Physiology

Physiology · 7.8

女性性内分泌学。

Female sexual endocrinology.

応用トピック
原発性無月経続発性無月経多内分泌代謝性卵巣症候群(PMOS、従来PCOS)機能性子宮出血(現在の排卵障害関連異常子宮出血)月経困難症と月経前症候群不妊症の原因とカップルの評価不妊症の検査と治療ホルモン避妊法と子宮内避妊具バリア・化学的避妊法と自然避妊法思春期小児婦人科学閉経卵巣機能性嚢胞性腺機能異常無月経子宮体部腫瘍の疫学・病因・組織・病期・症状・診断乳癌の疫学・病因・組織型・病期・症状・診断乳癌の外科治療と薬物療法思春期成長・性成熟の異常

🧠 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(FSH/LHを抑制)、閾値を超えると一過性に正のフィードバック(、LH surgeを誘発)に転じる——この符号反転がそのまま→排卵→という時間構造を作り出す。同じ卵巣内でも(LH→アンドロゲン)と(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/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・があり、皮質は(各はそれぞれの卵胞、follicle内にある)で覆われる。合成の場であり、その機能はの両方を持つ。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、、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

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。は①と②の両方から構成される。

1. 卵巣周期

I — 卵胞の発育はFSH(、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(、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 — 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 — 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、が破壊される。

II — 子宮内膜がエストロゲンにより増殖する。

III — 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

はStAR蛋白(ステロイド産生急性調節蛋白、steroidogenic acute regulatory protein)依存性にへ輸送される。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(17β-HSD(17β-ヒドロキシステロイド脱水素酵素、17β-hydroxysteroid dehydrogenase)-活性は低い)。卵巣細胞はアロマターゼを発現し、①、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

視床下部のニューロンがGnRH(、gonadotropin-releasing hormone)を分泌する。GnRHは膜のに結合し、(LH・FSH)の放出を引き起こす。LHはの受容体(Gs)、FSHはの受容体(Gs)に結合する——PKA(、protein kinase A)が酵素(、activin・、inhibin)の合成を刺激する。

のFSH産生にのみフィードバックする——=正のフィードバック、=負のフィードバック。エストロゲン・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。後期の高濃度エストラジオールはのGnRHへの感受性を高める。 CRH(、corticotropin-releasing hormone)、β-、プロラクチン、/もLH・FSH産生を調節する。

ゴナドトロピン合成の調節

膜のへの結合がPLC(、phospholipase C)経路を活性化する:Gq→PLC↑→IP3(イノシトール三リン酸、inositol trisphosphate)→[Ca²⁺]IC↑→LH・FSH放出。PKC(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。後期にはエストラジオールがの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は約450個のみ。

  1. へ発達→は有糸分裂を行い、一部は減数分裂I(meiosis I)に入りとなる。減数分裂Iはで停止する(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)。
  2. に囲まれるとが形成される。
  3. )を形成——が形成される(ZP1、2、3蛋白を含む)。のFSH受容体数が増加する。
  4. が層状化する。の基底膜外側に発達し、LH受容体を獲得し・テストステロンを産生する。
  5. (胞状)卵胞: 内部に(follicular antrum、液体で満たされた腔)が発達する。は3種類——①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(最、corona radiata、排卵時にとともに脱落)、③(腔に面し、排卵後にとなる)。残存FSH受容体が最も多いものがとなる。

排卵の数時間前、によりが減数分裂Iを完了する——がcGMP(環状GMP)のPDE(、phosphodiesterase)への抑制効果を抑制する()→cAMP↓→減数分裂再開。MAPK(活性化、mitogen-activated protein kinase)経路蛋白が減数分裂をで停止させる——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受容体を発現しを産生する。LHの効果:①リポ蛋白受容体(LDL・HDL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(と一部テストステロン)はへ拡散し、残りは血中循環へ入る。

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↑→エストラジオール-17β産生、②発現↑、③後半でのLH受容体発現↑——に反応できることを保証する。

排卵

  1. 排卵前、大きな排卵前卵胞が卵巣表面を圧迫し(血管に乏しい膨隆)を形成する。
  2. が莢膜・からの放出を誘導——これらの酵素が卵胞壁・・表面上皮を分解する。
  3. が解離し内で自由状態となる。
  4. などのECM(、extracellular matrix)成分がにより分泌され拡張が起こる。
  5. の基底膜が破壊される→を分泌し血管侵入を誘導する。

黄体

排卵後、損傷血管からの出血がの残余を満たしが形成される。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・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(瘢痕)へ変化し後に吸収される。

妊娠が成立するとからhCG(、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 コレステロールを取り込み産生を誘導→へ拡散しエストラジオール-17βを産生。

コレステロール取り込み→→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

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、)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;はFSHのみ抑制するため[FSH]>[LH]となる)。

開始: FSHがを動員する→約20個のが動員される。卵胞はへと成熟し(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・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つののみが選択される。は膨大な量のエストラジオール(ピーク)と(→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

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→排卵後にが終了する。

黄体期

排卵後、が完了→黄体が高濃度のプロゲステロン・エストロゲン(+)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、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(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()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→が形成され分泌上皮細胞に覆われる。エストロゲンは(IGF、インスリン様・TGF、トランスフォーミング・EGF、)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。発現が増加する。: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。

  1. 早期: の発達。
  2. 中期〜後期: の肥大)、子宮内膜の血管新生↑、の分泌能↑、の形成——、腺に乏しい)と(下層、腺に富む)。

月経期

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)・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、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(結合グロブリン)・TBG(結合グロブリン、thyroxine-binding globulin)・SHBG(、sex hormone-binding globulin)↑。

血管でのNO(、nitric oxide)産生(PI3K(3-キナーゼ、phosphoinositide 3-kinase)経路によるeNOS(、endothelial nitric oxide synthase)活性化)——血管拡張効果(全般的なへの良好な効果)、の抑制。生殖可能年齢の女性は心血管疾患リスクが低い。

(皮膚): 増殖、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)、——創傷治癒。

脂肪組織: LPL(、lipoprotein lipase)↓、HLP(、hepatic lipase)↓→↑(長期的に)。

CNS(中枢神経系、central nervous system):

プロゲステロンの効果

  • (排卵時に体温↑)。
  • (プロゲステロンの急激な低下=気分変化)。
  • PCO2へのを鋭敏化する。

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(、sacral somatosensory fiberを経由)。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sacral'>仙髄</span>体性感覚<span class='jp-term jp-term-diagram' title='afferent pathways'>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'>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腺の粘液産生↑"]
  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。

⚠️ 閉経症候群: 、気分変化、喪失。身体的変化: 腟上皮の萎縮、↓。

まとめ

  • →排卵→)と)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)がのタイミングを決定する。
  • 卵巣では(LH→)と(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、の選択はFSH受容体発現量により決まる。
  • 排卵はによる炎症性カスケード(酵素放出→卵胞壁分解→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など多面的効果を持ち、プロゲステロンは上昇・月経前気分変化に関与する。閉経は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。