ヒトの内分泌腺とホルモン、およびホルモンの分泌量の調節について述べた文として正しいものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア チロキシンは、副腎髄質から分泌される。
- イ 血液中のチロキシンの濃度が高くなると、チロキシンが視床下部や脳下垂体前葉にはたらいて、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンや甲状腺刺激ホルモンの分泌がおさえられる。
- ウ 甲状腺刺激ホルモンは、脳下垂体後葉から分泌される。
- エ バソプレシンは、甲状腺から分泌される。
内分泌系とフィードバック
おもな内分泌腺とホルモン（視床下部の放出ホルモン、脳下垂体前葉・後葉、甲状腺、副腎皮質・髄質、すい臓）の対応と、チロキシンなどの負のフィードバックによる分泌量の調節を使って、内分泌腺が傷害されたときのホルモン濃度の変化を判断できる
前提
- 中枢神経系と反射 （高校生物 生物の環境応答（知識））
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説明
ホルモンは内分泌腺から血液中に分泌され、血液で運ばれて、特定の器官（標的器官）の細胞にだけはたらきかける物質です。この技能では、おもな内分泌腺とそこから出るホルモンの対応を整理し、ホルモンの量が「負のフィードバック」によって一定の範囲に保たれるしくみを理解します。そのしくみを使うと、ある内分泌腺を取り除いたり傷つけたりしたときに、血液中のどのホルモンが増え、どれが減るかを判断できるようになります。
なぜそうしてよいのか
多くのホルモンの分泌は、上から下への指令の連なりで調節されています。たとえばチロキシンでは、間脳の視床下部が放出ホルモン（甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン）を出し、これが脳下垂体前葉にはたらいて甲状腺刺激ホルモンを分泌させ、甲状腺刺激ホルモンが甲状腺にはたらいてチロキシンを分泌させます。チロキシンは全身の細胞の代謝（化学反応）を盛んにします。
もし指令が上から下へ一方通行なら、チロキシンは出すぎたり足りなくなったりします。そこで、血液中のチロキシンが多くなると、チロキシン自身が視床下部と脳下垂体前葉にはたらいて、放出ホルモンと甲状腺刺激ホルモンの分泌を抑えます。チロキシンが少なくなると、この抑制が弱まり、上位のホルモンの分泌が増えます。このように、結果が原因の側にもどってはたらき、変化を打ち消す向きに調節することを負のフィードバックといいます。
この考え方を使うと、内分泌腺が傷害されたときの変化がわかります。甲状腺を取り除くとチロキシンは作られなくなって減り、チロキシンによる抑制がなくなるので、視床下部の放出ホルモンと脳下垂体前葉の甲状腺刺激ホルモンは増えます。逆に脳下垂体前葉を取り除くと、甲状腺刺激ホルモンがなくなるので甲状腺が刺激されず、チロキシンも減ります。おもな対応は、脳下垂体前葉＝成長ホルモン・甲状腺刺激ホルモン・副腎皮質刺激ホルモン、脳下垂体後葉＝バソプレシン（視床下部の神経分泌細胞がつくり、後葉から分泌される）、甲状腺＝チロキシン、副腎髄質＝アドレナリン、副腎皮質＝糖質コルチコイド・鉱質コルチコイド、すい臓のランゲルハンス島＝A 細胞からグルカゴン・B 細胞からインスリン、です。
手順
問われているホルモンがどの内分泌腺から分泌されるかを対応表で確認する
そのホルモンの分泌を調節する指令の連なり（視床下部 → 脳下垂体前葉 → 末端の内分泌腺）を書き出す
傷害・除去された内分泌腺より下流のホルモンは、刺激されなくなる（または作る場所がなくなる）ので減る、と判断する
傷害された内分泌腺より上流のホルモンは、下流のホルモンによる負のフィードバックの抑制が弱まるので増える、と判断する
選択肢のホルモン名と分泌する場所の組み合わせが正しいかも、あわせて確かめる
例題
ラットの甲状腺を手術で取り除き、しばらく飼育した。手術前と比べたときの、血液中のチロキシン濃度と甲状腺刺激ホルモン濃度の変化の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
| チロキシン濃度 | 甲状腺刺激ホルモン濃度 | |
|---|---|---|
| ア | 減少する | 減少する |
| イ | 減少する | 増加する |
| ウ | 増加する | 減少する |
| エ | 増加する | 増加する |
例題の解答
手順1: チロキシンは甲状腺から、甲状腺刺激ホルモンは脳下垂体前葉から分泌される。
手順2: 指令の連なりは、視床下部（放出ホルモン）→ 脳下垂体前葉（甲状腺刺激ホルモン）→ 甲状腺（チロキシン）である。
手順3: 取り除いたのは甲状腺なので、チロキシンは作られなくなり、減少する。
手順4: 甲状腺より上流の脳下垂体前葉では、チロキシンによる負のフィードバックの抑制がなくなるので、甲状腺刺激ホルモンの分泌が増え、濃度は増加する。
手順5: ホルモン名と分泌場所の対応にも誤りはない。よって、チロキシンは減少、甲状腺刺激ホルモンは増加で、イである。
答え: イ
よくある誤り
甲状腺を除去すると、関係するホルモンがすべて減ると考えてしまう誤り。正しくは、下流のチロキシンは減るが、上流の甲状腺刺激ホルモンと放出ホルモンは、負のフィードバックの抑制がなくなって増える。
負のフィードバックの向きを逆に覚える誤り（チロキシンが多いと甲状腺刺激ホルモンがさらに増える、など）。正しくは、チロキシンが多いと視床下部と脳下垂体前葉の分泌が抑えられ、少ないと抑制が弱まって分泌が増える。
バソプレシンを脳下垂体前葉のホルモンとしてしまう誤り。正しくは、バソプレシンは視床下部の神経分泌細胞でつくられ、脳下垂体後葉から分泌される。
副腎の皮質と髄質を取り違える誤り（アドレナリンを副腎皮質のホルモンとする、など）。正しくは、アドレナリンは副腎髄質、糖質コルチコイドと鉱質コルチコイドは副腎皮質から分泌される。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
入口の問題
この技能を使う問題
ある成人のヒトで、甲状腺の細胞が傷害され、甲状腺がチロキシンをほとんど分泌できなくなった。このヒトの間脳の視床下部、脳下垂体、その他の内分泌腺は正常にはたらくものとする。このヒトの体内で起こると考えられることとして適当なものを、次のア〜カからすべて選べ。
- ア 脳下垂体前葉からの甲状腺刺激ホルモンの分泌量が増加する。
- イ 間脳の視床下部からの甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンの分泌量が減少する。
- ウ からだの細胞での代謝（物質の分解とそれにともなう熱の発生）が低下し、寒冷な環境で体温を維持しにくくなる。
- エ 甲状腺刺激ホルモンを注射すると、血液中のチロキシン濃度は正常な値まで回復する。
- オ チロキシンを適量投与し続けると、血液中の甲状腺刺激ホルモンの濃度は正常な値に近づく。
- カ チロキシンの不足を補うため、脳下垂体後葉からの甲状腺刺激ホルモンの分泌量が増加する。
ヒトのホルモンなどによる体内環境の調節について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア バソプレシンは脳下垂体前葉から分泌され、腎臓の集合管での水の再吸収を促進する。
- イ 血液中のチロキシン濃度が高くなると、チロキシンが視床下部や脳下垂体前葉にはたらきかけ、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンや甲状腺刺激ホルモンの分泌が抑制される。
- ウ 食後に血糖濃度が上昇すると、すい臓のランゲルハンス島の A 細胞からインスリンが分泌され、血糖濃度が低下する。
- エ 寒冷刺激を受けると、交感神経のはたらきによって皮膚の血管が拡張し、体表からの熱の放散が抑えられる。
- オ 鉱質コルチコイドは副腎髄質から分泌され、腎臓の細尿管（腎細管）でのナトリウムイオンの再吸収を促進する。
ヒトが強いストレスを受けたり、空腹が続いて血糖濃度が低下したりすると、間脳の視床下部から放出ホルモンが分泌され、これを受けた脳下垂体前葉から副腎皮質刺激ホルモンが分泌される。副腎皮質刺激ホルモンは副腎皮質にはたらきかけ、あるホルモンXの分泌を促す。ホルモンXは、組織のタンパク質を分解してグルコースをつくるはたらきを促進し、血糖濃度を上昇させる。また、血液中のホルモンXの濃度が高くなると、視床下部や脳下垂体前葉にはたらきかけて放出ホルモンや副腎皮質刺激ホルモンの分泌を抑える。
このホルモンXを何というか。