泌する。GnRHは性腺刺激細胞 gonadotroph 性腺刺激細胞(gonadotroph) gonadotroph(性腺刺激細胞) 膜のGq共役受容体 Gq-coupled receptor Gq共役受容体(Gq-coupled receptor) Gq-coupled receptor(Gq共役受容体) に結合し、性腺刺激細胞gonadotroph 性腺刺激細胞(gonadotroph)gonadotroph(性腺刺激細胞) (LH・FSH)の放出を引き起こす。LHは莢膜細胞 theca cell 莢膜細胞(theca cell) theca cell(莢膜細胞) の受容体(Gs)、FSHは顆粒膜細胞 granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell) granulosa cell(顆粒膜細胞) の受容体(Gs)に結合する——PKA(プロテインキナーゼAprotein kinase A (PKA)プロテインキナーゼA(protein kinase A (PKA))protein kinase A (PKA)(プロテインキナーゼA)、protein kinase A)が酵素(アクチビンactivinアクチビン(activin)activin(アクチビン)、activin・インヒビンinhibinインヒビン(inhibin)inhibin(インヒビン)、inhibin)の合成を刺激する。
アクチビンactivinアクチビン(activin)activin(アクチビン)・インヒビンinhibin インヒビン(inhibin)inhibin(インヒビン) は下垂体前葉 anterior pituitary 下垂体前葉(anterior pituitary) anterior pituitary(下垂体前葉) のFSH産生にのみフィードバックする——アクチビン activin アクチビン(activin) activin(アクチビン) =正のフィードバック、インヒビンinhibin インヒビン(inhibin)inhibin(インヒビン) =負のフィードバック。エストロゲン・プロゲスチンprogestin プロゲスチン(progestin)progestin(プロゲスチン) は下垂体前葉 anterior pituitary 下垂体前葉(anterior pituitary) anterior pituitary(下垂体前葉) と視床下部ニューロンの両方に作用し、正・負両方のフィードバック制御を及ぼす。卵胞期follicular phase 卵胞期(follicular phase)follicular phase(卵胞期) 後期の高濃度エストラジオールは性腺刺激細胞 gonadotroph 性腺刺激細胞(gonadotroph) gonadotroph(性腺刺激細胞) のGnRHへの感受性を高める。 CRH(副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモンcorticotropin-releasing hormone, CRH副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン(corticotropin-releasing hormone, CRH)corticotropin-releasing hormone, CRH(副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン)、corticotropin-releasing hormone)、β-エンドルフィンbeta-endorphinβ-エンドルフィン(beta-endorphin)beta-endorphin(β-エンドルフィン)、プロラクチン、レプチンleptinレプチン(leptin)leptin(レプチン)/グレリンghrelin グレリン(ghrelin)ghrelin(グレリン) もLH・FSH産生を調節する。
💡 GnRHパルス生成の直接の上流にはキスペプチン kisspeptin キスペプチン(kisspeptin) kisspeptin(キスペプチン) がある。 視床下部のキスペプチンニューロン kisspeptin neuron キスペプチンニューロン(kisspeptin neuron) kisspeptin neuron(キスペプチンニューロン) がGnRHニューロンへ直接投射し、パルス状pulsatile パルス状(pulsatile)pulsatile(パルス状) のGnRH放出そのものを制御する——性ステロイドによる負・正両方のフィードバックも、GnRHニューロン自体にではなくこのキスペプチンニューロン kisspeptin neuron キスペプチンニューロン(kisspeptin neuron) kisspeptin neuron(キスペプチンニューロン) を介して伝わると考えられている1。
ゴナドトロピン合成の調節
性腺刺激細胞gonadotroph 性腺刺激細胞(gonadotroph)gonadotroph(性腺刺激細胞) 膜のGnRH受容体への結合がPLC(ホスホリパーゼCphospholipase CホスホリパーゼC(phospholipase C)phospholipase C(ホスホリパーゼC)、phospholipase C)経路を活性化する:Gq→PLC↑→IP3(イノシトールinositol イノシトール(inositol)inositol(イノシトール) 三リン酸、inositol trisphosphate)→[Ca²⁺]IC↑→LH・FSH放出。PKC(プロテインキナーゼprotein kinase プロテインキナーゼ(protein kinase)protein kinase(プロテインキナーゼ) C、protein kinase C)がリン酸化により遺伝子転写・ゴナドトロピン(LH・FSH)合成を刺激する。卵胞期follicular phase 卵胞期(follicular phase)follicular phase(卵胞期) 後期にはエストラジオールが下垂体前葉 anterior pituitary 下垂体前葉(anterior pituitary) anterior pituitary(下垂体前葉) のGnRH感受性を高め、はるかに大きなLH放出を引き起こす。
卵母細胞の成熟
生涯を通じて発育する優勢卵胞 dominant follicle 優勢卵胞(dominant follicle) dominant follicle(優勢卵胞) は約450個のみ。
💡 卵胞発育follicular development 卵胞発育(follicular development)follicular development(卵胞発育) のタイムスケールは、卵胞期follicular phase 卵胞期(follicular phase)follicular phase(卵胞期) の14日間よりはるかに長い。 排卵する卵胞は、排卵のおよそ85日前にすでに莢膜内膜の分化を終えていた前胞状卵胞 preantral follicle 前胞状卵胞(preantral follicle) preantral follicle(前胞状卵胞) のコホートに由来する——「卵胞期follicular phase 卵胞期(follicular phase)follicular phase(卵胞期) =卵胞発育 follicular development 卵胞発育(follicular development) follicular development(卵胞発育) の全期間」ではなく、周期ごとに見えている成長は数か月前から始まっていた過程の最終段階にすぎない2。
- 原始生殖細胞primordial germ cell 原始生殖細胞(primordial germ cell)primordial germ cell(原始生殖細胞) は卵祖細胞 oogonia, 2n 卵祖細胞(oogonia, 2n) oogonia, 2n(卵祖細胞) へ発達→卵祖細胞 oogonia, 2n 卵祖細胞(oogonia, 2n) oogonia, 2n(卵祖細胞) は有糸分裂を行い、一部は減数分裂I(meiosis I)に入り一次卵母細胞 primary oocyte 一次卵母細胞(primary oocyte) primary oocyte(一次卵母細胞) となる。減数分裂Iは第一減数分裂前期 prophase I 第一減数分裂前期(prophase I) prophase I(第一減数分裂前期) で停止する(当初は減数分裂Iに必要な蛋白の欠如、後にcAMP(環状AMP)高値がこの停止を維持する)。
- 一次卵母細胞primary oocyte 一次卵母細胞(primary oocyte)primary oocyte(一次卵母細胞) が前顆粒膜細胞 pre-granulosa cell 前顆粒膜細胞(pre-granulosa cell) pre-granulosa cell(前顆粒膜細胞) に囲まれると原始卵胞primordial follicle原始卵胞(primordial follicle)primordial follicle(原始卵胞)が形成される。
- 一次卵胞primary follicle 一次卵胞(primary follicle)primary follicle(一次卵胞) : 顆粒膜細胞granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell)granulosa cell(顆粒膜細胞) (立方状cuboidal立方状(cuboidal)cuboidal(立方状))を形成——透明帯zona pellucida透明帯(zona pellucida)zona pellucida(透明帯)が形成される(ZP1、2、3蛋白を含む)。顆粒膜細胞granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell)granulosa cell(顆粒膜細胞) のFSH受容体数が増加する。
- 二次卵胞secondary follicle 二次卵胞(secondary follicle)secondary follicle(二次卵胞) : 立方状cuboidal 立方状(cuboidal)cuboidal(立方状) 顆粒膜細胞 granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell) granulosa cell(顆粒膜細胞) が層状化する。莢膜細胞theca cell莢膜細胞(theca cell)theca cell(莢膜細胞)が顆粒膜細胞 granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell) granulosa cell(顆粒膜細胞) の基底膜外側に発達し、LH受容体を獲得しアンドロステンジオン androstenedioneアンドロステンジオン(androstenedione) androstenedione(アンドロステンジオン)・テストステロンを産生する。
- 三次tertiary 三次(tertiary)tertiary(三次) (胞状)卵胞: 内部に卵胞腔 antrum 卵胞腔(antrum) antrum(卵胞腔) (follicular antrum、液体で満たされた腔)が発達する。三次tertiary三次(tertiary)tertiary(三次)・グラーフ卵胞Graafian follicle グラーフ卵胞(Graafian follicle)Graafian follicle(グラーフ卵胞) の顆粒膜細胞 granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell) granulosa cell(顆粒膜細胞) は3種類——①壁側顆粒膜細胞 mural granulosa cell 壁側顆粒膜細胞(mural granulosa cell) mural granulosa cell(壁側顆粒膜細胞) (卵母細胞oocyte 卵母細胞(oocyte)oocyte(卵母細胞) から最も遠く最も代謝活性が高くLH受容体を多量に持つ)、②卵丘顆粒膜細胞 cumulus granulosa cell 卵丘顆粒膜細胞(cumulus granulosa cell) cumulus granulosa cell(卵丘顆粒膜細胞) (最内層 inner layer 内層(inner layer) inner layer(内層) =放線冠 corona radiata放線冠(corona radiata) corona radiata(放線冠)、corona radiata、排卵時に卵母細胞 oocyte 卵母細胞(oocyte) oocyte(卵母細胞) とともに脱落)、③卵胞腔側顆粒膜細胞 antral granulosa cell 卵胞腔側顆粒膜細胞(antral granulosa cell) antral granulosa cell(卵胞腔側顆粒膜細胞) (腔に面し、排卵後に黄体細胞 luteal cell 黄体細胞(luteal cell) luteal cell(黄体細胞) となる)。残存FSH受容体が最も多いものが優勢卵胞 dominant follicle 優勢卵胞(dominant follicle) dominant follicle(優勢卵胞) となる。
排卵の数時間前、LHサージにより一次卵母細胞 primary oocyte 一次卵母細胞(primary oocyte) primary oocyte(一次卵母細胞) が減数分裂Iを完了する——LHサージがcGMP(環状GMP)のPDE(ホスホジエステラーゼphosphodiesterase (PDE)ホスホジエステラーゼ(phosphodiesterase (PDE))phosphodiesterase (PDE)(ホスホジエステラーゼ)、phosphodiesterase)への抑制効果を抑制する(脱抑制disinhibition脱抑制(disinhibition)disinhibition(脱抑制))→cAMP↓→減数分裂再開。MAPK(マイトジェンmitogen マイトジェン(mitogen)mitogen(マイトジェン) 活性化プロテインキナーゼ protein kinaseプロテインキナーゼ(protein kinase) protein kinase(プロテインキナーゼ)、mitogen-activated protein kinase)経路蛋白が減数分裂を第二減数分裂中期 metaphase II 第二減数分裂中期(metaphase II) metaphase II(第二減数分裂中期) で停止させる——減数分裂IIは受精時に完了する。
優勢卵胞のステロイド産生
Theca細胞: LH受容体を発現しアンドロステンジオン androstenedione アンドロステンジオン(androstenedione) androstenedione(アンドロステンジオン) を産生する。LHの効果:①リポ蛋白受容体(LDLLDL(low-density lipoprotein)・HDLHDL(high-density lipoprotein)受容体、低比重/高比重リポ蛋白受容体)発現↑——ステロイド産生に必要なコレステロールを輸入、②CYP11A1(側鎖切断酵素、cholesterol side-chain cleavage enzyme)、3β-HSD(3β-ヒドロキシステロイド脱水素酵素)、CYP17の発現↑。アンドロゲン(アンドロステンジオンandrostenedione アンドロステンジオン(androstenedione)androstenedione(アンドロステンジオン) と一部テストステロン)は壁側顆粒膜細胞 mural granulosa cell 壁側顆粒膜細胞(mural granulosa cell) mural granulosa cell(壁側顆粒膜細胞) へ拡散し、残りは血中循環へ入る。
壁側顆粒膜細胞mural granulosa cell 壁側顆粒膜細胞(mural granulosa cell)mural granulosa cell(壁側顆粒膜細胞) : FSH受容体を発現する。FSHの効果:①アロマターゼの発現上方調節 upregulation 上方調節(upregulation) upregulation(上方調節) ↑→エストラジオール-17β産生、②インヒビンB inhibin B インヒビンB(inhibin B) inhibin B(インヒビンB) 発現↑、③卵胞期 follicular phase 卵胞期(follicular phase) follicular phase(卵胞期) 後半でのLH受容体発現↑——壁側顆粒膜細胞 mural granulosa cell 壁側顆粒膜細胞(mural granulosa cell) mural granulosa cell(壁側顆粒膜細胞) がLHサージに反応できることを保証する。
排卵
- 排卵前、大きな排卵前卵胞が卵巣表面を圧迫しスティグマstigmaスティグマ(stigma)stigma(スティグマ)(血管に乏しい膨隆)を形成する。
- LHサージが莢膜・顆粒膜細胞granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell)granulosa cell(顆粒膜細胞) から炎症性サイトカイン inflammatory cytokine炎症性サイトカイン(inflammatory cytokine) inflammatory cytokine(炎症性サイトカイン)・加水分解酵素Hydrolase 加水分解酵素(Hydrolase)Hydrolase(加水分解酵素) の放出を誘導——これらの酵素が卵胞壁・白膜tunica albuginea白膜(tunica albuginea)tunica albuginea(白膜)・表面上皮を分解する。
- 卵母細胞oocyte卵母細胞(oocyte)oocyte(卵母細胞)・卵丘複合体oocyte-cumulus complex 卵丘複合体(oocyte-cumulus complex)oocyte-cumulus complex(卵丘複合体) が解離し卵胞腔 antrum 卵胞腔(antrum) antrum(卵胞腔) 内で自由浮遊 buoyancy 浮遊(buoyancy) buoyancy(浮遊) 状態となる。
- ヒアルロン酸hyaluronic acid ヒアルロン酸(hyaluronic acid)hyaluronic acid(ヒアルロン酸) などのECM(細胞外基質extracellular matrix細胞外基質(extracellular matrix)extracellular matrix(細胞外基質)、extracellular matrix)成分が卵丘細胞 cumulus cell 卵丘細胞(cumulus cell) cumulus cell(卵丘細胞) により分泌され卵丘 cumulus oophorus 卵丘(cumulus oophorus) cumulus oophorus(卵丘) 拡張が起こる。
- 壁側顆粒膜細胞mural granulosa cell 壁側顆粒膜細胞(mural granulosa cell)mural granulosa cell(壁側顆粒膜細胞) の基底膜が破壊される→顆粒膜細胞 granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell) granulosa cell(顆粒膜細胞) が血管新生因子 angiogenic factor 血管新生因子(angiogenic factor) angiogenic factor(血管新生因子) を分泌し血管侵入 corneal neovascularization 血管侵入(corneal neovascularization) corneal neovascularization(血管侵入) を誘導する。
黄体
排卵後、損傷血管からの出血が卵胞腔 antrum 卵胞腔(antrum) antrum(卵胞腔) の残余を満たし出血体corpus hemorrhagicum出血体(corpus hemorrhagicum)corpus hemorrhagicum(出血体)が形成される。顆粒膜細胞granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell)granulosa cell(顆粒膜細胞) は黄体化顆粒膜細胞luteinized granulosa cell黄体化顆粒膜細胞(luteinized granulosa cell)luteinized granulosa cell(黄体化顆粒膜細胞)と呼ばれるようになる。黄体は14±2日生存する。黄体の退行には黄体細胞 luteal cell黄体細胞(luteal cell) luteal cell(黄体細胞)・子宮双方からのプロスタグランジン放出が関与するとされる。黄体は最終的に白体corpus albicans白体(corpus albicans)corpus albicans(白体)(瘢痕)へ変化し後に吸収される。
⭐ 妊娠が成立すると合胞体性栄養膜 syncytiotrophoblast 合胞体性栄養膜(syncytiotrophoblast) syncytiotrophoblast(合胞体性栄養膜) からhCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピンhuman chorionic gonadotropin (hCG)ヒト絨毛性ゴナドトロピン(human chorionic gonadotropin (hCG))human chorionic gonadotropin (hCG)(ヒト絨毛性ゴナドトロピン)、human chorionic gonadotropin)が放出され黄体を維持する。
黄体でのステロイド産生
Theca黄体細胞 luteal cell 黄体細胞(luteal cell) luteal cell(黄体細胞) : コレステロールを取り込みアンドロステンジオン androstenedione アンドロステンジオン(androstenedione) androstenedione(アンドロステンジオン) 産生を誘導→顆粒膜細胞 granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell) granulosa cell(顆粒膜細胞) へ拡散しエストラジオール-17βを産生。
顆粒膜黄体細胞granulosa lutein cell 顆粒膜黄体細胞(granulosa lutein cell)granulosa lutein cell(顆粒膜黄体細胞) : コレステロール取り込み→プレグネノロン pregnenolone プレグネノロン(pregnenolone) pregnenolone(プレグネノロン) →プロゲステロン(LHシグナル)+エストラジオール。
卵巣周期の詳細
卵胞期
黄体期luteal phase 黄体期(luteal phase)luteal phase(黄体期) 終盤: 黄体が退縮開始→ホルモン産生(プロゲステロン、エストラジオール、インヒビンinhibinインヒビン(inhibin)inhibin(インヒビン))が低下。FSH・LH↑(エストラジオール・プロゲステロンからLH・FSHへの負のフィードバックが減弱するため;インヒビン inhibin インヒビン(inhibin) inhibin(インヒビン) はFSHのみ抑制するため[FSH]>[LH]となる)。
卵胞期follicular phase 卵胞期(follicular phase)follicular phase(卵胞期) 開始: FSHが前胞状卵胞 preantral follicle 前胞状卵胞(preantral follicle) preantral follicle(前胞状卵胞) を動員する→約20個の胞状卵胞 antral/Graafian follicle 胞状卵胞(antral/Graafian follicle) antral/Graafian follicle(胞状卵胞) が動員される。卵胞は優勢卵胞 dominant follicle 優勢卵胞(dominant follicle) dominant follicle(優勢卵胞) へと成熟し(顆粒膜細胞granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell)granulosa cell(顆粒膜細胞) から)より多くのエストロゲンを産生する——[エストラジオール]が200pg/mL未満の間はLH・FSHへの正のフィードバック閾値未満。エストラジオール・インヒビンinhibin インヒビン(inhibin)inhibin(インヒビン) はFSH産生に抑制効果を持つ——十分なFSH受容体を発現する卵胞のみが発育を続け、1つの優勢卵胞 dominant follicle 優勢卵胞(dominant follicle) dominant follicle(優勢卵胞) のみが選択される。優勢卵胞dominant follicle 優勢卵胞(dominant follicle)dominant follicle(優勢卵胞) は膨大な量のエストラジオール(ピーク)とインヒビン inhibin インヒビン(inhibin) inhibin(インヒビン) (→FSH産生↓)を産生する。
エストラジオール産生が200pg/mLを超えると、LH産生への正のフィードバックを誘導する(FSHにもわずかに)→排卵前の急速なLH産生増加(エストラジオールのピークはLHのピークに先行する)。
排卵
黄体化luteinization 黄体化(luteinization)luteinization(黄体化) が始まる→プロゲステロン産生↑+エストラジオール産生↑→LH産生への正のフィードバックが減弱→排卵後にLHサージが終了する。
黄体期
排卵後、黄体化luteinization 黄体化(luteinization)luteinization(黄体化) が完了→黄体が高濃度のプロゲステロン・エストロゲン(+インヒビン inhibinインヒビン(inhibin) inhibin(インヒビン))を産生する。[エストラジオール]は200pg/mL超のままだが、高いプロゲステロン濃度が同時に存在するためLHへの正のフィードバック効果を発揮できない——代わりにLH・FSH両方への負のフィードバックとなる。これが[FSH・LH]が黄体退縮 luteolysis 黄体退縮(luteolysis) luteolysis(黄体退縮) まで徐々に低下していく理由。ホルモン産生が減少すると、卵胞期follicular phase 卵胞期(follicular phase)follicular phase(卵胞期) 開始時に再びFSH・LHが増加する。
⭐ エストラジオールの「符号反転」が周期全体の設計図: 低濃度=負のフィードバック(FSH/LH抑制)、200pg/mL超=一過性の正のフィードバック(LHサージ誘発)。プロゲステロンの同時存在がこの正のフィードバックを覆い隠す(黄体期luteal phase黄体期(luteal phase)luteal phase(黄体期))ため、エストラジオール単独の効果とプロゲステロン共存下の効果は正反対になる。
子宮内膜周期
増殖期
発育卵胞が分泌するエストロゲンにより子宮内膜の増殖・分化が刺激される→子宮内膜腺 endometrial gland 子宮内膜腺(endometrial gland) endometrial gland(子宮内膜腺) が形成され分泌上皮細胞に覆われる。エストロゲンは成長因子 growth factor 成長因子(growth factor) growth factor(成長因子) (IGF、インスリン様成長因子 growth factor成長因子(growth factor) growth factor(成長因子)・TGF、トランスフォーミング増殖因子 growth factor増殖因子(growth factor) growth factor(増殖因子)・EGF、上皮成長因子epidermal growth factor, EGF上皮成長因子(epidermal growth factor, EGF)epidermal growth factor, EGF(上皮成長因子))の合成を誘導し子宮内膜の構成要素の発達を引き起こす。プロゲスチン受容体progestin receptor プロゲスチン受容体(progestin receptor)progestin receptor(プロゲスチン受容体) 発現が増加する。子宮筋層myometrium 子宮筋層(myometrium)myometrium(子宮筋層) :エストロゲンにより誘導されるオキシトシン受容体への感受性↑。排卵前に体温がわずかに低下する。
分泌期
プロゲステロンが子宮内膜の腺構成要素を刺激する。
- 分泌期secretory phase 分泌期(secretory phase)secretory phase(分泌期) 早期: 核小体管系nucleolar channel system 核小体管系(nucleolar channel system)nucleolar channel system(核小体管系) の発達。
- 分泌期secretory phase 分泌期(secretory phase)secretory phase(分泌期) 中期〜後期: 前脱落膜化predecidualization 前脱落膜化(predecidualization)predecidualization(前脱落膜化) (間質細胞stromal cell 間質細胞(stromal cell)stromal cell(間質細胞) の肥大)、子宮内膜の血管新生↑、子宮内膜腺endometrial gland 子宮内膜腺(endometrial gland)endometrial gland(子宮内膜腺) の分泌能↑、子宮内膜機能層functional layer of the endometrium (stratum functionalis) 子宮内膜機能層(functional layer of the endometrium (stratum functionalis))functional layer of the endometrium (stratum functionalis)(子宮内膜機能層) の形成——緻密層compact layer緻密層(compact layer)compact layer(緻密層)(上層stratum oriens上層(stratum oriens)stratum oriens(上層)、腺に乏しい)と海綿層spongy layer海綿層(spongy layer)spongy layer(海綿層)(下層、腺に富む)。
月経期
子宮内膜機能層functional layer of the endometrium (stratum functionalis) 子宮内膜機能層(functional layer of the endometrium (stratum functionalis))functional layer of the endometrium (stratum functionalis)(子宮内膜機能層) の血管性・腺性構造の統合性が変性する。細胞がPGF2α(プロスタグランジンF2α)・マトリックスメタロプロテアーゼmatrix metalloproteinase, MMP マトリックスメタロプロテアーゼ(matrix metalloproteinase, MMP)matrix metalloproteinase, MMP(マトリックスメタロプロテアーゼ) の産生を開始する。子宮内膜を灌流する血管の血管収縮が起こる。黄体からのホルモン支持が減少する→プロゲステロン濃度低下により子宮筋層 myometrium 子宮筋層(myometrium) myometrium(子宮筋層) がオキシトシンに感受性を持つようになる。月経後には非上皮性 nonepithelial 非上皮性(nonepithelial) nonepithelial(非上皮性) 間質細胞 stromal cell 間質細胞(stromal cell) stromal cell(間質細胞) の薄層と一部の腺のみが残る。いくらかの収縮が生じる。
エストロゲンの効果
骨形成: 骨芽細胞の生存促進、破骨細胞のアポトーシス促進、骨端線epiphyseal line 骨端線(epiphyseal line)epiphyseal line(骨端線) の閉鎖。カルシウム親和性——腸管Ca²⁺吸収。
肝臓: LDL受容体↑、循環HDL↑、CBG(コルチコステロイドcorticosteroids コルチコステロイド(corticosteroids)corticosteroids(コルチコステロイド) 結合グロブリン)・TBG(サイロキシンthyroxine, T4 サイロキシン(thyroxine, T4)thyroxine, T4(サイロキシン) 結合グロブリン、thyroxine-binding globulin)・SHBG(性ホルモン結合グロブリンsex hormone-binding globulin (SHBG)性ホルモン結合グロブリン(sex hormone-binding globulin (SHBG))sex hormone-binding globulin (SHBG)(性ホルモン結合グロブリン)、sex hormone-binding globulin)↑。
心血管系cardiovascular 心血管系(cardiovascular)cardiovascular(心血管系) : 血管でのNO(一酸化窒素nitric oxide, NO一酸化窒素(nitric oxide, NO)nitric oxide, NO(一酸化窒素)、nitric oxide)産生(PI3K(ホスファチジルイノシトールphosphatidylinositol ホスファチジルイノシトール(phosphatidylinositol)phosphatidylinositol(ホスファチジルイノシトール) 3-キナーゼ、phosphoinositide 3-kinase)経路によるeNOS(内皮型一酸化窒素合成酵素endothelial nitric oxide synthase (eNOS)内皮型一酸化窒素合成酵素(endothelial nitric oxide synthase (eNOS))endothelial nitric oxide synthase (eNOS)(内皮型一酸化窒素合成酵素)、endothelial nitric oxide synthase)活性化)——血管拡張効果(全般的な心血管系 cardiovascular 心血管系(cardiovascular) cardiovascular(心血管系) への良好な効果)、血小板活性化platelet activation 血小板活性化(platelet activation)platelet activation(血小板活性化) の抑制。生殖可能年齢の女性は心血管疾患リスクが低い。
外皮tegument 外皮(tegument)tegument(外皮) (皮膚): ケラチノサイトkeratinocyte ケラチノサイト(keratinocyte)keratinocyte(ケラチノサイト) 増殖、コラーゲン合成collagen synthesis コラーゲン合成(collagen synthesis)collagen synthesis(コラーゲン合成) (プロゲステロンとともにマトリックスメタロプロテイナーゼを阻害することで)、グリコサミノグリカンglycosaminoglycan (GAG) グリコサミノグリカン(glycosaminoglycan (GAG))glycosaminoglycan (GAG)(グリコサミノグリカン) ——創傷治癒。
脂肪組織: LPL(リポ蛋白リパーゼlipoprotein lipase (LPL)リポ蛋白リパーゼ(lipoprotein lipase (LPL))lipoprotein lipase (LPL)(リポ蛋白リパーゼ)、lipoprotein lipase)↓、HLP(肝性リパーゼHL, hepatic lipase肝性リパーゼ(HL, hepatic lipase)HL, hepatic lipase(肝性リパーゼ)、hepatic lipase)↓→リポリシス lipolysis リポリシス(lipolysis) lipolysis(リポリシス) ↑(長期的に)。
CNS(中枢神経系、central nervous system): 神経保護neuroprotection神経保護(neuroprotection)neuroprotection(神経保護)。
プロゲステロンの効果
- 体温調節thermoregulation 体温調節(thermoregulation)thermoregulation(体温調節) のセットポイント set point セットポイント(set point) set point(セットポイント) (排卵時に体温↑)。
- 月経前不快気分premenstrual dysphoria 月経前不快気分(premenstrual dysphoria)premenstrual dysphoria(月経前不快気分) (プロゲステロンの急激な低下=気分変化)。
- PCO2への換気反応 ventilatory response 換気反応(ventilatory response) ventilatory response(換気反応) を鋭敏化する。
エストロゲン・プロゲステロンの輸送・代謝
| ホルモン | 遊離型 | 結合形態 |
|---|---|---|
| エストロゲン | 2〜3% | アルブミン60%+SHBG38% |
| プロゲステロン | 2〜3% | アルブミン80%+CBG18% |
女性の性交渉
主に男性と相同の機序(求心路afferent pathway 求心路(afferent pathway)afferent pathway(求心路) は仙髄 sacral spinal cord 仙髄(sacral spinal cord) sacral spinal cord(仙髄) 体性感覚線維 somatic sensory fiber体性感覚線維(somatic sensory fiber) somatic sensory fiber(体性感覚線維)、sacral somatosensory fiberを経由)。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sacral spinal cord'>仙髄</span>体性感覚<span class='jp-term jp-term-diagram' title='afferent pathway'>求心路</span>"] --> B["中枢での刺激統合(皮質・辺縁系・視床など)"]
B --> C["胸<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lumbar'>腰髄</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sympathetic nervous system'>交感神経系</span>(SYM)"]
B --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sacral spinal cord'>仙髄</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='parasympathetic nervous system'>副交感神経系</span>(PARA)"]
C --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sympathetic tone'>交感神経緊張</span>↑:血圧↑・心拍数↑・乳頭の筋緊張効果"]
C --> F["腟・子宮の収縮(+オキシトシン)"]
D --> G["性器副交感神経↑:ACh→頸管・Bartholin腺の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mucus production'>粘液産生</span>↑"]
D --> H["VIP/NO・ACh→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Labia'>陰唇</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Clitoris'>陰核</span>の腫脹、経<span class='jp-term jp-term-diagram' title='transudate'>漏出性</span>潤滑"]
A --> I["骨格筋:律動的な骨盤・腹部収縮、括約筋収縮"]
閉経
女性の生殖機能の終了。月経が終わる(卵巣に残る機能的卵胞はごく僅か)。エストラジオール・プロゲステロン産生↓(気分変化)。負のフィードバックの欠如:GnRH産生増加によりLH・FSH値がより高くなりうる。
💡 臨床的な閉経の定義と平均年齢には国・地域差がある。 閉経は最終月経 final menstrual period, FMP 最終月経(final menstrual period, FMP) final menstrual period, FMP(最終月経) (FMP)から12か月間の無月経をもって後方視的 retrospectively 後方視的(retrospectively) retrospectively(後方視的) に確定される3。24か国46研究のメタ解析 Meta-analysis メタ解析(Meta-analysis) Meta-analysis(メタ解析) ではヒトの自然閉経年齢の全体平均は48.8歳(95%信頼区間48.3–49.2)だが、アフリカ・ラテンアメリカ・アジア・中東の国々で低く、欧州・オーストラリアで最も高く米国がこれに次ぐという地域差が報告されている——単一の「平均51歳」を万国共通の値として覚えない4。
⚠️ 閉経症候群: ホットフラッシュhot flashesホットフラッシュ(hot flashes)hot flashes(ホットフラッシュ)、寝汗night sweat寝汗(night sweat)night sweat(寝汗)、気分変化、性欲libido 性欲(libido)libido(性欲) 喪失。身体的変化: 腟上皮vaginal epithelium 腟上皮(vaginal epithelium)vaginal epithelium(腟上皮) の萎縮、骨粗鬆症、腟分泌物vaginal discharge 腟分泌物(vaginal discharge)vaginal discharge(腟分泌物) ↓。
まとめ
- 月経周期menstrual cycle 月経周期(menstrual cycle)menstrual cycle(月経周期) は卵巣周期 ovarian cycle 卵巣周期(ovarian cycle) ovarian cycle(卵巣周期) (卵胞期follicular phase 卵胞期(follicular phase)follicular phase(卵胞期) →排卵→黄体期 luteal phase黄体期(luteal phase) luteal phase(黄体期))と子宮内膜周期 endometrial cycle 子宮内膜周期(endometrial cycle) endometrial cycle(子宮内膜周期) (月経期menstrual phase 月経期(menstrual phase)menstrual phase(月経期) →増殖期 proliferative phase 増殖期(proliferative phase) proliferative phase(増殖期) →分泌期 secretory phase分泌期(secretory phase) secretory phase(分泌期))が同期して進行し、エストラジオール濃度依存的なフィードバック符号反転(低濃度=負、200pg/mL超=正、プロゲステロン共存下では再び負)がLHサージのタイミングを決定する。
- 卵巣では莢膜細胞 theca cell 莢膜細胞(theca cell) theca cell(莢膜細胞) (LH→アンドロステンジオン androstenedioneアンドロステンジオン(androstenedione) androstenedione(アンドロステンジオン))と顆粒膜細胞 granulosa cell 顆粒膜細胞(granulosa cell) granulosa cell(顆粒膜細胞) (FSH→アロマターゼによるエストラジオール変換)が分業する「2細胞2ゴナドトロピン」モデルが働き、優勢卵胞dominant follicle 優勢卵胞(dominant follicle)dominant follicle(優勢卵胞) の選択はFSH受容体発現量により決まる。
- 排卵はLHサージによる炎症性カスケード inflammatory cascade 炎症性カスケード(inflammatory cascade) inflammatory cascade(炎症性カスケード) (酵素放出→卵胞壁分解→卵母細胞 oocyte 卵母細胞(oocyte) oocyte(卵母細胞) 遊離)で起こり、黄体はプロゲステロン・エストラジオールを産生してPGF2αにより退行する(妊娠時はhCGが黄体を維持)。
- エストロゲンは骨形成促進・心血管保護・皮膚コラーゲン合成 collagen synthesis コラーゲン合成(collagen synthesis) collagen synthesis(コラーゲン合成) など多面的効果を持ち、プロゲステロンは体温調節 thermoregulation 体温調節(thermoregulation) thermoregulation(体温調節) セットポイント set point セットポイント(set point) set point(セットポイント) 上昇・月経前気分変化に関与する。閉経は卵胞枯渇 follicular depletion 卵胞枯渇(follicular depletion) follicular depletion(卵胞枯渇) によるエストラジオール/プロゲステロン低下と負のフィードバック消失によるLH/FSH上昇として特徴づけられる。
出典
- 1.The kisspeptin-GnRH pathway in human reproductive health and disease(Human Reproduction Update・2014)抄録で、キスペプチンがGnRHの上流に位置しGnRHニューロンへ直接シグナルを送ってパルス状のGnRH放出を制御すること、性ステロイドによる負・正双方のフィードバックを仲介すること、ヒトに投与するとLH分泌とLHパルス頻度を強く刺激することを確認した(ヒトを含むデータに基づく総説)閲覧 2026-08-26
- 2.Dynamics of follicular growth in the human: a model from preliminary results(Human Reproduction・1986)抄録で、ヒトの卵胞発育は非常に長い過程であり、排卵する卵胞はその85日前に莢膜内膜の分化を終えていた前胞状卵胞のコホートに由来すること、黄体期終盤(排卵の15〜20日前)に直径2〜5mmの卵胞集団の中から次周期の排卵卵胞が選択され始めることを確認した閲覧 2026-08-26
- 3.Executive summary of the Stages of Reproductive Aging Workshop + 10: addressing the unfinished agenda of staging reproductive aging(Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism / STRAW+10 Collaborative Group・2012)STRAW+10の病期基準(原文PDF)で、閉経は最終月経(FMP)後12か月の無月経をもって後方視的に確定される臨床的定義であることを確認した閲覧 2026-08-26
- 4.Socioeconomic position, lifestyle factors and age at natural menopause: a systematic review and meta-analyses of studies across six continents(International Journal of Epidemiology・2014)24か国46研究の系統的レビュー・メタ解析で、ヒトの自然閉経年齢の全体平均は48.8歳(95%信頼区間48.3–49.2)であり、アフリカ・ラテンアメリカ・アジア・中東の国々で低く欧州・オーストラリアで最も高く米国がこれに次ぐという地域差があることを確認した閲覧 2026-08-26