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ネガティブフィードバック機構

索引 ネガティブフィードバック機構

生体系におけるネガティブフィードバック機構(ネガティブフィードバックきこう、)または負のフィードバック機構(ふのフィードバックきこう)は、生体恒常性を保つために働く調節機構の動作原理である。代表的なものに、動脈血圧調節機構やホルモン分泌調節のフィードバック機構などがある。.

26 関係: 南江堂作用ポジティブフィードバックフィードバックホルモン制御システム分泌インスリンインスリン様成長因子グルカゴンソマトスタチンタンパク質サイトカイン動作動脈糖質コルチコイド細胞血圧視床下部調節脳下垂体恒常性機構活性化成長ホルモン

南江堂

株式会社南江堂(なんこうどう、英称:Nankodo Co.,Ltd.,)は、1879年に創業した医学系出版社である。現存する出版社としては5本の指に入る歴史の深さを誇る。.

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作用

作用(さよう)は、一般にはある物が他の物に及ぼす何らかの影響・効果のこと。物理学や数学で用いられる。分野によって、いくつかの異なる意味で用いられている。.

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体(體、躰、躯、身体、からだ)、身体(しんたい)は、生物学的かつ文化的に規定された、有機体としての人間や動物の構造を指す。人間は身体を通じて世界を経験し、世界を構成する。.

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ポジティブフィードバック

ポジティブフィードバックのブロック線図 ポジティブフィードバック(、正帰還 正のフィードバックは、出力の一部を帰還回路を通し入力に加算する制御系のことである。出力の解が拡散することから非安定平衡となる。 生体系においても同様のシステムが存在する。.

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フィードバック

フィードバック(feedback)とは、もともと「帰還」と訳され、ある系の出力(結果)を入力(原因)側に戻す操作のこと。古くは調速機(ガバナ)の仕組みが、意識的な利用は1927年のw:Harold Stephen Blackによる負帰還増幅回路の発明に始まり、サイバネティックスによって広められた。システムの振る舞いを説明する為の基本原理として、エレクトロニクスの分野で増幅器の特性の改善、発振・演算回路及び自動制御回路などに広く利用されているのみならず、制御システムのような機械分野や生物分野、経済分野などにも広く適用例がある。自己相似を作り出す過程であり、それゆえに予測不可能な結果をもたらす場合もある。.

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ホルモン

ホルモン(Hormon、hormone)は、狭義には生体の外部や内部に起こった情報に対応し、体内において特定の器官で合成・分泌され、血液など体液を通して体内を循環し、別の決まった細胞でその効果を発揮する生理活性物質を指す生化学辞典第2版、p.1285 【ホルモン】。ホルモンが伝える情報は生体中の機能を発現させ、恒常性を維持するなど、生物の正常な状態を支え、都合よい状態にする生化学辞典第2版、p.1285 【ホルモン作用】重要な役割を果たす。ただし、ホルモンの作用については未だわかっていない事が多い。.

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制御システム

制御システム(せいぎょしすてむ、control system)または制御系(せいぎょけい)は、他の機器やシステムを管理し制御するための機器、あるいは機器群である。制御システムは大まかに、論理制御(逐次制御)とフィードバック制御(線型制御)に分類され、これらの組合せや派生によってさらに分類される。また、論理制御の設計の単純さと線型制御の扱いやすさを組み合わせたファジィ論理制御もある。ある種の機器やシステムは、本質的に制御不能である。 制御系という用語は、本質的に手動の制御にも適用される。例えば、操作者がプレス機を開閉するとき、論理では監視人が適切な場所にいない限り、開閉できないとされる。自動逐次制御システムは、一連の機械式アクチュエータが正しい順序で機能することでタスクを実行する。線型フィードバックシステムには、センサと制御アルゴリズムとアクチュエータから成る「制御ループ」があり、何らかの変数が標準値になるよう制御する。PID制御はフィードバックシステムの一種であり、炉の温度を一定に保つなどの用途に使われる。オープンループ制御では、フィードバックを直接使うことはなく、事前に設定された方法で動作する。.

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分泌

分泌(ぶんぴ、ぶんぴつ)とは、一般に細胞が代謝産物を排出すること。 また狭義には、分泌活動を専門的に行う腺細胞が集まって腺を形成し、分泌物を排出することをいうこともある。この意味では特に動物個体のレベルで、体外または体腔に出す外分泌(exocrine)と、体液に出す内分泌(endocrine)に分類される。 外分泌には体表への汗、皮脂、乳など、消化管への唾液、胃液、胆汁などの分泌がある。内分泌はホルモンなどのシグナル物質の分泌である。内分泌は必ずしも腺によるものではなく単独の細胞によるものもある。.

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インスリン

インスリンの分子構造 インスリン(インシュリン、insulin)は、膵臓に存在するランゲルハンス島(膵島)のβ細胞から分泌されるペプチドホルモンの一種。名前はラテン語の insula (島)に由来する。21アミノ酸残基のA鎖と、30アミノ酸残基のB鎖が2つのジスルフィド結合を介してつながったもの。C-ペプチドは、インスリン生成の際、プロインスリンから切り放された部分を指す。 生理作用としては、主として血糖を抑制する作用を有する。インスリンは脂肪組織や骨格筋を中心に存在するグルコーストランスポーターの一種であるGLUT4に作用し、そこから血中のグルコースを取り込ませることによって血糖値を下げる重要な役割を持つ。また骨格筋におけるアミノ酸、カリウムの取り込み促進とタンパク質合成の促進、肝臓における糖新生の抑制、グリコーゲンの合成促進・分解抑制、脂肪組織における糖の取り込みと利用促進、脂肪の合成促進・分解抑制などの作用により血糖を抑制し、グリコーゲンや脂肪などの各種貯蔵物質の新生を促進する。腎尿細管におけるNa再吸収促進作用もある。炭水化物を摂取すると小腸でグルコースに分解され、大量のグルコースが体内に吸収される。体内でのグルコースは、エネルギー源として重要である反面、高濃度のグルコースはそのアルデヒド基の反応性の高さのため生体内のタンパク質と反応して糖化反応を起こし、生体に有害な作用(糖尿病性神経障害・糖尿病性網膜症・糖尿病性腎症の微小血管障害)をもたらすため、インスリンの分泌によりその濃度(血糖)が常に一定範囲に保たれている。 インスリンは血糖値の恒常性維持に重要なホルモンである。血糖値を低下させるため、糖尿病の治療にも用いられている。逆にインスリンの分泌は血糖値の上昇に依存する。 従前は「インシュリン」という表記が医学や生物学などの専門分野でも正式なものとして採用されていたが、2006年現在はこれらの専門分野においては「インスリン」という表記が用いられている。一般にはインスリンとインシュリンの両方の表記がともに頻用されている。.

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インスリン様成長因子

インスリン様成長因子(インスリンようせいちょういんし、IGFs、Insulin-like growth factors)はインスリンと配列が高度に類似したポリペプチドである。細胞培養ではインスリンと同様に有糸分裂誘発などの反応を引き起こす。IGF-2は初期の発生に要求される第一の成長因子であると考えられるのに対し、IGF-1の発現は後の段階で見られる。マウスでの遺伝子ノックアウトによってこれが確かめられたが、他の動物ではこれらの遺伝子発現の調節を別々の方法で調節するらしい。IGF-2が胎児の発生に必要とされている間は、脳、肝臓、腎臓の発生と機能に関しても必要である。 インスリン様成長因子1(IGF-1)は主に肝臓で成長ホルモン(GH)による刺激の結果分泌される。IGF-1はソマトメジンCとも呼ばれる。人体の殆どの細胞、特に筋肉、骨、肝臓、腎臓、神経、皮膚及び肺の細胞はIGF-1の影響を受ける。インスリン様効果に加え、IGF-1は細胞成長(特に神経細胞)と発達そして同様に細胞DNA合成を調節する。 IGF-2は哺乳類では脳、腎臓、膵臓及び筋肉より分泌される。IGF-1よりも特異的な作用をし、大人ではインスリンの600倍の濃度でみられる。 IGF-1とIGF-2はIGF結合タンパク質として知られる遺伝子ファミリーにより調節される。これらのたんぱく質は、おそらく受容体への配達を助け、IGFの半減期を伸ばすことでのIGF作用の促進とIGF-1受容体への結合の妨害によるIGFの作用の抑制の両方へ関わる複合体となってIGFの作用の調節を助ける。近年、6つのIGF結合タンパク質(IGFBP1-6)が特徴づけられた。一方でIGFに媒介されない機能がそれらのタンパク質で提唱されるが、決定的な証拠は示されていない。 最近注目を受ける研究によりIGF軸が加齢に重要な役割をしていることが示された。線虫、ショウジョウバエ及び他の生物は哺乳類のIGFに対応する遺伝子のノックアウトにより寿命が延びた。明確に、IGF/インスリン軸は古い進化の起源を持つ。別の研究でIGFがガンや糖尿病の様な疾患での重要な役割、例えばIGF-1は前立腺癌と乳癌の細胞の成長を刺激することなどが明らかにされ始めた。1-3研究者はIGF-1によるガンのリスクの度合いに関して完全な合意に至っていない。 それらの効果を誘発するためにそれらの成長因子が使う主な受容体の決定への更なる研究が求められている。近年はIGFがインスリン受容体、IGF-1受容体、IGF-2受容体、インスリン関連受容体およびおそらくは他の受容体に結合する事が知られている。IGF-1とIGF-2は、IGF-1受容体に強力に結合し活性化させることに加え、インスリン受容体と弱く結合する。IGF-2受容体はIGF-2とだけ結合し、細胞内シグナル経路を活性化させない clearance receptor として働き、IGF-2捕捉媒介物として及びIGF-2シグナリング阻止のみで機能する。 IGF-1は乳汁中に存在し、特にウシ成長ホルモンを与えられた場合は顕著である。 糖質コルチコイドは、GH-IGF-1系を抑制する。小児期特有の糖質コルチコイドの副作用のひとつとして成長障害がみられる。GH分泌抑制、GH受容体発現抑制、IGF-1受容体発現抑制を引き起こす。.

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グルカゴン

ルカゴンの構造 グルカゴン (glucagon) は29アミノ酸残基からなるペプチドホルモンで、炭水化物の代謝に重要な機能を持つ。分子量3,485。インスリンとともに血糖値を一定に保つ作用をするホルモンであり、インスリンとは反対に血糖値が下がって糖を必要とするようになったときに肝細胞に作用してグリコーゲンの分解を促進する。Kimball と Murlin によって膵臓の抽出物から1923年に発見された。グルカゴンは主に膵臓のランゲルハンス島のA細胞(α細胞)で生合成、分泌される。膵臓のほかにも消化管から分泌される。膵外グルカゴンは腸管グルカゴンとも呼ばれる。なかでも胃底部に最も多く分布する。発見者は小野一幸。.

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ソマトスタチン

マトスタチン(somatostatin, SST)とは、脳の視床下部、膵臓のランゲルハンス島δ細胞(D細胞)、消化管の内分泌細胞(δ細胞)などから分泌され、内分泌系を制御し、G蛋白質共役を介してやに影響を与え、さらには多くの二次ホルモンの分泌を抑制するペプチドホルモンである。コレシストキニンなどにより、ソマトスタチンのD細胞からの分泌が促進される。ソマトスタチンは、ガストリン、セクレチン、インスリン、グルカゴンの分泌を抑制する。 ソマトスタチンには共通の前駆蛋白質(preproprotein)から切り出される2つの活性型がある。一つは14アミノ酸から成り、もう一つは28アミノ酸から成る。28アミノ酸型ソマトスタチンは14アミノ酸型のアミノ酸鎖を延長した形になっている。 脊椎動物では6つのソマトスタチン遺伝子が知られており、SS1〜SS6と呼ばれている。ゼブラフィッシュは6つの遺伝子を全て持つ。6つの遺伝子は5つのに対応し、ソマトスタチンの機能を多様なものにしている。ヒトにはソマトスタチン遺伝子は1つ(SST)しかない。.

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タンパク質

ミオグロビンの3D構造。αヘリックスをカラー化している。このタンパク質はX線回折によって初めてその構造が解明された。 タンパク質(タンパクしつ、蛋白質、 、 )とは、20種類存在するL-アミノ酸が鎖状に多数連結(重合)してできた高分子化合物であり、生物の重要な構成成分のひとつである生化学辞典第2版、p.810 【タンパク質】。 構成するアミノ酸の数や種類、また結合の順序によって種類が異なり、分子量約4000前後のものから、数千万から億単位になるウイルスタンパク質まで多種類が存在する。連結したアミノ酸の個数が少ない場合にはペプチドと言い、これが直線状に連なったものはポリペプチドと呼ばれる武村(2011)、p.24-33、第一章 たんぱく質の性質、第二節 肉を食べることの意味ことが多いが、名称の使い分けを決める明確なアミノ酸の個数が決まっているわけではないようである。 タンパク質は、炭水化物、脂質とともに三大栄養素と呼ばれ、英語の各々の頭文字を取って「PFC」とも呼ばれる。タンパク質は身体をつくる役割も果たしている『見てわかる!栄養の図解事典』。.

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サイトカイン

イトカイン(cytokine) は、細胞シグナリングにおいて重要な小さい蛋白質(およそ5 - 20 kDa)であり、広範かつ緩やかな分類概念である。細胞からのサイトカイン分泌は周囲の細胞の行動に影響する。サイトカインはオートクリン、パラクリン、および内分泌のシグナリングに免疫調節因子として関与するといえる。サイトカインのホルモンとの明確な違いについては現在研究途上にある。サイトカインにはケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、リンホカイン、および腫瘍壊死因子が含まれる一方、例えばエリスロポエチンのように多少の用語上の重複があるものの、一般的にはホルモンと成長因子は含まれない。サイトカインは多様な細胞により産生される。それにはマクロファージ、Bリンパ球、Tリンパ球、肥満細胞といった免疫細胞のほかに内皮細胞、線維芽細胞、各種の間葉系細胞をも含む。したがい、ある1つのサイトカインが多種類の細胞により産生されることがありうる。Horst Ibelgaufts.

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動作

記載なし。

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動脈

動脈壁の概念図。動脈壁は外膜・中膜・内膜の3つからなる 動脈(どうみゃく、artery)とは、動物の血管系に於いて、心臓から押し出される血液の流れる血管のことである。反対に、心臓へ流れ込む血液の流れる血管は静脈と呼ばれる。.

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糖質コルチコイド

糖質コルチコイド(とうしつコルチコイド)は、副腎皮質の束状層で産生される、副腎皮質ホルモンの一つである。グルココルチコイド (glucocorticoid) とも言われる。.

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細胞

動物の真核細胞のスケッチ 細胞(さいぼう)とは、全ての生物が持つ、微小な部屋状の下部構造のこと。生物体の構造上・機能上の基本単位。そして同時にそれ自体を生命体と言うこともできる生化学辞典第2版、p.531-532 【単細胞生物】。 細胞を意味する英語の「cell」の語源はギリシャ語で「小さな部屋」を意味する語である。1665年にこの構造を発見したロバート・フックが自著においてcellと命名した。.

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血圧

血圧(けつあつ、)とは、血管内の血液の有する圧力のことである。一般には動脈の血圧のことで、心臓の収縮期と拡張期の血圧をいい、それぞれ収縮期血圧(または最高血圧、)、拡張期血圧(または最低血圧、)と呼ぶ。単位は永年の慣行からSI単位のパスカル(Pa)ではなく、水銀柱ミリメートル(mmHg)を使用することがほとんどである。.

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視床下部

視床下部(ししょうかぶ、hypothalamus)は、間脳(視床の前下方で、第三脳室下側壁)に位置し、自律機能の調節を行う総合中枢である。中脳以下の自律機能を司る中枢がそれぞれ呼吸運動や血管運動などの個々の自律機能を調節するのに対して、視床下部は交感神経・副交感神経機能及び内分泌機能を全体として総合的に調節している。.

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調節

調節(ちょうせつ)とは、ほど良く整えることである。.

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脳下垂体

脳下垂体(のうかすいたい)または下垂体(かすいたい)は、脊椎動物の体に存在する内分泌器官の1つである。脳に接して、脳の直下(腹側)に存在し、脳の一部がぶら下がっているように見えることからこの名がある。.

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恒常性

恒常性(こうじょうせい)ないしはホメオスタシス(ὅμοιοστάσις、homeostasis)とは、生物および鉱物において、その内部環境を一定の状態に保ちつづけようとする傾向のことである。.

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機構

機構(きこう).

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活性化

活性化(かっせいか、activation)とは、沈滞していた機能が活発にはたらくようになること。 活性化したものが再び元に戻る状態、あるいは不可逆的に活性化できなくなることは、「不活化」または「失活」と呼ぶ。.

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成長ホルモン

成長ホルモン(せいちょうホルモン、growth hormone、GH)は脳下垂体前葉のGH分泌細胞から分泌されるホルモンである。ヒト成長ホルモンは特に hGH(human GH)と呼ぶ。.

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