第６回 シグナル伝達と細胞増殖
様々なシグナル伝達経路の復習
第５ ＆ ２１章
ホメオスタシス（恒常性：Homeostasis）
内部環境
外部環境： 温度、圧力、浸透圧等の変化、細菌や毒物との接触 生物が受ける
外部環境の変動
⇒ストレス
神経系
緊急対応的作用
部環境
⇒ストレス
ストレス ⇒
（自律）神経系がまず
ホメオスタシス
緊急対応的作用
相互作用
相互作用
（自律）神経系がまず
反応
内分泌系が短期的・
短期作用
長期作用 生体防御作用
内分泌系が短期的・
長期的作用
内分泌系 相互作用 免疫系
P57-58
ホメオスタシス： 内部環境を一定に保つ働き
体温：約３６℃ 血圧：約１００mmHg 血漿浸透圧：約３００mOsMに保たれている
体温：約３６℃、血圧：約１００mmHg、血漿浸透圧：約３００mOsMに保たれている。
温度、圧力、浸透圧のような物理的なストレスだけでなく、細菌への暴露など生物学
的なストレスに対する恒常性も含む。
生体の緩衝作用
体は体液が外部環境
の変動を和らげる
P58-59
生体の緩衝作用
動物の体重の６０％以上が水
体液 体を構成する液体
の変動を和らげる
体液・・・体を構成する液体
細胞内液
細胞外液 （細胞間液 ・ 脈管内液）
外部環境の変化を細胞外液が
先ず和らげる
ホメオスタシスの対象は、
体を構成する細胞の内部構造、
即ち、細胞内液
自律神経系
ホメオスタシスの維持に関与する神経系
自律神経系
交感神経系と副交感神経系の支配
多く 合
P61-62
多くの場合、
両者の作用は拮抗的で、バランスに
よって各器官の作用が調節。
交感神経系
神経節でのシナプス・・・
アセチルコリンによるニコチン性
アセチルコリンによるニコチン性
受容体を介した伝達
作用器官でのシナプス・・・
カテコールアミン（主にノルアドレ
カテコ ルアミン（主にノルアドレ
ナリン）による伝達
体の活動時や興奮時に活性化
副交感神経系
脳神経核（動眼、顔面、舌咽、迷走神経神経核）や仙髄から発し、作用器官付近の神
経節のシナプスでニューロンを乗り換える。神経節と調節器官のシナプスでは、アセチ
ルコリンが伝達物質。二次ニューロン末梢節ではムスカリン性受容体を介した情報伝
達。副交感神経は、安静時に活動高い。
チャネル型受容体を介したシグナル伝達
（ニコチン受容体）
内分泌系
ホルモンを介した情報伝達系
P62-64
ホルモン： 内分泌器官から分泌され、血流を介して特異的な受容体を持つ標的
器官に作用して、その働きを修飾する物質
酵素によって血液中で作られる生理活性物質もホルモンに分類質 類
パラクリンやオートクリンなど内分泌の定義に当てはまらないホルモンの発見
ホルモン・・・ ペプチドホルモン、タンパク質ホルモン、ステロイドホルモン、、タ ク質 、 、
アミノ酸誘導体、アラキドン酸誘導体などに分類
作用様式での分類
短期作用型ホルモン・・・半減期秒～数分（オリゴペプチド、アミノ酸誘導体）
長期作用型ホルモン・・・ゆっくり作用（タンパク質ホルモン、ステロイドホルモン）
多くのホルモン・・・細胞膜上に特異的受容体
甲状腺ホルモンやステロイドホルモン・・・細胞質に受容体
最近 細胞内に存在するペプチドホルモン受容体や細胞膜に存在するステロイドホルモン受容体などが発見
最近、細胞内に存在するペプチドホルモン受容体や細胞膜に存在するステロイドホルモン受容体などが発見
体液（血液量）の調節
体外から水とNa+摂取促進
体内から水とNa+排出抑制
血液量をもと す
血漿浸透圧の調節因子・・・Na+やCl-などの一価イオン
入口 飲水と摂食行動と腸からの吸収
・・・血液量をもとに戻す
入口： 飲水と摂食行動と腸からの吸収
出口： 呼吸、汗、尿排出（腎臓からの排出が調節）
血液量の減少⇒心房の容量受容体で感知⇒
P64-66
血液量の減少⇒心房の容量受容体で感知⇒
中枢～飲水行動誘起、バソプレシン（抗利尿ホルモン）
の分泌促進
血液量減少⇒腎臓からレニン（酵素）⇒
血液中でアンジオテンシンⅡを産生⇒
～飲水行動誘起、バソプレシンの分泌促進飲水行動誘起、 ソプレシンの分泌促進
血液量の減少⇒心房から心房性ナトリウム
利尿ペプチド（ANP）分泌抑制⇒飲水行動誘起、
バソプレシン分泌促進
アンジオテンシンⅡ⇒副腎皮質からアルド
ステロン（Na+保持ホルモン）分泌促進⇒Na+嗜好促進・
腸や腎臓でNa+吸収促進して排出を抑制
血糖量の
P66-68
ホメオスタシス
血糖値減少時：
視床下部の空腹中枢刺激され、食欲が惹起。
交感神経が刺激され、グルカゴン、アドレナリ
ンの分泌促進。下垂体ホルモン放出ホルモン
の刺激により 副腎皮質刺激ホルモン（その刺
の刺激により、副腎皮質刺激ホルモン（その刺
激で副腎皮質からグルココルチコイド（ヒトの場
合はコルチゾル））や成長ホルモンが分泌。４
種の血糖上昇ホルモンは、筋肉や肝臓に作用
し、グリコーゲンの分解を促進。グルコースの
消費器官への取り込み抑制。
血糖値上昇時：
血糖値上昇時：
視床下部の満腹中枢刺激され、食欲が抑制。
副交感神経が刺激され、インスリンが分泌。イ
ンスリンは、細胞膜上のグルコース輸送体
GLUT4を増加させてグルコースの取り込みを促
進。
血糖値を上げるホルモンは多数あるにもか
血糖値を上げるホルモンは多数あるにもか
かわらず、下げるホルモンはインスリンのみ。
血糖値上昇に応答した膵臓β細胞からのインスリン分泌
血中グルコース濃度が5mMを超えたときに膵臓の
β細胞がグルコースまたはアミノ酸の上昇に応答し
て血中にインスリンを放出
グルコースのβ細胞への取込みはGLUT2グル
コース輸送体によって媒介（１）
ほとんどの哺乳類のグル ス取込みは
⇔ほとんどの哺乳類のグルコース取込みは
GLUT1
グルコースからピルビン酸への転換も促進され、
細胞質内 濃度上昇（ ）
インスリン含む分泌小胞
細胞質内ATP濃度上昇（２）
ATPのATP感受性K+
チャネルへの結合により
チャネル閉口し（３）、細胞からのK+
流出減少。
膵臓β細胞
わずかな細胞膜の脱分極（４）が引き金になり、
電圧感受性Ca2+
チャネルが開口し（５）、細胞質
内Ca2+
濃度が上昇。
膵臓β細胞
それが引き金になってインスリンを含む分泌小
胞が細胞膜と癒合してインスリン分泌が生じる
（６）
インスリンは筋細胞・脂肪細胞の受容体型チロ
シンキナーゼのインスリン受容体に結合し、プロ
テインキナーゼBを活性化。細胞表層のGLUT4
電圧感受性Ca2+
チャネル
ATP感受性K+
チャネル
インスリンとグルカゴンは協働して血中グルコ テインキナ ゼBを活性化。細胞表層のGLUT4
数を増加させ、細胞へのグルコース流入量を増
大。血中グルコース量を低下させる。
インスリンとグルカゴンは協働して血中グルコー
ス濃度を安定化させる
グルカゴンは膵臓のα細胞から分泌
食欲の調節
P67
食欲の調節
レプチン
レプチン・・・
脂肪細胞から摂食に伴い
分泌され 食欲抑制
分泌され、食欲抑制
グレリン
グレリン・・・
胃で主に作られ、空腹時
に分泌され 食欲を促進
に分泌され、食欲を促進
高等動物の生体防御システム
高等動物
体防御シ テ
免疫現象
P260-261
免疫現象
自然免疫： 進化的に離れた異質生物を排除するしくみ
獲得免疫： 非自己の形（エピトープ）を有する侵入者に
免疫応答を引き起こし、その応答を記憶に
とどめるしくみ リンパ球が獲得免疫の中心
とどめるしくみ。リンパ球が獲得免疫の中心
脊椎動物のみに見られる生体防御システム
エピトープを有する分子・・・抗原
エピトープ・・・
T細胞受容体または免疫グロブリンに
よって認識される「形」
免疫細胞は骨髄から生じる
P261-263
血球の増殖分化
白血球・・・自然免疫担う
好中球（最近の捕食）
好酸球（寄生虫の排除）
好酸球（寄生虫の排除）
好塩基球（寄生虫の排除）
単球⇒分化
単球⇒分化
マクロファージ
樹状細胞
リンパ球
リンパ球
ナチュラルキラー細胞
・・・自然免疫と獲得免疫橋渡し
T細胞（表面にT細胞受容体）
T細胞（表面にT細胞受容体）
B細胞（表面に免疫グロブリン）
・・・獲得免疫担う
T細胞とB細胞は、それぞれ胸腺と
骨髄での増殖と分化の途上でT細
胞受容体や免疫グロブリンの遺伝
胞受容体や免疫グロブリンの遺伝
子を組み換える。
免疫器官
P264
免疫器官
免疫系の恒常性維持と免疫応答は、細胞の移動と分化（活性化）を伴う。
免疫細胞の増殖 分化 活性化の場 免疫器官
免疫細胞の増殖、分化、活性化の場・・・免疫器官
獲得免疫担うリンパ球の個々の細胞は遺伝子組み換えによって生じた多様な受容
体遺伝子のうち１種類のみを持つ
体遺伝子のうち１種類のみを持つ
抗原特異的な免疫応答は、特定の特異性を有する受容体分子を表面に発現してい
る細胞クローンの増殖と分化という形で起こる
る細胞クロ ンの増殖と分化という形で起こる
T細胞とB細胞の受容体分子の遺伝子組み換えを伴う増殖は、それぞれ一次免疫器
官である胸腺と骨髄で起こる
官である胸腺と骨髄で起こる
一次免疫器官の他の役割・・・自分自身の抗原に対して免疫応答を発現しない免疫
寛容状態の確立
二次免疫器官・・・リンパ節、脾臓、粘膜付属免疫組織
T細胞と樹状細胞やマクロファージなどの抗原提示細胞が出会って抗原特異的
免疫応答が開始される場、またはB細胞が活性化、増殖して免疫グロブリンを
分泌する細胞に分化する場
免疫応答の開始
P264-免疫応答の開始
寄生性微生物 侵入 皮膚 気管 消化管など 上皮細胞から侵入
寄生性微生物の侵入・・・皮膚・気管・消化管などの上皮細胞から侵入
マクロファイージ・樹状細胞・・・
上皮細胞の間や直下の結合組織に常在し、侵入者を認識・処理。
侵入者の持つ分子的特徴から進化的に離れた生物か否かを判断し、危険信号
サイトカイン・・・ マクロファイージ・樹状細胞自身および他の免疫細胞の
活性化と分化を誘導 （約３０数種類）
血管内皮細胞を活性化し、血中の白血球や単球を滞留させ、
（同時分泌される）ケモカインによって組織内に移行・捕食させる
ケ カイ 他 細胞 遊走を誘起する走化性因子（約 数種類）
ケモカイン・・・ 他の細胞の遊走を誘起する走化性因子（約３０数種類）
７回膜貫通型受容体～Gタンパク質を介し細胞内にシグナル伝達
・・・自然免疫応答
獲得免疫の開始
P263-264
獲得免疫の開始
微生物・抗原取り込んだ樹状細胞⇒二次免疫器官に移動、ペプチド断片をT細胞に提示
⇒獲得免疫応答の開始（特定クローンの増殖と新たな遺伝子発現伴うT細胞の活性化）
T細胞受容体へ結合し、応答起こすことが出来る抗原は、タンパク質の断片のみで、抗
原提示細胞表面の主要組織適合性複合体（MHC: Major histocompatibility complex）分j p y p
子と結合している必要
T細胞
細
P263
T細胞は、機能によってキラーT細胞とヘルパーT細胞に分類
キラーT細胞：細胞性免疫応答
ヘルパーT細胞： 細胞性免疫応答（キラーT細胞、マクロファージ、ナチュラル
キラー細胞の活動が主なエフェクター機構）と体液性免疫
応答（免疫グロブリンが主なエフェクター機構）を活性化・制御
ヘルパーT細胞集団に： Th1細胞（細胞性免疫応答を活性化・制御）と
Th2細胞（体液性免疫応答を活性化・制御）
Th1細胞とTh2細胞は異なるサイトカインを分泌
MHC遺伝子は二種類存在（Class I MHCとClass II MHC）
Class I MHCは、 すべての有核細胞で発現し、キラーT細胞が認識
Cl I MHCは ルパ T細胞に抗原を提示する細胞（樹状細胞
Class I MHCは、 ヘルパーT細胞に抗原を提示する細胞（樹状細胞、
活性化マクロファージ、活性化B細胞）のみに発現
T細胞受容体に抗原分子とMHC分子複合体が結合し 共刺激分子の相互作用する
T細胞受容体に抗原分子とMHC分子複合体が結合し、共刺激分子の相互作用する
と・・・T細胞活性化
共刺激分子の相互作用ないと・・・T細胞活性化せず（末梢的寛容）
共刺激分子の相互作用ないと・・・T細胞活性化せず（末梢的寛容）
⇔中心的寛容（T細胞が外来抗原と出会う前に胸腺内で獲得する免疫寛容）
アレルギー
P267
ア ルギ
免疫応答は、細胞性応答と
体液性応答が並行している
場合多い。
抗原の種類 侵入ルート 同
抗原の種類、侵入ル ト、同
時侵入刺激物質、遺伝的背
景などで片方の応答がよる
強く出る場合がある
強く出る場合がある。
花粉症などの即時性アレル
ギ は 免疫グ ブリンE
ギーは、免疫グロブリンE
（IgE）が産生され誘起される
が、Th2型応答主導で体液
性応答が主導的な場合に起
こる。
免疫応答のエフェクター機構
疫
答
機構
P268-269
抗体
・・・免疫グロブリンの中で可溶性のもの
体液性免疫応答・・・Th２細胞と抗原によってB細胞クローンの特異的増殖と分化による
分化： 免疫グロブリンの膜付随型から分泌型への変化、免疫グロブリンのクラス変換、
遺伝子変異による免疫グロブリンの親和性の上昇、大量の免疫グロブリンを分泌する形
質細胞の形成など。それぞれの課程は二次免疫器官内の異なる部位で起こる。
分子量約５万の重鎖２本と
分子量約５万の重鎖２本と
分子量約３万の軽鎖２本か
らなる
重鎖の違いによって
免疫グロブリンM、D、
G A Eの５種類の
G、A、Eの５種類の
クラスが存在
P269-270
復習問題
復習問題
1 ホメオスタシスを簡単に説明せよ また ホメオスタシスの維持に重要な役割
1. ホメオスタシスを簡単に説明せよ。また、ホメオスタシスの維持に重要な役割
を担っている機構を３つ挙げよ。
2 交感神経の 次ニュ ロンの末梢端と副交感神経の二次ニュ ロンの末梢
2. 交感神経の一次ニューロンの末梢端と副交感神経の二次ニューロンの末梢
端では、ともにアセチルコリンが伝達物質として利用されているが、この両者
の受容体にどのような違いがあるか答えよ。
3. 血糖量の恒常性がどのような機構によって保たれているのか、説明せよ。
4 自然免疫応答が開始される際のシグナルを二つ挙げ それぞれの特徴を簡
4. 自然免疫応答が開始される際のシグナルを二つ挙げ、それぞれの特徴を簡
単に説明せよ。
