副腎皮質刺激ホルモン adrenocorticotropic hormone
出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』「2013/12/12 01:15:20」(JST)
副腎皮質刺激ホルモン(ふくじんひしつしげき-。adrenocorticotropic hormone,ACTH)は下垂体前葉から分泌されるホルモンのひとつ。視床下部-下垂体-副腎系(hypothalamo-pituitary-adrenal axis)を構成するホルモンである。39個のアミノ酸からなる。ACTHの1-13番アミノ酸までは、切断されてα-メラニン刺激ホルモン(MSH)となる。
視床下部からの副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン(CRH)により分泌が刺激される。また、糖質コルチコイドにより分泌が抑制される(ネガティブフィードバック)。
副腎皮質に作用し、糖質コルチコイドなどの副腎皮質ホルモンの分泌を促進する。
本症に関連する疾患は全て、視床下部(CRH)-下垂体(ACTH)-副腎皮質(主に糖質コルチコイド)系の生理的な機能から論理的に納得できる。以下を理解するためには、自律的分泌亢進と、ネガティブフィードバック機構についての理解が必要である。
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pro-opiomelanocortin | |
---|---|
Identifiers | |
Symbol | POMC |
Entrez | 5443 |
HUGO | 9201 |
OMIM | 176830 |
RefSeq | NM_000939 |
UniProt | P01189 |
Other data | |
Locus | Chr. 2 p23 |
Adrenocorticotropic hormone (ACTH), also known as corticotropin, is a polypeptide tropic hormone produced and secreted by the anterior pituitary gland. It is an important component of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis and is often produced in response to biological stress (along with its precursor corticotropin-releasing hormone from the hypothalamus). Its principal effects are increased production and release of corticosteroids. Primary adrenal insufficiency, also called Addison's disease, occurs when adrenal gland production of cortisol is chronically deficient, resulting in chronically elevated ACTH levels; when a pituitary tumor is the cause of elevated ACTH (from the anterior pituitary) this is known as Cushing's Disease and the constellation of signs and symptoms of the excess cortisol (hypercortisolism) is known as Cushing's syndrome. A deficiency of ACTH is a cause of secondary adrenal insufficiency. ACTH is also related to the circadian rhythm in many organisms.[1]
POMC, ACTH and β-lipotropin are secreted from corticotropes in the anterior lobe (or adenohypophysis) of the pituitary gland in response to the hormone corticotropin-releasing hormone (CRH) released by the hypothalamus.[2] ACTH is synthesized from pre-pro-opiomelanocortin (pre-POMC). The removal of the signal peptide during translation produces the 241-amino acid polypeptide POMC, which undergoes a series of post-translational modifications such as phosphorylation and glycosylation before it is proteolytically cleaved by endopeptidases to yield various polypeptide fragments with varying physiological activity. These fragments include:[3]
polypeptide fragment | alias | abbreviation | amino acid residues |
---|---|---|---|
NPP | 27–102 | ||
melanotropin gamma | γ-MSH | 77–87 | |
potential peptide | 105–134 | ||
corticotropin | adrenocorticotropic hormone | ACTH | 138–176 |
melanotropin alpha | melanocyte-stimulating hormone | α-MSH | 138–150 |
corticotropin-like intermediate peptide | CLIP | 156–176 | |
lipotropin beta | β-LPH | 179–267 | |
lipotropin gamma | γ-LPH | 179–234 | |
melanotropin beta | β-MSH | 217–234 | |
beta-endorphin | 237–267 | ||
met-enkephalin | 237–241 |
In order to regulate the secretion of ACTH, many substances secreted within this axis exhibit slow/intermediate and fast feedback-loop activity. Glucocorticoids secreted from the adrenal cortex work to inhibit CRH secretion by the hypothalamus, which in turn decreases anterior pituitary secretion of ACTH. Glucocorticoids may also inhibit the rates of POMC gene transcription and peptide synthesis. The latter is an example of a slow feedback loop, which works on the order of hours to days, whereas the former works on the order of minutes.
The half-life of ACTH in human blood is about ten minutes.[4]
ACTH consists of 39 amino acids, the first 13 of which (counting from the N-terminus) may be cleaved to form α-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH). (This common structure is responsible for excessively tanned skin in Addison's disease.) After a short period of time, ACTH is cleaved into α-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH) and CLIP, a peptide with unknown activity in humans.
Human ACTH has a molecular weight of 4,540 atomic mass units (Da).[5]
ACTH stimulates secretion of glucocorticoid steroid hormones from adrenal cortex cells, especially in the zona fasciculata of the adrenal glands. ACTH acts by binding to cell surface ACTH receptors, which are located primarily on adrenocortical cells of the adrenal cortex. The ACTH receptor is a seven-membrane-spanning G protein-coupled receptor.[6] Upon ligand binding, the receptor undergoes conformation changes that stimulate the enzyme adenylyl cyclase, which leads to an increase in intracellular cAMP[7] and subsequent activation of protein kinase A.
ACTH influences steroid hormone secretion by both rapid short-term mechanisms that take place within minutes and slower long-term actions. The rapid actions of ACTH include stimulation of cholesterol delivery to the mitochondria where the P450scc enzyme is located. P450scc catalyzes the first step of steroidogenesis that is cleavage of the side-chain of cholesterol. ACTH also stimulates lipoprotein uptake into cortical cells. This increases the bio-availability of cholesterol in the cells of the adrenal cortex.
The long term actions of ACTH include stimulation of the transcription of the genes coding for steroidogenic enzymes, especially P450scc, steroid 11β-hydroxylase, and their associated electron transfer proteins.[7] This effect is observed over several hours.[7]
In addition to steroidogenic enzymes, ACTH also enhances transcription of mitochondrial genes that encode for subunits of mitochondrial oxidative phosphorylation systems.[8] These actions are probably necessary to supply the enhanced energy needs of adrenocortical cells stimulated by ACTH.[8]
As indicated above, ACTH is a cleavage product of the pro-hormone, proopiomelanocortin, which also produces other hormones including melatonin. A family of related receptors mediates the actions of these hormones, the MCR, or melanocortin receptor family. These are mainly not associated with the pituitary-adrenal axis. MC2R is the ACTH receptor. While it has a crucial function in regulating the adrenal, it is also expressed elsewhere in the body, specifically in the osteoblast, which is responsible for making new bone, a continual and highly regulated process in the bodies of air-breathing vertebrates.[9] The functional expression of MC2R on the osteoblast was discovered by Isales et alia in 2005.[10] Since that time, it has been demonstrated that the response of bone forming cells to ACTH includes production of VEGF, as it does in the adrenal. This response might be important in maintaining osteoblast survival under some conditions.[11] If this is physiologically important, it probably functions in conditions with short-period or intermittent ACTH signaling, since with continual exposure of osteoblasts to ACTH, the effect was lost in a few hours.
An active synthetic form of ACTH, consisting of the first 24 amino acids of native ACTH, was first synthesized by Klaus Hofmann at the University of Pittsburgh.[12] ACTH is available as a synthetic derivative in the forms of cosyntropin, tradename Cortrosyn, and Synacthen (synthetic ACTH). Synacthen is not FDA approved but is used in the UK and Australia to conduct the ACTH stimulation test.
ACTH was first synthesized as a replacement for Acthar Gel, a long-lasting animal product used to treat infantile spasms. Once relatively inexpensive, Acthar Gel is currently an extremely expensive pharmaceutical product. Prices per vial have been as high as $36,000.[13][14] Acthar gel has been proposed as a therapy to treat refractory autoimmune diseases[13] and refractory nephrotic syndrome due to a variety of glomerular diseases.[15]
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DE
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B
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D
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D
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A
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AE
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B
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BE
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AE
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E
B
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AC
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ホルモン名称 | 腫瘍 | 頻度 (IMD.1040) |
頻度 (RNT. 64) |
症候 | 検査(IMD.1041より引用) |
成長ホルモン | 成長ホルモン産生腺腫 | 20%. | 20%. | 頭痛、視野欠損、手足の成長、顔貌粗造、手根管症候群、いびきおよび閉塞性睡眠時無呼吸、下顎成長および下顎前突症、骨関節炎および関節痛、過剰発汗、醜形恐怖 | ・安静空腹時のGHが10ng/ml以上と持続的に高値。 ・75gOGTTによっても5ng/ml以下にならない。 ・TRHおよびLH-RH負荷に反応してGH増大。 ・L-ドパまたはブロモクリプチンに対する増加反応がない。(正常:DRアゴニスト→GH↑) ・ソマトメジンC(IGF-I)高値。 |
プロラクチン | プロラクチン産生腺腫 | 32%. | 30%. | 頭痛、視野欠損、希発月経または無月経、妊孕性の低下、性欲喪失、勃起不全、エストロゲンで初回刺激を受けた(estrogen-primed)女性乳房における乳汁漏出 | ・抗精神病薬、乳房刺激などの原因を除外しても血清PRL濃度が100ng/ml以上。 ・インスリン負荷(IRI)(0.1U/kg)による低血糖刺激(正常:低血糖→TRH↑→PRL↑)、TRH負荷(500μg)(正常:TRH↑→PRL↑)、クロルプロマジン負荷(25mg)(正常:D2R↓→PRL↑)による反応減少。 |
副腎皮質刺激ホルモン | ACTH産生腺腫 | 3%. | 5%. | 頭痛、視野欠損、近位筋障害、求心性の脂肪分布、神経精神医学的症状、線条、易傷性、皮膚の菲薄化、多毛、骨減少 | ・血中コルチゾールが高値、かつ日内変動なし。 ・尿中17-ヒドロキシコルチコステロイド(17-OHCS)、尿中17-ケトステロイド(17-KS)、尿中コルチゾールが高値。 ・CRH試験(CRH100μg静注) ・健常者:血中ACTHは30分後に、血中コルチゾールは60分後に、それぞれ前値の約2倍に上昇。 ・Cushing病:過剰反応 ・副腎腫瘍・異所性ACTH産生腫瘍によるCushing症候群:無反応 |
甲状腺刺激ホルモン | 動悸、振戦、体重減少、不眠、過剰な排便(hyperdefecation)、発汗 | *freeT3、freeT4上昇。 *TSHが、(1)上昇、(2)T3で抑制されない、(3)TRH負荷で無反応。 | |||
卵胞刺激ホルモン | ゴナドトロピン産生腺腫 | 10%. | |||
黄体形成ホルモン | |||||
非機能性腺腫 | 18%. | 40%. | 頭痛、視野欠損、下垂体不全、などmassの圧排による続発性性腺機能低下症。まれに、卵巣過剰刺激、精巣増大、またはテストステロン値の上昇、 |
名称 | 構造 | 分泌細胞 | 下垂体前葉細胞 全細胞に対する 産生細胞の割合 |
染色性 | 腫瘍 | 頻度 (IMD.1040) |
頻度 (RNT. 64) |
症候 | |||
成長ホルモン | GH | ペプチド | somatotroph | 40-50% | 好酸性 | 成長ホルモン産生腺腫 | 成長ホルモン分泌細胞腺腫 | 20%. | 20%. | 頭痛、視野欠損、手足の成長、顔貌粗造、手根管症候群、いびきおよび閉塞性睡眠時無呼吸、下顎成長および下顎前突症、骨関節炎および関節痛、過剰発汗、醜形恐怖 | |
プロラクチン | PRL | mammotroph | 10-25% | 好酸性 | プロラクチン産生腺腫 | プロラクチノーマ | 32%. | 30%. | 頭痛、視野欠損、希発月経または無月経、妊孕性の低下、性欲喪失、勃起不全、エストロゲンで初回刺激を受けた(estrogen-primed)女性乳房における乳汁漏出 | ||
副腎皮質刺激ホルモン | ACTH | corticotroph | 0.1 | 好塩基性 | 嫌色素性 | ACTH産生腺腫 | コルチコトロフ腺腫 | 3%. | 5%. | 頭痛、視野欠損、近位筋障害、求心性の脂肪分布、神経精神医学的症状、線条、易傷性、皮膚の菲薄化、多毛、骨減少 | |
甲状腺刺激ホルモン | TSH | 糖タンパク | thyrotroph | 0.05 | 好塩基性 | 甲状腺刺激ホルモン分泌細胞腺腫 | 動悸、振戦、体重減少、不眠、過剰な排便(hyperdefecation)、発汗 | ||||
卵胞刺激ホルモン | FSH | gonadotroph | 10-15% | 好塩基性 | ゴナドトロピン産生腺腫 | 10%. | |||||
黄体形成ホルモン | LH | 好塩基性 | |||||||||
非機能性腺腫 | 非機能性腺腫 | 18%. | 40%. | 頭痛、視野欠損、下垂体不全、などmassの圧排による続発性性腺機能低下症。まれに、卵巣過剰刺激、精巣増大、またはテストステロン値の上昇、 |
血算 | ヘモグロビン | 減少(貧血) |
白血球 | 減少 | |
リンパ球 | 比較的増加 | |
生化学 | Na | 低Na血症(自己嘔吐・下剤使用例) |
K | 低Ka血症(自己嘔吐・下剤使用例) | |
AST | 上昇 | |
ALT | 上昇 | |
LDH | 上昇 | |
T-Cho | 上昇 | |
血糖 | 低下 | |
血清学 | IgG | 低下(易感染性はない) |
内分泌 | T3 | 低下 |
reverse T3 | 上昇 | |
GH | ↑ | |
LH | ↓ | |
FSH | → or ↑ | |
コルチゾール | → or ↑ |
神経性食思不振症 | 下垂体機能低下症 | ANについて | |||
好発年齢 | 思春期 | 全年齢 | |||
性差 | 女>>男 | なし | |||
体重 | 著明に減少 | 不定 | |||
食欲不振 | 高度 | 希 | |||
食行動の異常 | 高頻度 | なし | |||
精神運動異常 | 活発 | 無欲状 | |||
月経異常 | あり(体重減少に先行) | あり | |||
産毛の増加 | あり | なし? | |||
恥毛・腋毛脱落 | なし | あり | LH, FSHが少しは存在するため。 | ||
乳腺萎縮 | 軽度 やせに比して乳房は保たれる |
著明 | |||
下垂体機能 | GH | 正常~高値 | 低値 | IGF-I低値 | |
ACTH | 正常~高値 | 低値 | |||
LH, FSH | 低値 | 低値 | |||
TSH | 正常 | 低値 | |||
甲状腺機能 | 低T3症候群 | 機能低下 | T4正常、reverse T3上昇 | ||
副腎皮質機能 | 正常 (コルチゾール高値例あり) |
機能低下 (コルチゾール低値) |
|||
頭部CT・MRI | 異常なし | 異常例有り (下垂体腫瘍, empty sellaなど) |
|||
症状 | 背部のうぶ毛の増加、便秘、 低血圧、徐脈、下腿浮腫、 循環障害による皮膚色の変化や 凍瘡、末梢神経麻痺、 カロチン症など |
糖質ステロイドの分泌過剰 ⇔ アジソン病
ACTH依存性 | 疾患 | 血漿ACTH | 尿中17-OHCS | 尿中17-KS | デキサメタゾン抑制試験 | メチラポン負荷試験 | ||
少量 | 8mg | |||||||
依存 | クッシング病 (下垂体型) |
↑/- | ↑ | や↑ | 抑制無し | 抑制 | ++ | |
依存 | 異所性ACTH産生腫瘍 | ↑↑↑ | ↑↑ | ↑ | 抑制無し | 抑制無し | - | |
非依存 | 副腎腫瘍 | 副腎腺腫 | ↓ | ↑ | ↑/- | 抑制無し | 抑制無し | - |
副腎癌 | ↑↑ | |||||||
非依存 | 原発性副腎過形成 | ↓ | ↑ | ↑ | 抑制無し | 抑制無し | - |
ACTH依存性 | 疾患 | 血漿ACTH | 尿中17-OHCS | 尿中17-KS | デキサメタゾン抑制試験 | メチラポン負荷試験 | CRH試験 | |
少量 | 8mg | |||||||
依存 | クッシング病 (下垂体型) |
↑/- | ↑ | や↑ | 抑制無し | 抑制 | ++ | ++ |
非依存 | 副腎腺腫 | ↓ | ↑ | ↓/- | 抑制無し | 抑制無し | - | - |
副腎癌 | ↓ | ↑ | ↑↑ | 抑制無し | 抑制無し | - | - | |
依存 | 異所性ACTH産生腫瘍 | ↑↑ | ↑↑ | ↑ | 抑制無し | 抑制無し | - | - |
白血球 | ↑ | 白血球増多症 |
好中球 | ↑ | |
好酸球 | ↓ | |
リンパ球 | ↓ | |
Na | ↑ | |
K | ↓ | 3.5mEq/L以下 ← 低カリウム血症 |
血糖 | 高値 | ← 耐糖能異常 |
血漿ACTH | 高値 | (Cushing病、異所性ACTH産生腫瘍)、それ以外は低値 |
血清コルチゾール | 増加 | 日中の変動無し |
総コレステロール | ↑ | 高コレステロール血症 |
択する.
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