内分泌と化学的調節
動物がどのようにして化学伝達物質（体内のホルモンや動物間のシグナル）によって離れた組織を協調させ、フィードバックがどのようにして内部環境を安定に保つのか。
Definition
内分泌調節とは、ホルモン（体液中に分泌され、離れた標的細胞に作用する化学伝達物質）による生理学的プロセスの制御であり、より広義の化学的調節には、これらのシグナルと神経系の神経内分泌統合、および生物間で伝達される化学的コミュニケーションが含まれます。
Scope
この分野は、化学的調節の比較生理学を扱います。具体的には、ホルモンの性質と作用、神経内分泌系を介した神経系と内分泌系の統合、ホメオスタシスを維持するフィードバックループ、フェロモンやその他のシグナルを介した動物間の化学的コミュニケーションなどです。動物における内分泌系の多様性と、速い神経制御を補完する遅く広範囲にわたる化学的制御の共通の論理について扱います。内容は臨床的というよりも比較論的かつメカニズム論的です。
Sub-topics
Core questions
- ホルモンとは何か、そしてどのように標的細胞に作用するのか？
- 神経系と内分泌系はどのように連携して身体を協調させるのか？
- フィードバックはどのようにして調節変数を安定に保つのか？
- 動物はどのようにして互いに化学的にコミュニケーションをとるのか？
Key theories
- 化学伝達物質によるホルモン制御
- 内分泌組織から分泌されたホルモンは体液中を移動し、特定の受容体を持つ標的細胞に作用することで、神経の速く局所的なシグナル伝達を補完する、遅く持続的で広範囲にわたる調節を可能にします。
- ホメオスタシスの負のフィードバック調節
- 調節される変数は、元の変化に逆らう出力を持つ負のフィードバックループによって設定値付近に保たれます。これは、内分泌軸や全身のホメオスタシス調節の根底にある制御原理です。
Mechanisms
内分泌細胞は、ペプチド、アミン、またはステロイドなどのホルモンを血液または血リンパ中に分泌し、そこで対応する受容体を発現する標的細胞に到達します。水溶性ホルモンは表面受容体に結合し、セカンドメッセンジャーカスケードを介して迅速な効果を発揮する一方、脂溶性ステロイドホルモンや甲状腺ホルモンは細胞内に入り、遺伝子発現を変化させることで、より遅く持続的な効果をもたらします。内分泌系の出力はフィードバックによって制御されます。脊椎動物の軸では、視床下部と下垂体がホルモンを放出し、末梢腺を刺激します。その産物は、さらなる放出を抑制するようにフィードバックし、レベルを一定の範囲内に保ちます。神経内分泌細胞は神経系と内分泌系を結びつけ、神経シグナルをホルモン放出に変換します。これは、下垂体の視床下部制御や無脊椎動物の神経分泌系に見られます。個体を超えて、動物はフェロモンやその他の化学シグナルを放出し、同種の生理機能や行動に影響を与え、生物間の化学的調節を拡張します。
Clinical relevance
比較内分泌学は、内分泌機能とその障害の理解の基礎となるホルモン作用とフィードバックの原理を確立し、化学的コミュニケーション研究は害虫管理と保全に情報を提供します。この項目は教育目的であり、医学的助言を提供するものではありません。
History
スターリングは、セクレチンの発見後、1905年にホルモンという用語を造語し、血液による化学的調節を確立しました。ジェフリー・ハリスらは下垂体の神経制御を明らかにし、シャラーらは無脊椎動物と脊椎動物における神経分泌を記録し、比較内分泌学は動物におけるホルモン系の多様性と保存を解明しました。
Key figures
- Ernest Starling
- Geoffrey Harris
- Roger Guillemin
- Berta Scharrer
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Seminal works
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- norris2013
Frequently asked questions
- ホルモンは神経シグナルとどう違うのですか？
- ホルモンは体液中に運ばれる化学伝達物質で、ゆっくり作用し、一度に多くの組織に到達しますが、神経シグナルは速く、特定の標的に向けられます。これら二つのシステムは連携して身体を協調させます。
- 内分泌系における負のフィードバックとは何ですか？
- これは、ホルモンの効果、またはそれが刺激する産物が、そのホルモンのさらなる分泌を減少させるように作用する制御ループであり、調節される変数を安定した設定値付近に保ちます。