ステロイドホルモンと細胞内受容体の関係を整理しよう

正解は5です

問題文：細胞内に受容体があるホルモンはどれか。

解説：正解は5番のテストステロンです。ホルモンはその化学的性質によって作用機序が大きく異なります。ステロイドホルモンであるテストステロンはコレステロールを原料に合成される脂溶性ホルモンであり、リン脂質二重層からなる細胞膜を容易に通過できます。そのため受容体は細胞膜上ではなく細胞質や核内に存在し、ホルモンと結合した受容体複合体はDNA上のホルモン応答配列（HRE）に結合して特定遺伝子の転写を調節します。この遺伝子発現を介した作用のため、効果が現れるまでに数十分から数時間を要しますが、作用は持続的かつ広範に及ぶのが特徴です。これに対しペプチドホルモンやカテコールアミンは水溶性で膜を通過できないため、細胞膜表面の受容体に結合し、cAMPやIP3、DAGといったセカンドメッセンジャーを介して速やかな細胞応答を引き起こします。

選択肢考察

1. ×1.  インスリン

   膵ランゲルハンス島B細胞から分泌されるペプチドホルモンで、水溶性のため細胞膜を通過できません。標的細胞膜上のインスリン受容体（チロシンキナーゼ型受容体）に結合し、GLUT4の細胞膜移行などを誘導します。

2. ×2.  アドレナリン

   副腎髄質から分泌されるカテコールアミンで、チロシンを原料とする水溶性ホルモンです。細胞膜上のα受容体・β受容体（Gタンパク質共役型受容体）に結合し、cAMPを介して速効性の生理反応を引き起こします。

3. ×3.  オキシトシン

   視床下部で合成され下垂体後葉から分泌される9アミノ酸のペプチドホルモンです。水溶性のため細胞膜受容体（Gタンパク質共役型）に結合し、子宮平滑筋収縮や射乳反射を引き起こします。

4. ×4.  プロラクチン

   下垂体前葉から分泌される単鎖ポリペプチドホルモンで、水溶性です。乳腺細胞膜上のプロラクチン受容体（JAK-STAT経路を活性化するサイトカイン型受容体）に結合し、乳汁産生を促します。

5. ○5.  テストステロン

   精巣ライディッヒ細胞でコレステロールから合成されるステロイドホルモンで、脂溶性のため細胞膜を自由に通過します。細胞質または核内のアンドロゲン受容体に結合し、受容体複合体が核内で遺伝子転写を調節して男性化作用を発揮します。

ホルモンの分類と受容体の場所を整理すると、(1)ステロイドホルモン（テストステロン・エストロゲン・コルチゾール・アルドステロンなど）と甲状腺ホルモン（T3・T4）は脂溶性で細胞内受容体（核内受容体ファミリー）に作用し、遺伝子発現を介して効果を発揮します。(2)ペプチド・タンパク質ホルモン（インスリン、成長ホルモン、ACTH、オキシトシン、バソプレシン、プロラクチンなど）とカテコールアミン（アドレナリン・ノルアドレナリン）は水溶性で細胞膜受容体に作用し、セカンドメッセンジャーを介して速やかに作用します。例外として甲状腺ホルモンはアミノ酸（チロシン）由来ですが脂溶性で核内受容体に作用する点が国試頻出ポイントです。覚え方は「ステロイドと甲状腺は中に入る、それ以外は表で受け取る」と整理すると混乱しません。