Physiology · 7.9
妊娠・分娩・授乳の内分泌学。
Endocrinology of pregnancy, delivery, and lactation.
🧠 妊娠内分泌は「ホルモン産生源が黄体→胎盤へバトンタッチされる」という1つの継投として理解する。胎盤自身はCYP17を欠くためアンドロゲンを作れず、母体・胎児それぞれの酵素の欠落部分を補い合う「母体-胎盤-胎児ユニットmaternal-placental-fetal unit胎児ユニット(maternal-placental-fetal unit)maternal-placental-fetal unit(胎児ユニット)」として初めてエストロゲンを完成させる——この分業(母体アドレナル、adrenal・胎児アドレナル・胎盤の三者連携)が妊娠内分泌全体を貫くロジック。分娩・授乳も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)-コルチゾール-オキシトシンという同じ視床下部-下垂体軸hypothalamic-pituitary axis下垂体軸(hypothalamic-pituitary axis)hypothalamic-pituitary axis(下垂体軸)の応用編として読める。
妊娠
卵子ovum卵子(ovum)ovum(卵子)が精子により受精すると、受精卵fertilized egg受精卵(fertilized egg)fertilized egg(受精卵)は分裂を開始し胎児へと発達する。以降の期間を妊娠と定義し約40週続く。妊娠中はエストロゲン・プロゲステロン濃度が上昇し、子宮内膜の維持、授乳のための乳房発達、新たな卵胞の成熟抑制を担う。
- 第1三半期: ホルモン源は黄体。
- 後半2つの三半期: 胎盤が妊娠維持ホルモンの主要産生源となる。
受精への準備
卵胞期follicular phase卵胞期(follicular phase)follicular phase(卵胞期)後期の卵巣は高濃度のエストロゲンを産生する——子宮内膜の成長促進、プロゲステロン受容体progesterone receptor (PgR/PR)プロゲステロン受容体(progesterone receptor (PgR/PR))progesterone receptor (PgR/PR)(プロゲステロン受容体)発現の誘導、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)への正のフィードバック→LHサージLH surgeLHサージ(LH surge)LH surge(LHサージ)→減数分裂再開→排卵。
受精
排卵後、卵子ovum卵子(ovum)ovum(卵子)は放線冠corona radiata放線冠(corona radiata)corona radiata(放線冠)に囲まれ卵管に到達する。卵は卵管峡部isthmus of the fallopian tube卵管峡部(isthmus of the fallopian tube)isthmus of the fallopian tube(卵管峡部)(狭窄部)に捕捉され、そこで受精が起こる。線毛の運動性+卵管平滑筋が受精卵fertilized egg受精卵(fertilized egg)fertilized egg(受精卵)を子宮へ移動させる必要がある。受精後4〜5日目に胚盤胞blastocyst胚盤胞(blastocyst)blastocyst(胚盤胞)として子宮に到達する。
受精の細胞レベルCellular細胞レベル(Cellular)Cellular(細胞レベル)の出来事(通常月経周期menstrual cycle月経周期(menstrual cycle)menstrual cycle(月経周期)16/17日目に生じる):
- 精子による卵丘細胞cumulus cell卵丘細胞(cumulus cell)cumulus cell(卵丘細胞)の貫通
- 精子による透明帯zona pellucida透明帯(zona pellucida)zona pellucida(透明帯)の貫通——先体反応acrosome reaction先体反応(acrosome reaction)acrosome reaction(先体反応): 精子の透明帯zona pellucida透明帯(zona pellucida)zona pellucida(透明帯)蛋白ZP3への結合が先体酵素acrosomal enzyme先体酵素(acrosomal enzyme)acrosomal enzyme(先体酵素)の放出を誘導する。[Ca²⁺]IC↑が精子の外先体acrosome先体(acrosome)acrosome(先体)膜と細胞膜の融合を引き起こす→先体acrosome先体(acrosome)acrosome(先体)内容物のエキソサイトーシスexocytosisエキソサイトーシス(exocytosis)exocytosis(エキソサイトーシス)。
- 表層反応cortical reaction表層反応(cortical reaction)cortical reaction(表層反応)が生じる(→多精子受精polyspermy多精子受精(polyspermy)polyspermy(多精子受精)、polyspermyを防ぐ):[Ca²⁺]IC↑が酵素を含む表層顆粒のエキソサイトーシスexocytosisエキソサイトーシス(exocytosis)exocytosis(エキソサイトーシス)を引き起こす。[Ca²⁺]IC↑は卵母細胞oocyte卵母細胞(oocyte)oocyte(卵母細胞)の減数分裂IIの完了も誘導する。
- 精子が卵内へ侵入する。成熟卵の核は雌性前核female pronucleus雌性前核(female pronucleus)female pronucleus(雌性前核)と呼ばれるようになる。精子核は脱凝縮し雄性前核male pronucleus雄性前核(male pronucleus)male pronucleus(雄性前核)へ変化する。
- 雄性・雌性前核female pronucleus雌性前核(female pronucleus)female pronucleus(雌性前核)が融合し接合子zygote接合子(zygote)zygote(接合子)が形成される——接合子zygote接合子(zygote)zygote(接合子)は46染色体(母性maternal母性(maternal)maternal(母性)23+父性paternal父性(paternal)paternal(父性)23)を持つ。
着床
受精後約6日で生じる。母体の着床応答: 前脱落膜化predecidualization前脱落膜化(predecidualization)predecidualization(前脱落膜化)+脱落膜化decidualization脱落膜化(decidualization)decidualization(脱落膜化)(間質細胞stromal cell間質細胞(stromal cell)stromal cell(間質細胞)が肥大し円形の脱落膜decidua脱落膜(decidua)decidua(脱落膜)細胞、decidual cellとなる)。脱落膜decidua脱落膜(decidua)decidua(脱落膜)は接着性の上皮性シートadhesive epithelial sheet上皮性シート(adhesive epithelial sheet)adhesive epithelial sheet(上皮性シート)を形成し、着床胚の遊走を阻害する。脱落膜decidua脱落膜(decidua)decidua(脱落膜)は3領域に分けられる:①脱落膜基底部decidua basalis脱落膜基底部(decidua basalis)decidua basalis(脱落膜基底部)(着床胚の直下)、②脱落膜被包部decidua capsularis脱落膜被包部(decidua capsularis)decidua capsularis(脱落膜被包部)(胚を覆う部分)、③脱落膜壁部decidua parietalis脱落膜壁部(decidua parietalis)decidua parietalis(脱落膜壁部)(子宮表面の残りを覆う部分)。
胎盤
胎盤ホルモン分泌
母体-胎盤-胎児ユニットmaternal-placental-fetal unit胎児ユニット(maternal-placental-fetal unit)maternal-placental-fetal unit(胎児ユニット): 妊娠中のステロイド合成は母体と胎児の共同作業。
- 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): 黄体の維持(プロゲステロン・エストロゲン産生)。男児胎児のテストステロン産生を助ける。その存在は妊娠判定の鍵となる因子(尿中に検出される)。TSH(甲状腺刺激ホルモンthyroid-stimulating hormone (TSH)甲状腺刺激ホルモン(thyroid-stimulating hormone (TSH))thyroid-stimulating hormone (TSH)(甲状腺刺激ホルモン)、thyroid-stimulating hormone)受容体を活性化しうる→甲状腺機能亢進症を来すことがある。
- ヒト絨毛性ソマトマンモトロピンhuman chorionic somatomammotropin, hCSヒト絨毛性ソマトマンモトロピン(human chorionic somatomammotropin, hCS)human chorionic somatomammotropin, hCS(ヒト絨毛性ソマトマンモトロピン)(hCS、human chorionic somatomammotropin、hPLとも呼ばれる、human placental lactogen): 胎児成長には不要だが妊娠中の母体の変化を誘発する。乳腺の成長を刺激する。胎児の成長促進ホルモンの産生を刺激する。
妊娠中のステロイドホルモン合成
妊娠中、母体のプロゲステロン・エストロゲン(エストラジオール、estradiol・エストロンestroneエストロン(estrone)estrone(エストロン)、estrone・エストリオールestriolエストリオール(estriol)estriol(エストリオール)、estriol)濃度は上昇し、通常の月経周期menstrual cycle月経周期(menstrual cycle)menstrual cycle(月経周期)で達する濃度を上回る。
エストロゲン(妊婦ではエストラジオールが最も顕著): 細胞分裂cell division細胞分裂(cell division)cell division(細胞分裂)促進、子宮の増大、乳房の増大と乳管lactiferous ducts乳管(lactiferous ducts)lactiferous ducts(乳管)の成長、外性器の増大、骨盤靱帯pelvic ligament骨盤靱帯(pelvic ligament)pelvic ligament(骨盤靱帯)の弛緩。
プロゲステロン: 月経の防止、脱落膜decidua脱落膜(decidua)decidua(脱落膜)細胞の維持、子宮収縮の抑制、乳房の準備を助ける。
母体-胎盤-胎児ユニット:ステロイド合成の分業
プロゲステロン: 胎盤(合胞体性栄養膜syncytiotrophoblast合胞体性栄養膜(syncytiotrophoblast)syncytiotrophoblast(合胞体性栄養膜)、syncytiotrophoblast)でコレステロールから合成される。合胞体性栄養膜syncytiotrophoblast合胞体性栄養膜(syncytiotrophoblast)syncytiotrophoblast(合胞体性栄養膜)はCYP17を持たない=アンドロゲン(エストラジオール)を産生できない——胎児からのアンドロゲン前駆体androgen precursorアンドロゲン前駆体(androgen precursor)androgen precursor(アンドロゲン前駆体)を必要とする。
エストロゲン:
- 胎児副腎fetal adrenal gland胎児副腎(fetal adrenal gland)fetal adrenal gland(胎児副腎)はCYP17を持ち、コレステロールから(ACTH(副腎皮質刺激ホルモンadrenocorticotropic hormone, ACTH副腎皮質刺激ホルモン(adrenocorticotropic hormone, ACTH)adrenocorticotropic hormone, ACTH(副腎皮質刺激ホルモン)、adrenocorticotropic hormone)刺激により)DHEA(S)(デヒドロエピアンドロステロン硫酸、dehydroepiandrosterone sulfate)を産生する。
- DHEA(S)は胎盤へ運ばれテストステロンを産生→エストロンestroneエストロン(estrone)estrone(エストロン)+エストラジオールとなる。
- DHEA(S)は胎児肝臓fetal liver胎児肝臓(fetal liver)fetal liver(胎児肝臓)へも運ばれ水酸化を受け16(OH)-DHEA(S)となる→胎盤へ運ばれエストリオールestriolエストリオール(estriol)estriol(エストリオール)を産生する。
⭐ 母体のエストリオールestriolエストリオール(estriol)estriol(エストリオール)値を測定することで、胎児肝臓fetal liver胎児肝臓(fetal liver)fetal liver(胎児肝臓)の機能と胎児の「健全性」に関する情報が得られる。 合胞体性栄養膜syncytiotrophoblast合胞体性栄養膜(syncytiotrophoblast)syncytiotrophoblast(合胞体性栄養膜)(CYP17なし)・胎児副腎fetal adrenal gland胎児副腎(fetal adrenal gland)fetal adrenal gland(胎児副腎)(DHEA(S)産生)・胎児肝臓fetal liver胎児肝臓(fetal liver)fetal liver(胎児肝臓)(16水酸化)という三者の分業が揃って初めてエストリオールestriolエストリオール(estriol)estriol(エストリオール)が完成する——このどこかが破綻すれば母体エストリオールestriolエストリオール(estriol)estriol(エストリオール)値に反映される。
妊娠に伴う代謝変化
プロラクチンとhCS(hPLとも呼ばれる)は抗インスリン作用anti-insulin effect抗インスリン作用(anti-insulin effect)anti-insulin effect(抗インスリン作用)をもたらし母体のグルコース利用を減少させる——胎児へのグルコース供給を確保するため。リポリシスlipolysisリポリシス(lipolysis)lipolysis(リポリシス)+蛋白分解proteolysis蛋白分解(proteolysis)proteolysis(蛋白分解)→母体使用のための脂肪酸+胎児のためのアミノ酸。
⚠️ この抗インスリン作用anti-insulin effect抗インスリン作用(anti-insulin effect)anti-insulin effect(抗インスリン作用)のため妊娠は糖尿病促進的diabetogenic糖尿病促進的(diabetogenic)diabetogenic(糖尿病促進的)である。 耐糖能低下glucose intolerance耐糖能低下(glucose intolerance)glucose intolerance(耐糖能低下)が見られる際に妊娠糖尿病gestational diabetes mellitus, GDM妊娠糖尿病(gestational diabetes mellitus, GDM)gestational diabetes mellitus, GDM(妊娠糖尿病)が出現しうる。
心肺系変化
- 胎盤血流:625 mL/分
- 血液量30%増加(ヘマトクリットhematocrit, Hctヘマトクリット(hematocrit, Hct)hematocrit, Hct(ヘマトクリット)、hematocrit低下)
- CO(心拍出量、cardiac output)30〜40%増加
- 酸素消費20%増加
- 分時換気量minute ventilation, V̇E分時換気量(minute ventilation, V̇E)minute ventilation, V̇E(分時換気量)50%増加
- TPR(総末梢血管抵抗total peripheral resistance, TPR総末梢血管抵抗(total peripheral resistance, TPR)total peripheral resistance, TPR(総末梢血管抵抗)、total peripheral resistance)低下
- 起立性低血圧orthostatic hypotension (postural hypotension)起立性低血圧(orthostatic hypotension (postural hypotension))orthostatic hypotension (postural hypotension)(起立性低血圧)
その他の変化: カロリー需要増加(+I⁻、Fe²⁺、Ca²⁺、B4、B12)。TSH・TRH(甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンthyrotropin-releasing hormone, TRH甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(thyrotropin-releasing hormone, TRH)thyrotropin-releasing hormone, TRH(甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン)、thyrotropin-releasing hormone)増加(結合蛋白binding protein結合蛋白(binding protein)binding protein(結合蛋白)増加)。止血系hemostatic system止血系(hemostatic system)hemostatic system(止血系)の変化:第VII・VIII因子・vWF(von Willebrand因子von Willebrand factor (vWF)von Willebrand因子(von Willebrand factor (vWF))von Willebrand factor (vWF)(von Willebrand因子)、von Willebrand factor)増加、アンチトロンビンantithrombinアンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン)・t-PA(組織プラスミノーゲン活性化因子tissue plasminogen activator (t-PA)組織プラスミノーゲン活性化因子(tissue plasminogen activator (t-PA))tissue plasminogen activator (t-PA)(組織プラスミノーゲン活性化因子)、tissue plasminogen activator)減少(エストロゲンによる)。逆流。
分娩
胎児が分娩の開始を担う——胎盤/胎児の虚血性エピソードischemic episode虚血性エピソード(ischemic episode)ischemic episode(虚血性エピソード)が誘因となりうる。コルチゾールもプロスタグランジンとともに分娩開始に重要な役割を果たす。
flowchart TD
A["胎盤/胎児のストレス状況"] --> B["胎盤でCRH産生(ACTHとともに)"]
B --> C["アンドロゲン↑"]
C --> D["[E]/[P4]比↑"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='myometrium'>子宮筋層</span>:オキシトシン受容体・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='gap junction'>ギャップ結合</span>・α受容体の発現↑"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='decidua'>脱落膜</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='myometrium'>子宮筋層</span>がPGF2αを産生"]
F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='myometrium'>子宮筋層</span>の収縮(オキシトシンとともに)"]
G --> H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Ferguson reflex'>Ferguson反射</span>:胎児頭部が腟へ押し出される→頸管・腟の伸展"]
H --> I["オキシトシン放出↑"]
I --> G
Ferguson反射Ferguson reflexFerguson反射(Ferguson reflex)Ferguson reflex(Ferguson反射): 胎児頭部が腟に向かって押し出される→頸管・腟の伸展→オキシトシン放出→子宮の「弛緩」と伸展により胎児が娩出可能となる。オキシトシンは胎盤があった部位でも血管収縮を引き起こし、出血量を減少させる。
分娩の3段階:
- 第1期: 母体オキシトシン放出による真の陣痛の開始——Ferguson反射Ferguson reflexFerguson反射(Ferguson reflex)Ferguson reflex(Ferguson反射)を伴う。
- 第2期: 頸管のさらなる開大が進行し、児の娩出まで続く。
- 第3期: 胎盤の娩出。
乳房形成と授乳
乳房の分泌単位は分泌管に含まれる腺房。乳房は分泌小葉secretory lobule分泌小葉(secretory lobule)secretory lobule(分泌小葉)から構成され小管へ排出される。15〜20個の小管が集合して1本の乳管lactiferous ducts乳管(lactiferous ducts)lactiferous ducts(乳管)となり、乳管洞Lactiferous sinus乳管洞(Lactiferous sinus)Lactiferous sinus(乳管洞)へ至る。乳管lactiferous ducts乳管(lactiferous ducts)lactiferous ducts(乳管)が産物を外部へ運ぶ。
乳房に作用するホルモン
| 分類 | 機能 | ホルモン |
|---|---|---|
| 乳腺形成性ホルモンmammogenic hormone乳腺形成性ホルモン(mammogenic hormone)mammogenic hormone(乳腺形成性ホルモン) | 細胞増殖促進 | エストロゲン、プロラクチン、プロゲステロン、hCS |
| 催乳性ホルモンlactogenic hormone催乳性ホルモン(lactogenic hormone)lactogenic hormone(催乳性ホルモン) | 乳汁産生の開始 | プロラクチン、hCS(エストロゲンは実際の乳汁産生を抑制する) |
| 射乳性ホルモンgalactokinetic hormone射乳性ホルモン(galactokinetic hormone)galactokinetic hormone(射乳性ホルモン) | 筋上皮細胞myoepithelial cells筋上皮細胞(myoepithelial cells)myoepithelial cells(筋上皮細胞)の収縮 | オキシトシン、ADH(抗利尿ホルモンantidiuretic hormone, ADH抗利尿ホルモン(antidiuretic hormone, ADH)antidiuretic hormone, ADH(抗利尿ホルモン)、antidiuretic hormone) |
| 乳汁維持性ホルモンgalactopoietic hormone乳汁維持性ホルモン(galactopoietic hormone)galactopoietic hormone(乳汁維持性ホルモン) | 乳汁産生の維持 | プロラクチン |
乳汁分泌の機序
- 分泌経路secretory pathway分泌経路(secretory pathway)secretory pathway(分泌経路): 蛋白質はER(小胞体、endoplasmic reticulum)で合成され、イオン(Ca²⁺、Pi)とラクトースがゴルジで付加される。水は浸透により小胞に入る。内容物はエキソサイトーシスexocytosisエキソサイトーシス(exocytosis)exocytosis(エキソサイトーシス)により放出される。
- 免疫グロブリンの経細胞性エキソサイトーシスexocytosisエキソサイトーシス(exocytosis)exocytosis(エキソサイトーシス)・エンドサイトーシス。
- 脂質はアポクリン様式apocrine modeアポクリン様式(apocrine mode)apocrine mode(アポクリン様式)で分泌される。
- 塩・水の経細胞性/傍細胞性輸送paracellular transport傍細胞性輸送(paracellular transport)paracellular transport(傍細胞性輸送)。
授乳
flowchart TD
A["乳頭<span class='jp-term jp-term-diagram' title='suckling'>吸啜刺激</span>"] --> B["脊髄を経て視床下部へ伝達"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='arcuate nucleus'>弓状核</span>からのドパミン放出抑制"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lactation (milk secretion)'>乳汁分泌</span>刺激細胞へのドパミン抑制が解除"]
D --> E["プロラクチン放出↑→乳汁産生刺激"]
B --> F["オキシトシン産生↑"]
F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='myoepithelial cells'>筋上皮細胞</span>収縮→乳汁の射出"]
B --> H["GnRH放出抑制"]
H --> I["LH・FSH↓→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ovulation suppression'>排卵抑制</span>"]
💡 吸啜sucking (sucking reflex)吸啜(sucking (sucking reflex))sucking (sucking reflex)(吸啜)そのものが乳汁を乳房から押し出すのではなく、平滑筋細胞smooth muscle cells平滑筋細胞(smooth muscle cells)smooth muscle cells(平滑筋細胞)(筋上皮細胞myoepithelial cells筋上皮細胞(myoepithelial cells)myoepithelial cells(筋上皮細胞))の収縮こそが乳汁を射出する。 吸啜刺激suckling吸啜刺激(suckling)suckling(吸啜刺激)はオキシトシン放出のトリガーに過ぎない。
授乳中は乳頭からの求心性入力afferent input求心性入力(afferent input)afferent input(求心性入力)がGnRH放出を抑制する——LH・FSH↓により排卵が妨げられる。ただしヒトではこの効果はあまり顕著ではなく、女性は分娩後1か月ほどで妊娠しうる。
経口避妊薬
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)(プロゲステロン)併用、またはプロゲスチンprogestinプロゲスチン(progestin)progestin(プロゲスチン)単独:
- ゴナドトロピン産生を抑制(負のフィードバック)
- 卵胞発育follicular development卵胞発育(follicular development)follicular development(卵胞発育)・排卵を抑制
- 卵管運動性・分泌を受精に不利な方向へ変化させる
- 子宮の運動性・着床のための発達を抑制する
- 頸管粘液cervical mucus頸管粘液(cervical mucus)cervical mucus(頸管粘液)を精子の運動性に不利な性状に変化させる
まとめ
- 妊娠のホルモン支持は第1三半期の黄体から後期の胎盤へと継投され、hCG(黄体維持)とhCS(母体代謝変化post-mortem metabolism代謝変化(post-mortem metabolism)post-mortem metabolism(代謝変化))が胎盤の主要産物となる。
- 胎盤(合胞体性栄養膜syncytiotrophoblast合胞体性栄養膜(syncytiotrophoblast)syncytiotrophoblast(合胞体性栄養膜))はCYP17を欠くためアンドロゲンを合成できず、胎児副腎fetal adrenal gland胎児副腎(fetal adrenal gland)fetal adrenal gland(胎児副腎)(DHEA(S)産生)と胎児肝臓fetal liver胎児肝臓(fetal liver)fetal liver(胎児肝臓)(16水酸化)の協力を得て初めてエストロゲン(特にエストリオールestriolエストリオール(estriol)estriol(エストリオール))が完成する——母体エストリオールestriolエストリオール(estriol)estriol(エストリオール)値は胎児の健全性の指標となる。
- 分娩はCRH-ACTH-コルチゾール系による[E]/[P4]比の上昇→子宮筋層myometrium子宮筋層(myometrium)myometrium(子宮筋層)のオキシトシン受容体増加→Ferguson反射Ferguson reflexFerguson反射(Ferguson reflex)Ferguson reflex(Ferguson反射)(頸管伸展→オキシトシン放出→子宮収縮)という正のフィードバックループcroupクループ(croup)croup(クループ)で進行する。
- 授乳は吸啜刺激suckling吸啜刺激(suckling)suckling(吸啜刺激)→視床下部でのドパミン抑制→プロラクチン↑(乳汁産生)とオキシトシン↑(筋上皮細胞myoepithelial cells筋上皮細胞(myoepithelial cells)myoepithelial cells(筋上皮細胞)収縮による射乳)という二重の反射で成立し、同時にGnRH抑制により排卵頻度を(部分的に)低下させる。