HPA軸の調節とACTHの制御

視床下部-下垂体-副腎（HPA）軸は、糖質コルチコイド分泌を制御する調節ループです。視床下部は副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモンを放出し、これが下垂体前葉に副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）を分泌させます。ACTHは副腎皮質を刺激してコルチゾールを生成させ、コルチゾールはフィードバックによってHPA軸を抑制します。

Definition

HPA軸の調節とは、視床下部からの副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン、下垂体前葉からの副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）、および循環コルチゾールからの負のフィードバックによって、コルチゾール分泌が協調的に制御されることを指します。これは概日リズムを中心に組織され、ストレスに反応します。

Scope

このトピックでは、HPA軸の構造と動態、すなわち視床下部および下垂体のシグナル、副腎皮質に対するACTHの作用、活動の概日リズムおよびストレス関連パターン、そしてコルチゾールを適切な範囲に保つ負のフィードバック調節について扱います。コルチゾール自体の下流作用については、糖質コルチコイドのトピックで扱われます。

Core questions

• CRH、ACTH、コルチゾールはどのように閉じたフィードバックループを形成し、負のフィードバックは何を達成するのでしょうか？
• ACTHは副腎皮質にどのように作用してステロイド産生を刺激するのでしょうか？
• 概日リズムとストレスは、HPA軸の設定点と出力をどのように調節するのでしょうか？

Key concepts

• 副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン（CRH）
• 副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）
• プロオピオメラノコルチン（POMC）前駆体
• 皮質上のメラノコルチン2受容体（MC2R）
• ステロイド産生の刺激（StAR、cAMP）
• コルチゾールによる負のフィードバック
• HPA軸の概日リズム
• ストレスによる活性化

Mechanisms

視床下部の室傍核のニューロンは、副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン（および共同分泌促進物質としてのバソプレシン）を下垂体門脈血中に放出し、下垂体前葉のコルチコトロフ細胞を刺激して前駆体プロオピオメラノコルチンを切断し、ACTHを分泌させます。ACTHは副腎皮質に到達し、束状帯細胞のメラノコルチン2受容体に結合し、cAMPを上昇させ、StARタンパク質を介したコレステロールの送達を急性的に促進してコルチゾール合成を駆動するとともに、慢性的にステロイド産生機構と皮質量を維持します。循環コルチゾールは、下垂体と視床下部の両方で負のフィードバックを発揮し、ACTHとCRHを抑制することでループを閉じます。HPA軸は概日リズムで機能し、早朝のコルチゾールピークを生成し、CRHとACTHの駆動を増加させる身体的および心理的ストレスによって活性化されます。

Clinical relevance

HPA軸の枠組みは、原発性副腎不全（コルチゾール低値とACTH高値）と、中枢性、下垂体性または視床下部性の原因（コルチゾール低値と不適切に低いACTH）との区別、および外因性糖質コルチコイドがフィードバックを介してHPA軸を抑制する理由を説明します。この項目は、これらの状態の生理学と概念的基礎を参考のために記述しており、投薬量を示すものではなく、個人の管理に関する指針ではありません。

Evidence & guidelines

HPA軸の構造とフィードバック動態は、ストレス応答の文脈でレビューされている確立された生理学です（Charmandari et al., 2005; de Kloet et al., 2005）。HPA軸不全の臨床的相関は、副腎不全のレビュー（Charmandari et al., 2014）にまとめられていますが、これらは本項の生理学的範囲外であり、方向付けのために引用されています。

History

20世紀半ば、ジェフリー・ハリスは、視床下部が門脈血を介して下垂体前葉を制御するという、HPA軸の概念的基礎を確立しました。その後、ギルマンとシャリーが視床下部放出ホルモンを単離し、ワイリー・ヴェイルのグループが1981年に副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモンを特徴づけ、視床下部から副腎皮質に至るHPA軸の分子記述を完成させました。

Key figures

• Geoffrey Harris
• Roger Guillemin
• Andrew Schally
• Wylie Vale
• George Chrousos

Seminal works

• charmandari-2005
• dekloet-2005

Frequently asked questions

ACTHは副腎でどのような働きをしますか？

ACTHは皮質細胞のメラノコルチン2受容体に結合し、cAMPを上昇させ、StARタンパク質を介したコレステロールの送達を刺激します。これにより、急性的にコルチゾール合成が促進され、慢性的にステロイド産生能力と皮質のサイズが維持されます。

HPA軸における負のフィードバックはどのように機能しますか？

コルチゾールは下垂体と視床下部に作用して、ACTHとCRHの分泌を抑制します。コルチゾールが上昇すると、このフィードバックが副腎皮質への駆動を抑制し、コルチゾールを調節された範囲内に保ちます。