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生物:行動遺伝学 ・進化心理学 ・神経解剖学 ・神経化学 ・神経内分泌学 ・神経科学 ・精神神経免疫学 ・生理心理学 ・精神薬理学(索引、概要)

Downregulation とは、細胞が外部変数に反応して RNA やタンパク質などの細胞成分の量を減少させるプロセスである。 ダウンレギュレーションの例としては、ホルモンや神経伝達物質などの分子に対する受容体の数が減少し、その分子に対する細胞の感受性が低下することが挙げられる。 この現象は局所的に作用する負のフィードバック機構の一例である。

アップレギュレーションの例としては、ダイオキシンなどの異種物質が検出されると肝細胞でチトクロームP450酵素の数が増加し、分子の分解が行われることが挙げられる。

レセプターダウンレギュレーション

メカニズム

ダウンレギュレーションのプロセスは、血中のインスリンというホルモンの濃度が高くなったときに起こります。 インスリンが細胞表面の受容体に結合すると、ホルモン受容体複合体はエンドサイトーシスを受け、その後、細胞内のリソソーム酵素によって攻撃される。 インスリン分子が細胞内に取り込まれることにより、ホルモンが分解されるとともに、細胞表面で結合可能な部位の数が調節される経路が提供されます。 高血漿濃度では、インスリンの表面受容体の数は、ホルモン結合の増加によってもたらされる受容体の内在化と分解の加速によって、徐々に減少する。 小胞体内での新しい受容体の合成と細胞膜への挿入の速度は、その破壊の速度に追いつかない。 時間の経過とともに、インスリンに対する標的細胞の受容体が自己喪失し、ホルモン濃度の上昇に対する標的細胞の感受性を低下させる。 受容体部位の数が減少する過程は、すべてのホルモンについてほぼ同じであり、受容体ホルモン複合体においてのみ変化する。

症例

この過程は、2型糖尿病の人の標的細胞上のインスリン受容体部位によって説明される。 太っている人の血糖値が高いため、膵臓のβ細胞(ランゲルハンス島)は、需要に応え、血液を恒常的なレベルに戻すために、通常より多くのインスリンを放出しなければなりません。 血中インスリン濃度がほぼ一定に増加するのは、血糖値の上昇に見合うように努力した結果であり、その人の細胞上の受容体部位がダウンレギュレートされてインスリンに対する受容体の数が減少し、このホルモンに対する感受性が低下して被験者の抵抗力が増大することになる。 また、インスリンに対する肝臓の感受性の低下もある。 これは、血糖値が上がっても肝臓での糖新生が続いていることからわかる。 これはインスリン抵抗性のより一般的なプロセスであり、成人発症の糖尿病につながる。

別の例としては、腎臓がアルギニン・バソプレシンに対して鈍感になる糖尿病が見られる。

反転

上の例では、ダウンレギュレーションのプロセスは打ち消すことができる。 2型糖尿病の人は、適切な食事と定期的な運動によってインスリンに対する感受性を高め、体重を減らすことができる。個人によっては、そのようなレジメンに従うことによって糖尿病前の状態に戻ることさえある。

  • 遺伝子発現の調節
  • 脱感作(医学)

Sherwood, L. (2004).See also. “Human Physiology From Cells to Systems, 5th Ed” (p.680). Belmont, CA: Brooks/Cole-Thomson Learning

Wilmore, J., Costill, D. (2004).の項参照。 スポーツと運動の生理学、第3版(p. 164)。 イリノイ州シャンペーン:ヒューマン・キネティクス

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