テストステロン

テストステロン
テストステロンの化学構造。
テストステロンのボールとスティックのモデル。
名前
IUPAC名
17β-ヒドロキシアンドロスト-4-エン-3-オン
IUPAC体系名
(1 S ,3a S ,3b R ,9a R ,9b S ,11a S )-1-ヒドロキシ-9a,11a-ジメチル-1,2,3,3a,3b,4,5,8,9,9a,9b,10,11,11a-テトラデカヒドロ-7 H -シクロペンタ[ a ]フェナントレン-7-オン
その他の名前
アンドロスト-4-エン-17β-オール-3-オン
識別子
  • 58勝22敗0分け チェックはい
3Dモデル(JSmol
  • インタラクティブ画像
チェビ
  • チェビ:17347 チェックはい
チェムブル
  • ChEMBL386630 チェックはい
ケムスパイダー
  • 5791 チェックはい
ドラッグバンク
  • DB00624 チェックはい
ECHA 情報カード100.000.336
EC番号
  • 200-370-5
ケッグ
  • D00075 チェックはい
  • 6013
ユニイ
  • 3XMK78S47O チェックはい
  • DTXSID8022371
  • InChI=1S/C19H28O2/c1-18-9-7-13(20)11-12(18)3-4-14-15-5-6-17(21)19(15,2)10-8-16(14)18/h11,14-17,21H,3-10H2,1-2H3/t14-,15-,16-,17-,18-,19-/m0/s1 チェックはい
    キー: MUMGGOZAMZWBJJ-DYKIIFRCSA-N チェックはい
  • O=C1C=C2[C@](C)(CC1)[C@H]3CC[C@]4(C)[C@H](CC[C@H]4[C@@H]3CC2)O
プロパティ
C 19 H 28 O 2
モル質量288.431  g·mol −1
融点151.0 °C (303.8 °F; 424.1 K) [1]
薬理学
G03BA03 ( WHO )
ライセンスデータ
  • EU  EMA INN による
経皮ゲルクリーム溶液パッチ)、経口(テストステロンウンデカン酸塩として)、鼻腔内(ゲル)、筋肉内注射エステルとして)、皮下ペレット
薬物動態
経口:非常に低い(初回通過代謝が広範囲にわたるため
97.0~99.5%(SHBGに対してツールチップ性ホルモン結合グロブリンおよびアルブミン[2]
肝臓(主に還元共生
30~60分[3]
尿(90%)、便(6%)
特に記載がない限り、データは標準状態(25 °C [77 °F]、100 kPa)における材料のものです。
チェックはい 検証する (何ですか  ?)チェックはい☒

テストステロンは男性の主要な性ホルモンであり、男性におけるアンドロゲンである。[4]ヒトにおいて、テストステロンは精巣前立腺などの男性生殖組織の発達に重要な役割を果たしているほか、筋肉量の増加、体毛の成長など二次性徴の促進にも関与している。また、攻撃性性欲支配性求愛ディスプレイ、さまざまな行動特性の増加にも関連している。[5]さらに、男女ともにテストステロンは健康と幸福に関わっており、全体的な気分、認知、社会的・性的行動、代謝とエネルギー出力、心血管系、骨粗鬆症の予防に大きな影響を与えている。[6] [7]男性のテストステロンレベルが不十分だと、虚弱性、体内の脂肪組織の蓄積、不安や抑うつ、性的機能の問題、骨量減少などの異常につながる可能性がある。

男性のテストステロン値が高すぎると、高アンドロゲン血症、心不全のリスク増加前立腺がんの男性死亡率増加、[8]および男性型脱毛症と関連している可能性がある。

テストステロンは、アンドロスタン系のステロイドホルモンで、3位にケトン基、 17位にヒドロキシル基を持つ。コレステロールから数段階を経て生合成され、肝臓で不活性代謝物に変換される。[9]アンドロゲン受容体 に結合し、活性化することで作用を発揮する[9]ヒトおよび他のほとんどの脊椎動物において、テストステロンは主に男性の精巣から、女性卵巣からも分泌される。平均して、成人男性のテストステロン濃度は成人女性の約7~8倍である。[10]男性ではテストステロンの代謝がより顕著であるため、1日の産生量は男性の約20倍である。[11] [12]女性もまた、このホルモンに対してより敏感である。[13] [要ページ]

天然ホルモンとしての役割に加え、テストステロンは性腺機能低下症乳がんの治療としても用いられています。[14]男性は加齢とともにテストステロン値が低下するため、高齢男性ではこの不足を補うためにテストステロンが使用されることがあります。また、アスリートなどにおいて、体格やパフォーマンスを向上させるために違法に使用されることもあります。[15]世界アンチ・ドーピング機関(WADA)は、テストステロンを「常時禁止」のS1蛋白同化剤物質に指定しています。[16]

生物学的影響

生理的発達への影響

一般的に、テストステロンなどのアンドロゲンはタンパク質合成を促進し、アンドロゲン受容体を持つ組織の成長を促進します[17]テストステロンは同化作用とアンドロゲン(男性化)作用があると説明できますが、これらの分類上の説明は、両者の間に多くの重複があるため、いくぶん恣意的です。[18]これらの作用の相対的な効力はさまざまな要因に依存する可能性があり、現在研究が進められています。[19] [20]テストステロンは標的組織に直接作用するか、5α-還元酵素によってジヒドロテストステロン(DHT)に代謝されるか、エストラジオール(E2)に芳香族化されます。[19]テストステロンとDHTはどちらもアンドロゲン受容体に結合しますが、DHTはテストステロンよりも結合親和性が強く、特定の組織では低レベルでもアンドロゲン作用が強い可能性があります。[19]

テストステロンの影響は、通常発現する年齢によっても分類できます。男女ともに、出生後の影響は主に血中遊離テストステロンのレベルと持続期間に依存します。 [21]

出産前

出生前の影響は、発達段階に応じて 2 つのカテゴリに分けられます。

初潮は妊娠4~6週の間に起こります。その例としては、正中癒合、陰茎 尿道陰嚢の菲薄化と皺化陰茎の肥大といった性器の男性化が挙げられますが、テストステロンの役割はジヒドロテストステロンの役割よりもはるかに小さいです。また、前立腺精嚢の発達も見られます[要出典]

妊娠後期には、アンドロゲンレベルが形成と関連している。[22]具体的には、テストステロンは抗ミュラー管ホルモン(AMH)とともに、それぞれウォルフ管の成長とミュラー管の退化を促進する。[23]この期間は胎児の女性化または男性化に影響を及ぼし、成人自身のレベルよりも、性別による行動などの女性的または男性的な行動のより良い予測因子となり得る。出生前のアンドロゲンは、性別による活動への興味や関与に影響を与え、空間能力に中程度の影響を及ぼしているようだ。[24]先天性副腎過形成の女性では、幼少期の男性的な遊びが、女性に対する満足度の低下や成人期の異性愛への関心の低下と相関していた。[25]

乳児期初期

乳児期早期のアンドロゲン効果は最も解明が進んでいない。男児では生後数週間でテストステロン値が上昇する。この値は数か月間は思春期レベルにとどまるが、通常生後4~7か月までに小児期のほとんど検出されないレベルに達する。[26] [27]この上昇が人間にどのような影響を与えるかは不明である。体の他の部位で有意な変化が確認されていないことから、脳の男性化が起こっているという説がある。 [28]男性の脳はテストステロンがエストラジオールに芳香族化されることによって男性化される。[29]エストラジオールは血液脳関門を通過して男性の脳に入るが、女性の胎児はα-フェトプロテインを持っており、これがエストロゲンと結合するため女性の脳は影響を受けない。[30]

思春期前

思春期前は、男女ともにアンドロゲンレベルの上昇による影響が現れます。具体的には、大人のような体臭、皮膚と髪の脂っぽさの増加、ニキビ陰毛(陰毛の出現)、腋毛(わき毛)、成長スパート、骨成熟の促進顔の毛などです。[31]

思春期

思春期障害は、アンドロゲン濃度が成人女性の正常レベルよりも数ヶ月から数年間高い状態が続いたときに現れ始めます。男性では、これは思春期後期によく見られる症状であり、女性では血中遊離テストステロン濃度が長期間高くなった後に現れます具体的な症状には以下のものがあります:[31] [32]

アダルト

テストステロンは正常な精子の発達に必須である。セルトリ細胞の遺伝子を活性化し精原細胞の分化を促進する。また、優位性刺激に対する視床下部‐下垂体‐副腎系(HPA系)の急性反応を制御する[34]テストステロンを含むアンドロゲンは筋成長を促進する。また、テストステロンは巨核球および血小板上のトロンボキサンA2受容体の発現を制御し、ヒトにおける血小板凝集を促進する。[35] [36]

成人期のテストステロンの影響は、女性よりも男性の方が明確に現れますが、男女ともに重要である可能性が高いです。これらの影響の一部は、成人後期の数十年間にテストステロンレベルが低下するにつれて、低下する可能性があります。[37]

脳もこの性分化の影響を受けます。[22]アロマターゼ酵素 テストステロンをエストラジオールに変換し、雄マウスの脳の男性化を促します。ヒトでは、アンドロゲン形成またはアンドロゲン受容体機能の先天性疾患を持つ患者における性指向の観察から、胎児脳の男性化は機能的アンドロゲン受容体と関連していると考えられます。[38]

男性と女性の脳にはいくつかの違いがあり、これはテストステロンのレベルの違いによるものと考えられますが、その一つは大きさです。男性の脳は平均して女性の脳よりも大きいです。[39]

健康への影響

テストステロンは前立腺がんの発症リスクを高めるとは考えられていない。テストステロン除去療法を受けた人では、去勢レベルを超えるテストステロンの増加が、既存の前立腺がんの転移率を高めることが示唆されている。[40] [41] [42]

心血管の健康維持におけるテストステロンの重要性については、相反する結果が得られている[43] [44]しかしながら、高齢男性において正常なテストステロンレベルを維持することは、除脂肪体重の増加、内臓脂肪量の減少、総コレステロールの減少、血糖コントロールの改善など、心血管疾患リスクを低下させると考えられる多くのパラメータを改善することが示されている。[45]

アンドロゲン値の上昇は、臨床集団と健康な女性の両方において月経周期の不規則性と関連しています。 [より良い情報源が必要] [46]また、異常な毛髪の成長、ニキビ、体重増加、不妊症、そして時には頭皮の脱毛にも影響を与える可能性があります。これらの影響は、主に多嚢胞性卵巣症候群(PCOS )の女性に見られます。PCOSの女性の場合、避妊薬などのホルモン剤を使用することで、テストステロン値の上昇による影響を軽減することができます。[47]

注意力、記憶力、空間認識能力は、ヒトにおいてテストステロンの影響を受ける重要な認知機能です。予備的なエビデンスでは、低テストステロンレベルが認知機能低下、ひいてはアルツハイマー型認知症の危険因子となる可能性が示唆されており[48] [49] [50] [51]、これは寿命延長医学において抗老化療法にテストステロンを使用する重要な論拠となっています。しかしながら、多くの文献では、空間認識能力と血中テストステロン値の間には曲線関係、あるいは二次関係が存在すると示唆されており[52] 、血中アンドロゲンの分泌低下と過剰分泌(欠乏と過剰)の両方が認知機能に悪影響を及ぼします。

免疫システムと炎症

テストステロン欠乏は、慢性炎症の後遺症でもあるメタボリックシンドローム心血管疾患死亡率のリスク増加と関連している[53]テストステロン血漿濃度は、CRPインターロイキン-1βインターロイキン-6TNF-αエンドトキシン濃度、白血球数など、炎症の複数のバイオマーカーと逆相関している。[53]メタ分析で実証されているように、テストステロンによる補充療法は炎症マーカーの大幅な減少をもたらす。 [ 53 ]これらの効果は、相乗作用を持つ異なるメカニズムによって媒介されている。[53]アンドロゲン欠乏の男性で自己免疫甲状腺炎を併発している場合、テストステロンによる補充療法は甲状腺自己抗体価の減少と甲状腺分泌能(SPINA-GT)の上昇をもたらす。 [54]

医療用途

テストステロンは、男性性腺機能低下症性別違和、および特定の種類の乳がんの治療薬として使用されています[14] [55]これはホルモン補充療法(HRT)またはテストステロン補充療法(TRT)として知られており、血清中のテストステロン値を正常範囲に維持します。加齢に伴うテストステロン産生の低下が、アンドロゲン補充療法への関心を高めています[56]加齢による低テストステロン値に対するテストステロンの使用が有益か有害かは明らかではありません。[57]

テストステロンは、世界保健機関の必須医薬品リストに含まれています。必須医薬品リストは、基本的な保健システムで必要とされる最も重要な医薬品です[58]テストステロンはジェネリック医薬品として入手可能です[14]テストステロンは、皮膚に塗布するクリームまたは経皮パッチ、筋肉への注射、頬に置く錠剤、または経口摂取によって投与できます。[14]

テストステロン薬の一般的な副作用には、男性ではニキビ腫れ、乳房肥大などがあります[14]重篤な副作用には、肝毒性心臓病(ただし、ランダム化試験では、低テストステロンの男性ではプラセボと比較して重大な心臓有害事象の証拠は見つかりませんでした[59])、行動の変化などがあります。[14]曝露された女性や子供は男性化を起こす可能性があります。[14]前立腺がんの人はこの薬を使用しないことが推奨されています[14]妊娠中または授乳中に使用すると害を及ぼす可能性があります[14]

アメリカ内科医協会の2020年ガイドラインは、加齢に伴う低テストステロン血症と性機能障害を有する成人男性に対するテストステロン治療の議論を支持している。ガイドラインでは、改善の可能性について毎年評価を行い、改善が見られない場合はテストステロン投与を中止することを推奨している。医師は、費用面と、どちらの方法も有効性と有害性が同程度であることから、経皮投与ではなく筋肉内投与を検討すべきである。性機能障害の改善の可能性以外の理由でのテストステロン治療は推奨されない可能性がある。[60] [61]現在の臨床ガイドラインでは、テストステロン補充療法を開始する前に、全血球計算、脂質パネル、前立腺特異抗原、心血管リスク評価を含む包括的なベースライン評価を推奨している。[62]治療中の定期的なモニタリングには、通常、多血症を予防するための3~6ヶ月ごとのヘマトクリット値の測定と、40歳以上の男性におけるPSAモニタリングが含まれる。[63] [64]

行動の相関関係

性的興奮

テストステロンのレベルは性行為に関係なく毎日早朝にピークに達する概日リズムに従います。 [65]

女性においては、肯定的なオーガズム体験とテストステロンレベルの間に相関関係がある可能性がある。研究では、テストステロンレベルと男性のオーガズム体験、そして男女ともに性的積極性との間に、わずかな、あるいは一貫性のない相関関係が見られることが示されている。[66] [67]

女性における性的興奮と自慰行為は、テストステロン濃度のわずかな上昇を引き起こす。 [68]男性における自慰行為後、様々なステロイドの血漿レベルは著しく上昇し、テストステロンレベルはそれらのレベルと相関する。[69]

哺乳類研究

ラットを用いた研究では、性的興奮の程度はテストステロンの減少に敏感であることが示されています。テストステロンを欠乏させたラットに中程度のテストステロンを与えると、性行動(交尾、パートナーの選好など)は再開しましたが、同じホルモンを少量与えた場合は再開しませんでした。したがって、これらの哺乳類は、性欲減退症などの性的興奮障害を持つヒトの臨床集団を研究するためのモデルとなる可能性があります。[70]

調査された全ての哺乳類種において、オスは新しいメスに遭遇するとテストステロン値が顕著に上昇することが示された。オスマウスにおける反射的なテストステロン値の上昇は、オスの初期の性的興奮レベルと関連している。[71]

ヒト以外の霊長類では、思春期のテストステロンが性的興奮を刺激し、その結果、霊長類は女性との性体験を求めるようになり、結果として女性への性的嗜好が形成される可能性がある。[72]また、一部の研究では、成人男性や他の成人男性霊長類の体内でテストステロンが排出されると、性的動機は低下するが、性行為(マウント、射精など)を行う能力は低下しないことが示唆されている。[72]

精子競争理論によれば、雄ラットを性的に刺激するように条件付けすると、以前は中立であった刺激に対する反応としてテストステロンレベルが上昇することが示されています。[73]この反応は、交尾時に複数の雄が存在する場合の精子競争を助ける陰茎反射(勃起や射精など)を活性化し、より多くの精子が生成され、生殖の可能性が高まります。

男性

男性では、テストステロン値の上昇は性行為の期間と関連している。[74] [75]

性的に露骨な映画を観た男性は、平均してテストステロンが35%増加し、映画終了から60~90分後にピークに達しますが、性的に中立的な映画を観た男性では増加は見られません。[76]性的に露骨な映画を観た男性は、モチベーションと競争心が高まり、疲労感が減少すると報告されています。[77] また、性的興奮後のリラックス効果とテストステロンレベルの間にも関連があることが分かっています。[78]

女性

アンドロゲンは膣組織の生理機能を調節し、女性の性器の性的興奮に寄与する可能性がある。[79]女性のテストステロン値は、性交前と抱擁前、そして性交後と抱擁後のどちらにおいても高くなる。[80]テストステロン投与後、女性の性器の興奮にはタイムラグ効果が現れる。さらに、膣の性的興奮が継続的に高まると、性器の感覚や性欲行動が高まる可能性がある。[81]

テストステロンは女性の性的興奮障害有効な治療薬となる可能性があり[82] 、皮膚パッチとして入手可能である。アンドロゲン欠乏症の治療薬としてFDA承認を受けたアンドロゲン製剤はないが、高齢女性の性欲減退や性機能障害の治療薬として適応外使用されてきた。閉経後女性においても、効果的にエストロゲン化されている限り、テストステロンは治療薬となり得る。[82]

恋愛関係

恋に落ちることは男性のテストステロン値の減少と関連付けられており、女性のテストステロン値にはさまざまな変化が報告されています。[83] [84]これらのテストステロン値の変化により、男女間の行動の違いが一時的に減少するという推測があります。[84] しかし、観察されたテストステロン値の変化は、関係が時間の経過とともに発展するにつれて維持されないようです。[83] [84]

テストステロンの分泌量の少ない男性は交際関係にあるか結婚している可能性が高く[85][86]、テストステロンの分泌量の多い男性は離婚する可能性が高い。[86]結婚や婚約はテストステロン値の低下を引き起こす可能性がある。[87] 交際経験のない独身男性は、交際経験のある独身男性よりもテストステロン値が低い。交際経験のあるこれらの独身男性は、経験のない独身男性よりも競争的な状態にあることが示唆されている。[88]配偶者や子供と一緒に一日を過ごすなど、絆維持活動に従事している既婚男性は、そのような活動に従事していないときと比べてテストステロン値に違いはない。総合的に、これらの結果は、絆維持活動よりも競争活動の存在がテストステロン値の変化に関連していることを示唆している。[89]

テストステロンの分泌量が多い男性は、婚外交渉を行う可能性が高くなります。[86]テストステロン値はパートナーの物理的な存在に左右されず、同市内の男性と遠距離恋愛をしている男性のテストステロン値はほぼ同じです。[85]交際中の女性にとって、テストステロンとパートナーの相互作用には物理的な存在が必要な場合があり、同市内のパートナーを持つ女性は遠距離恋愛をしている女性よりもテストステロン値が低くなります。[90]

父親であること

父親であることは男性のテストステロン値を低下させることから、父親の養育に関連する感情や行動がテストステロン値を低下させることが示唆されている。人間やその他、母親による育児を利用する種では、父親が子孫に投資することは、両親が同時に複数の子どもを育てることを可能にするため、子孫の生存に有益である。これにより、子孫が生存し、繁殖する可能性が高くなるため、親の生殖適応度が高まる。父親の養育は、より質の高い食料へのアクセスの増加と、身体的および免疫学的脅威の減少により、子孫の生存率を高める。[91]これは、子孫が長期間にわたって親に依存し、母親の出産間隔が比較的短いため、人間にとって特に有益である。[92]

父親による育児の程度は文化によって異なりますが、直接的な育児への投資が多いほど、平均テストステロン値の低下や一時的な変動と相関関係にあることが分かっています。[93]例えば、子どもが苦しんでいるときにテストステロン値が変動することは、父親の育児スタイルを示唆することが分かっています。父親が赤ちゃんの泣き声に反応してテストステロン値が低下する場合、それは赤ちゃんに共感していることを示しています。これは育児行動の増加と、乳児にとってより良い結果につながることが示されています。[94]

モチベーション

テストステロン値は、金融上の意思決定におけるリスクテイクにおいて重要な役割を果たします。[95] [96]男性ではテストステロン値が高いほど、失業または失業状態が続くリスクが低下します。[97]また、研究では、テストステロンとコルチゾール値の上昇が衝動的で暴力的な犯罪行為のリスク増加と関連していることもわかっています。 [98]一方、男性のテストステロン値の上昇は、主に潜在的な配偶者を引き付けるために、寛大さを高める可能性があります。[99] [100]

攻撃性と犯罪性

ほとんどの研究は、成人の犯罪とテストステロンの関連を支持している。[101] [102] [103] [104]少年非行とテストステロンに関する研究はほぼすべて有意ではない。ほとんどの研究で、テストステロンは反社会的行動[105]アルコール依存症に関連する行動や性格特性と関連していることがわかっている。より一般的な攻撃的な行動や感情とテストステロンの関係については、多くの研究[どれ? ]が行われてきた。約半数の研究では関係性が認められ、約半数の研究では関係性が認められなかった。[106]研究では、テストステロンが視床下部のバソプレシン受容体を調節することで攻撃性を促進することが明らかになっている[107]

攻撃性と競争におけるテストステロンの役割については2つの説がある。[108] 1つ目は、思春期にテストステロンが増加し、それによって生殖行動や攻撃性を含む競争行動が促進されるというチャレンジ仮説である。 [108]つまり、男性間の競争というチャレンジが攻撃性と暴力性を促進するのである。[108]実施された研究では、テストステロンと支配性の間に直接的な相関関係があることが明らかになっており、特に刑務所内で最もテストステロン値が高い暴力犯罪者においてその傾向が顕著であった。[108]同じ研究で、父親(競争環境以外)のテストステロン値は他の男性と比較して最も低いことが判明した。[108]

2つ目の理論は類似しており、「男性攻撃性の進化的神経アンドロゲン(ENA)理論」として知られています。 [109] [110]テストステロンなどのアンドロゲンは、自分自身や他人に危害を加えるリスクを負うまでも競争心を強めるよう、脳を男性化するように進化してきました。こうして、胎児期および成人期のテストステロンとアンドロゲンの影響で脳が男性化された個体は、生存、誘引、交尾のための資源獲得能力を高めます。[109]脳の男性化は、成人期のテストステロンレベルだけでなく、子宮内でのテストステロン曝露によっても促進されます。出生前のテストステロン値が高いこと、つまり指の比率が低いことが示唆されるケースや、成人期のテストステロンレベルが高いことが、サッカーの試合における男性選手のファウルや攻撃性のリスクを高めました。[111]研究では、出生前のテストステロン値が高いこと、または指の比率が低いことが、攻撃性の高さと相関していることが示されています。[112] [113] [114] [115] [116]

競技中のテストステロンの上昇は男性の攻撃性を予測したが、女性では予測しなかった。[117]拳銃と実験ゲームを扱った被験者は、テストステロンと攻撃性の上昇を示した。[118]自然淘汰によって、男性は競争や地位挑戦の状況に敏感になるように進化した可能性があり、テストステロンの相互作用がこれらの状況における攻撃的行動の必須要素となっている可能性がある。[119]テストステロンは、暴力的な刺激の長時間視聴を促すことで、男性の残酷で暴力的な合図への魅力を媒介する。[120]テストステロン特有の脳の構造的特徴は、個人の攻撃的行動を予測することができる。[121]

ニューヨーク科学アカデミー紀要によると、アナボリックステロイド(テストステロンを増加させる)の使用は10代の若者で多く、これが暴力の増加と関連していることがわかった。[122]研究では、投与されたテストステロンが一部の参加者の言語的攻撃性と怒りを増加させることがわかった。[123]

いくつかの研究では、テストステロン誘導体であるエストラジオールがオスの攻撃性に重要な役割を果たしている可能性が示唆されている。[106] [124] [125] [126]エストラジオールはオスのマウスの攻撃性と相関関係にあることが知られている。[127]さらに、テストステロンからエストラジオールへの変換は、繁殖期のスズメにおけるオスの攻撃性を制御する。 [128]テストステロンを増加させるアナボリックステロイドを投与されたラットは、「脅威感受性」の結果として、挑発に対してより身体的に攻撃的になることも示された。[129]

テストステロンと攻撃性の関係は間接的に作用する可能性もあります。テストステロンは攻撃性への傾向を増幅させるのではなく、むしろ、挑戦を受けた際に社会的地位を維持するためのあらゆる傾向を増幅させるという説があります。ほとんどの動物において、攻撃性は社会的地位を維持する手段です。しかし、人間は地位を獲得するための複数の方法を持っています。向社会的行動が社会的地位という報酬を得るのであれば、一部の研究でテストステロンと向社会的行動との関連性が見出された理由を説明できるかもしれません。つまり、テストステロンと攻撃性、そして暴力との関連性は、これらが社会的地位という報酬を得ることに起因しているのです。[130]この関係は、テストステロンが攻撃性を高めるとはいえ、平均的な攻撃性を維持するという意味でのみ「許容効果」である可能性もあるでしょう。個体を化学的または物理的に去勢すると、攻撃性は低下する(完全になくなるわけではない)が、去勢前の少量のテストステロンで攻撃性は正常に戻り、テストステロンを追加投与してもそのレベルは維持される。また、テストステロンは既存の攻撃性を単純に誇張したり増幅したりすることもある。例えば、テストステロンの増加を受けたチンパンジーは、社会階層において自分より下位のチンパンジーに対してはより攻撃的になるが、自分より上位のチンパンジーに対しては依然として従順である。このように、テストステロンはチンパンジーを無差別に攻撃的にするのではなく、下位のチンパンジーに対する既存の攻撃性を増幅させるのである。[131]

ヒトにおいて、テストステロンは単に身体的攻撃性を高めるというよりも、地位向上や社会的支配を促進する傾向があるようです。テストステロンを投与されたという信念の影響をコントロールすると、テストステロンを投与された女性は、投与されていない女性よりも公平な申し出をする傾向があります。[132]

公平性

テストステロンは公正な行動を促すかもしれない。ある研究では、被験者は実際の金額の分配を決定する行動実験に参加した。ルールでは公正なオファーと不公正なオファーの両方が認められた。交渉相手はその後、オファーを受け入れるか拒否するかを選択できた。オファーが公正であればあるほど、交渉相手が拒否する可能性は低くなる。合意に至らなかった場合、どちらの当事者も何も得るものはない。人工的にテストステロン値を高めた被験者は、プラセボを投与された被験者よりも、一般的に、より適切で公正なオファーを行い、オファーが拒否されるリスクを最小限に抑えた。その後の2つの研究で、この結果が経験的に確認された。[133] [134] [135]しかし、高テストステロンの男性は、最後通牒ゲームで有意に27%も寛大さが低かった。[136]この追加情報は、逆に、テストステロンが貪欲さや利己主義を促す可能性があることを示唆している可能性がある。元の研究では、テストステロン値が高い被験者からのより公平なオファーは、交渉相手がそのオファーを受け入れる可能性を高め、両方の参加者が金銭を受け取らずに去る可能性を低下させました。

生物活性

遊離テストステロン

テストステロンなどのステロイドホルモンなどの親油性ホルモン(脂質には溶けるがには溶けない)は、特異的および非特異的なタンパク質を介して水性血漿中を輸送される。特異的なタンパク質には、テストステロン、ジヒドロテストステロンエストラジオール、およびその他の性ステロイドと結合する性ホルモン結合グロブリン(SHBG)が含まれる。非特異的結合タンパク質にはアルブミンが含まれる。総ホルモン濃度のうち、それぞれの特異的キャリアタンパク質に結合していない部分は遊離部分である。結果として、SHBGに結合していないテストステロンは遊離テストステロンと呼ばれる。遊離量のテストステロンのみがアンドロゲン受容体に結合でき、これはそれが生物学的活性を持つことを意味する。[137]テストステロンの大部分はSHBGに結合しているが、テストステロンの小さな部分(1%-2%)[138]はアルブミンに結合しており、テストステロンとアルブミンの結合は弱く、簡単に元に戻ることができる。[139] [140]そのため、アルブミン結合型テストステロンと非結合型テストステロンの両方が、生物学的に利用可能なテストステロンであると考えられています。[139] [140]この結合は、テストステロンの輸送、組織への送達、生体活性、および代謝の調節において重要な役割を果たします。[140] [139]組織レベルでは、テストステロンはアルブミンから解離し、組織内に急速に拡散します。SHBGに結合したテストステロンの割合は、男性の方が女性よりも低いです。遊離分画とアルブミンに結合した分画の両方が組織レベルで利用可能であり(それらの合計が生物学的に利用可能なテストステロンを構成します)、SHBGはテストステロンの作用を効果的かつ不可逆的に阻害します。[138]生理学的および病理学的状態における性ステロイドとSHBGの関係は複雑であり、様々な要因が血漿中のSHBG濃度に影響を与え、テストステロンの生物学的利用能に影響を与える可能性があります。[141] [142] [143]

ステロイドホルモン活性

ヒトや他の脊椎動物におけるテストステロンの効果は、アンドロゲン受容体の活性化(直接またはジヒドロテストステロンとして)、エストラジオールへの変換、および特定のエストロゲン受容体の活性化など、複数のメカニズムによって発生します。[ 144] [145]テストステロンなどのアンドロゲンは、膜アンドロゲン受容体に結合して活性化することもわかっています[146] [147] [148]

遊離テストステロン(T)は標的組織細胞の細胞質に輸送され、そこでアンドロゲン受容体に結合するか、細胞質酵素5α-還元酵素によって5α-ジヒドロテストステロン(5α-DHT)に還元される。5α-DHTはテストステロンよりもさらに強く同じアンドロゲン受容体に結合するため、そのアンドロゲン効力はTの約5倍である。[149] T受容体またはDHT受容体複合体は構造変化を起こし、細胞核に移動して染色体DNAの特定のヌクレオチド配列に直接結合する。結合領域はホルモン応答配列(HRE)と呼ばれ、特定の遺伝子の転写活性に影響を与え、アンドロゲン効果を生み出す。

アンドロゲン受容体は脊椎動物の様々な組織に存在し、男性も女性も同程度のレベルに対して同様に反応します。出生前、思春期、そして生涯を通じてテストステロン量が大きく異なることが、男女間の生物学的差異の一因となっています。

骨と脳はヒトにとって重要な組織であり、テストステロンの主な作用はエストラジオールへの芳香族化による。骨においては、エストラジオールは軟骨の骨化を促進し、骨端線の閉鎖と成長の終結につながる。中枢神経系においては、テストステロンはエストラジオールに芳香族化される。視床下部への最も重要なフィードバック信号は、テストステロンではなくエストラジオールである(特に黄体形成ホルモン(LH)分泌に影響を及ぼす)。[150] [検証失敗]多くの哺乳類において、テストステロン由来のエストラジオールによる脳の性的二形領域の出生前または周産期における「男性化」は、後の雄の性行動をプログラムする。 [151]

神経ステロイド活性

テストステロンは、その活性代謝物である 3α-アンドロスタンジオールを介して、GABAA受容の強力な正のアロステリックモジュレーターである。[152]

テストステロンは、神経栄養因子(NGF)の受容体であるTrkAおよびp75 NTRに対して、高い親和5 nM 拮抗として作用することが分かっています。[153] [154] [155]テストステロンとは対照的に、DHE​​AおよびDHEA硫酸塩は、これらの受容体の高親和性作動薬として作用することが分かっています。[153] [154] [ 155]

テストステロンはシグマ1受容体の拮抗薬である(Ki = 1,014または201 nM)。[156]しかし、受容体に結合するために必要なテストステロン濃度は、成人男性の血中テストステロン濃度(10~35 nM)をはるかに上回る。[157]

生化学

図1:ヒトのステロイド生成、テストステロンが底近くに表示[29]

生合成

他のステロイドホルモンと同様に、テストステロンはコレステロールから生成されます (図1)[158]生合成の第一段階は、ミトコンドリアのシトクロムP450酸化酵素であるコレステロール側鎖切断酵素(P450scc、CYP11A1)によるコレステロール側鎖の酸化切断で、6つの炭素原子が失われてプレグネノロンが生成されます。次のステップでは、小胞体のCYP17A1(17α-ヒドロキシラーゼ/17,20-リアーゼ)酵素によってさらに2つの炭素原子が除去され、さまざまなC19ステロイドが生成されます [ 159]さらに、3β-ヒドロキシル基が3β-ヒドロキシステロイド脱水素酵素によって酸化され、アンドロステンジオンが生成されます。最終段階および律速段階では、C17 ケト基のアンドロステンジオンは17β-ヒドロキシステロイド脱水素酵素によって還元され、テストステロンが生成されます。

男性では、テストステロンの最大量(95%超)は精巣で産生され、 [5]残りの大部分は副腎で産生される。女性でもテストステロンは副腎、卵巣鞘細胞妊娠中は胎盤はるかに少量合成される[160]精巣では、テストステロンはライディッヒ細胞で産生される。[161]男性生殖腺にはセルトリ細胞もあり、精子形成にはテストステロンが必要である。ほとんどのホルモンと同様に、テストステロンは血液中の標的組織に供給され、その多くは特定の血漿タンパク質である性ホルモン結合グロブリン(SHBG)に結合して輸送される。

主要な性ホルモンの産生率、分泌率、クリアランス率、血中濃度
セックス性ホルモン生殖
血液
生産率
性腺
分泌率
代謝
クリアランス率
基準範囲(血清レベル)
モル濃度質量濃度
男性アンドロステンジオン
2.8 mg/日1.6 mg/日2200リットル/日2.8~7.3 nmol/L80~210 ng/dL
テストステロン
6.5 mg/日6.2 mg/日950リットル/日6.9~34.7 nmol/L200~1000 ng/dL
エストロン
150μg/日110μg/日2050リットル/日37~250ピコモル/リットル10~70 pg/mL
エストラジオール
60μg/日50μg/日1600リットル/日<37~210 pmol/L10~57 pg/mL
エストロン硫酸塩
80μg/日重要でない167リットル/日600~2500ピコモル/L200~900 pg/mL
女性アンドロステンジオン
3.2 mg/日2.8 mg/日2000リットル/日3.1~12.2 nmol/L89~350 ng/dL
テストステロン
190μg/日60μg/日500リットル/日0.7~2.8 nmol/L20~81 ng/dL
エストロン卵胞期110μg/日80μg/日2200リットル/日110~400ピコモル/リットル30~110 pg/mL
黄体期260μg/日150μg/日2200リットル/日310~660ピコモル/リットル80~180 pg/mL
閉経後40μg/日重要でない1610リットル/日22~230ピコモル/リットル6~60 pg/mL
エストラジオール卵胞期90μg/日80μg/日1200リットル/日<37~360 pmol/L10~98 pg/mL
黄体期250μg/日240μg/日1200リットル/日699~1250ピコモル/リットル190~341 pg/mL
閉経後6μg/日重要でない910リットル/日<37~140 pmol/L10~38 pg/mL
エストロン硫酸塩卵胞期100μg/日重要でない146リットル/日700~3600ピコモル/リットル250~1300 pg/mL
黄体期180μg/日重要でない146リットル/日1100~7300ピコモル/リットル400~2600 pg/mL
プロゲステロン卵胞期2mg/日1.7 mg/日2100リットル/日0.3~3 nmol/L0.1~0.9 ng/mL
黄体期25mg/日24mg/日2100リットル/日19~45 nmol/L6~14 ng/mL
注釈と出典
注記:循環血中のステロイドの濃度、腺からの分泌速度、前駆体またはプレホルモンからステロイドへの代謝速度、そして組織によって抽出され代謝される速度によって決まります。ステロイドの分泌速度とは、単位時間あたりに腺から分泌される化合物の総量を指します。分泌速度は、経時的に腺からの静脈流出液を採取し、動脈血および末梢静脈血のホルモン濃度を差し引くことで評価されます。ステロイドの代謝クリアランス速度とは、単位時間あたりにホルモンが完全に除去された血液量と定義されます。ステロイドホルモンの産生速度とは、腺からの分泌やプロホルモンから目的のステロイドへの変換など、あらゆる供給源から血液中に化合物が流入する速度を指します。定常状態において、あらゆる供給源から血液中に流入するホルモンの量は、排出速度(代謝クリアランス速度)と血中濃度(産生速度 = 代謝クリアランス速度)の積に等しくなります。クリアランス率×濃度)。循環ステロイドプールへのプロホルモン代謝の寄与が小さい場合、生成率は分泌率に近似する。出典:テンプレートを参照。

規制

図2視床下部-下垂体-精巣軸

男性では、テストステロンは主にライディッヒ細胞で合成されます。ライディッヒ細胞の数は、黄体形成ホルモン(LH)と卵胞刺激ホルモン(FSH)によって調節されます。さらに、既存のライディッヒ細胞によるテストステロン産生量はLHによって制御されており、LHは17β-ヒドロキシステロイド脱水素酵素の発現を制御します。[162]

合成されるテストステロンの量は、視床下部-下垂体-精巣系によって調節されます (図2)[163]テストステロン値が低い場合、視床下部からゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)が放出され、これが下垂体を刺激してFSHとLHの放出を引き起こします。これらの2つのホルモンは精巣を刺激してテストステロンを合成します。最終的に、負のフィードバックループを通じてテストステロン値が上昇すると、視床下部と下垂体に作用し、それぞれGnRHとFSH/LHの放出が抑制されます。

テストステロン レベルに影響を及ぼす要因としては次のようなものが挙げられます。

  • 年齢:男性は加齢とともにテストステロン値が徐々に低下します。[164] [165]この現象は、男性更年期障害晩発性性腺機能低下症と呼ばれることもあります[166]
  • 運動:筋力トレーニングはテストステロン値を急激に上昇させますが[167] 、高齢男性ではタンパク質摂取によってその上昇を防ぐことができます。[168]男性の 持久力トレーニングはテストステロン値を低下させる可能性があります。[169]
  • 栄養素:ビタミンA欠乏症は、血漿テストステロン濃度が最適値以下になる可能性がある。[170]セコステロイドビタミンDを400~1000 IU /日(10~25 μg /日)摂取すると、 テストステロン濃度が上昇する。[171] 亜鉛欠乏症はテストステロン濃度を低下させるが[172]、過剰摂取は血清テストステロンに影響を与えない。[173]低脂肪食が男性の総テストステロン値と遊離テストステロン値を低下させる可能性があるという証拠は限られている[174]
  • 減量:体重減少はテストステロン値の上昇につながる可能性があります。脂肪細胞はアロマターゼという酵素を合成し、男性ホルモンであるテストステロンを女性ホルモンであるエストラジオールに変換します。[175]しかし、 BMIとテストステロン値 の間に明確な関連性は見つかっていません。[176]
  • その他:睡眠:(レム睡眠)は夜間のテストステロンレベルを上昇させる。[177]
  • 行動:支配的挑戦は、場合によっては男性のテストステロン分泌の増加を刺激する可能性がある。[178]
  • 食品:スペアミントティーなどの天然または人工の抗アンドロゲン剤はテストステロン値を低下させます。[179] [180] [181]甘草はテストステロンの生成を減少させる可能性があり、この影響は女性でより大きくなります。[182]

分布

テストステロンの血漿タンパク質結合率は98.0~98.5%で、そのうち1.5~2.0%は遊離または非結合です。[183]​​ テストステロンの65%は性ホルモン結合グロブリン(SHBG)に結合し、33%はアルブミンに弱く結合しています[184]

テストステロンとジヒドロテストステロンの血漿タンパク質結合
化合物グループレベル(nM)無料 (%)SHBGツールチップ 性ホルモン結合グロブリン(%)CBGツールチップ コルチコステロイド結合グロブリン(%)アルブミン(%)
テストステロン成人男性23.02.2344.33.5649.9
成人女性
  卵胞期1.31.3666.02.2630.4
  黄体期1.31.3765.72.2030.7
  妊娠4.70.2395.40.823.6
ジヒドロテストステロン成人男性1.700.8849.70.2239.2
成人女性
  卵胞期0.650.4778.40.1221.0
  黄体期0.650.4878.10.1221.3
  妊娠0.930.0797.80.0421.2
出典:テンプレートを参照してください。

代謝

ヒトにおけるテストステロン代謝
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ヒトにおけるテストステロンの代謝に関与する代謝経路図に示されている変換に加えて、テストステロンおよび1つ以上の利用可能なヒドロキシル(-OH)を有する代謝物との間で、硫酸化およびグルクロン酸抱合による抱合が起こります。

テストステロンと5α-DHTはどちらも主に肝臓代謝されます。[2] [185]テストステロンの約50%はグルクロン酸抱合体硫酸抱合酵素によってそれぞれテストステロングルクロン酸抱合体と、より少ない程度でテストステロン硫酸抱合体へと代謝されます。[2]さらにテストステロンの40%は、 5α-および5β-還元酵素3α-ヒドロキシステロイド脱水素酵素、17β-HSDの複合作用により、この順序で等量で17-ケトステロイドのアンドロステロンエチオコラノロンに代謝されます。[2] [185] [186]アンドロステロンとエチオコラノロンはその後、テストステロンと同様にグルクロン酸抱合体となり、より少ない程度で硫酸化されます[2] [185]テストステロン抱合体とその肝代謝物は肝臓から循環系に放出され、尿胆汁中に排泄される[2] [185] [186]テストステロンのごく一部(2%)だけが尿中に未変化のまま排泄される。[185]

テストステロン代謝の肝臓17-ケトステロイド経路では、テストステロンは肝臓で5α-還元酵素と5β-還元酵素によってそれぞれ5α-DHTと不活性5β-DHTに変換されます。[2] [185]次に、5α-DHTと5β-DHTは3α-HSDによってそれぞれ3α-アンドロスタンジオール3α-エチオコランジオールに変換されます[2] [185]その後、3α-アンドロスタンジオールと3α-エチオコランジオールは17β-HSDによってアンドロステロンとエチオコラノロンに変換され、抱合されて排泄されます。[2] [185] この経路では、5α-DHTと5β-DHTが3α-HSDの代わりに3β-HSDによってそれぞれ作用されると、3β-アンドロスタンジオール3β-エチオコラネジオールも形成され、それぞれエピアンドロステロンエピエチオコラノロンに変換されます。[187] [188]テストステロンの約3%の小さな部分は、肝臓で17β-HSDによってアンドロステンジオンに可逆的に変換されます。[186]

抱合と17-ケトステロイド経路に加えて、テストステロンは肝臓でCYP3A4CYP3A5CYP2C9CYP2C19、およびCYP2D6を含むシトクロムP450酵素によって水酸化および酸化されることもできる。[189] 6β-ヒドロキシル化と、より少ない程度で16β-ヒドロキシル化が主要な変換である。[189]テストステロンの6β-ヒドロキシル化は主にCYP3A4によって触媒され、より少ない程度でCYP3A5によって触媒され、シトクロムP450を介したテストステロン代謝の75~80%を担っている。[189] 6β-および16β-ヒドロキシテストステロンに加えて、1β-、2α/β-、11β-、および15β-ヒドロキシテストステロンも微量代謝物として生成される。[189] [190] CYP2C9やCYP2C19などの特定のシトクロムP450酵素は、テストステロンのC17位を酸化してアンドロステンジオンを形成することもできる。[189]

テストステロンの直接代謝物のうち2つ、5α-DHTとエストラジオールは生物学的に重要であり、肝臓と肝外組織の両方で生成され得る。[185]テストステロンの約5~7%が5α-還元酵素によって5α-DHTに変換され、5α-DHTの循環レベルはテストステロンの約10%であり、テストステロンの約0.3%がアロマターゼによってエストラジオールに変換される。[5] [185] [191] [192] 5α-還元酵素は、男性生殖器前立腺精嚢精巣上体を含む)、[193] 皮膚毛包[194]に高度に発現しており、アロマターゼは脂肪組織、、脳に高度に発現している。[195] [196] 5α-還元酵素の発現が高い、いわゆるアンドロゲン組織では、テストステロンの90%が5α-DHTに変換されます。[186]また、5α-DHTはテストステロンに比べてARアゴニストとして数倍強力であるため、[197]このような組織ではテストステロンの効果が2~3倍に増強されると推定されています。[198]

レベル

体内の総テストステロン値は、19~39歳の非肥満の欧米男性では264~916 ng/dL(ナノグラム/デシリットル)と報告されている。[199]一方、成人男性の平均テストステロン値は630 ng/dLと報告されている。[200]この値は基準範囲として一般的に使用されているが[201]性腺機能低下症の判定にこの範囲を使用することに異論を唱える医師もいる[202] [203]いくつかの専門医療団体は、一般的に350 ng/dLが最低正常値であると推奨しており[204] 、これは以前の研究結果とも一致している。[205] [一次情報源以外必要] [医学的引用必要]男性のテストステロン値は加齢とともに低下する。[199]女性では、総テストステロンの平均値は32.6 ng/dLと報告されている。[206] [207]高アンドロゲン血症の女性では、総テストステロンの平均値は62.1 ng/dLと報告されています。[206] [207]

男性と女性のテストステロンレベル
総テストステロン
ステージ年齢層女性
価値観SI単位価値観SI単位
幼児早産(26~28週)59~125 ng/dL2.047~4.337 nmol/L5~16 ng/dL0.173~0.555 nmol/L
早産(31~35週)37~198 ng/dL1.284~6.871 nmol/L5~22 ng/dL0.173~0.763 nmol/L
新生児75~400 ng/dL2.602~13.877 nmol/L20~64 ng/dL0.694~2.220 nmol/L
子供1~6歳NDNDNDND
7~9歳0~8 ng/dL0~0.277 nmol/L1~12 ng/dL0.035~0.416 nmol/L
思春期直前3~10 ng/dL *0.104~0.347 nmol/L *<10 ng/dL *<0.347 nmol/L *
思春期10~11歳1~48 ng/dL0.035~1.666 nmol/L2~35 ng/dL0.069~1.214 nmol/L
12~13歳5~619 ng/dL0.173~21.480 nmol/L5~53 ng/dL0.173~1.839 nmol/L
14~15歳100~320 ng/dL3.47~11.10 nmol/L8~41 ng/dL0.278~1.423 nmol/L
16~17歳200~970 ng/dL *6.94~33.66 nmol/L *8~53 ng/dL0.278~1.839 nmol/L
アダルト18歳以上350~1080 ng/dL *12.15~37.48 nmol/L *
20~39歳400~1080 ng/dL13.88~37.48 nmol/L
40~59歳350~890 ng/dL12.15~30.88 nmol/L
60歳以上350~720 ng/dL12.15~24.98 nmol/L
閉経前10~54 ng/dL0.347~1.873 nmol/L
閉経後7~40 ng/dL0.243~1.388 nmol/L
生体利用可能なテストステロン
ステージ年齢層女性
価値観SI単位価値観SI単位
子供1~6歳0.2~1.3 ng/dL0.007~0.045 nmol/L0.2~1.3 ng/dL0.007~0.045 nmol/L
7~9歳0.2~2.3 ng/dL0.007~0.079 nmol/L0.2~4.2 ng/dL0.007~0.146 nmol/L
思春期10~11歳0.2~14.8 ng/dL0.007~0.513 nmol/L0.4~19.3 ng/dL0.014~0.670 nmol/L
12~13歳0.3~232.8 ng/dL0.010~8.082 nmol/L1.1~15.6 ng/dL0.038~0.541 nmol/L
14~15歳7.9~274.5 ng/dL0.274~9.525 nmol/L2.5~18.8 ng/dL0.087~0.652 nmol/L
16~17歳24.1~416.5 ng/dL0.836~14.452 nmol/L2.7~23.8 ng/dL0.094~0.826 nmol/L
アダルト18歳以上NDND
閉経前1.9~22.8 ng/dL0.066~0.791 nmol/L
閉経後1.6~19.1 ng/dL0.055~0.662 nmol/L
遊離テストステロン
ステージ年齢層女性
価値観SI単位価値観SI単位
子供1~6歳0.1~0.6 pg/mL0.3~2.1ピコモル/リットル0.1~0.6 pg/mL0.3~2.1ピコモル/リットル
7~9歳0.1~0.8 pg/mL0.3~2.8ピコモル/リットル0.1~1.6 pg/mL0.3~5.6ピコモル/リットル
思春期10~11歳0.1~5.2 pg/mL0.3~18.0 pmol/L0.1~2.9 pg/mL0.3~10.1ピコモル/リットル
12~13歳0.4~79.6 pg/mL1.4~276.2 pmol/L0.6~5.6 pg/mL2.1~19.4ピコモル/リットル
14~15歳2.7~112.3 pg/mL9.4~389.7 pmol/L1.0~6.2 pg/mL3.5~21.5ピコモル/リットル
16~17歳31.5~159 pg/mL109.3~551.7ピコモル/リットル1.0~8.3 pg/mL3.5~28.8ピコモル/リットル
アダルト18歳以上44~244 pg/mL153~847ピコモル/リットル
閉経前0.8~9.2 pg/mL2.8~31.9ピコモル/リットル
閉経後0.6~6.7 pg/mL2.1~23.2ピコモル/リットル
出典:テンプレートを参照してください。
生涯にわたる男性の総テストステロンレベル
ライフステージタナー段階年齢層平均年齢レベル範囲平均レベル
子供ステージI10歳未満<30 ng/dL5.8 ng/dL
思春期ステージII10~14歳12年<167 ng/dL40 ng/dL
ステージIII12~16歳13~14歳21~719 ng/dL190 ng/dL
ステージIV13~17歳14~15歳25~912 ng/dL370 ng/dL
ステージV13~17歳15年110~975 ng/dL550 ng/dL
アダルト18歳以上250~1,100 ng/dL630 ng/dL
出典: [208] [209] [200] [210] [211]
血液検査の基準範囲。成人男性のテストステロン濃度は中央左の水色で示されている。

測定

血液サンプル中のテストステロンの測定では、異なる分析法を用いると異なる結果が得られる可能性がある。[212] [213]免疫蛍光法では、構造的に類似したステロイドとの交差反応により、血液サンプル中のテストステロン濃度の定量において大きなばらつきが生じ、結果が過大評価される可能性がある。これに対し、液体クロマトグラフィー/タンデム質量分析法はより望ましい。優れた特異性と精度を備えており、この用途にはより適している。[214]

テストステロンの生物学的利用能濃度は、一般的にヴェルミューレン法、より正確には修正ヴェルミューレン法[215] [216]を用いて決定され、この法では性ホルモン結合グロブリンの二量体形態が考慮される。[217]

どちらの方法も、化学平衡を利用して生物学的に利用可能なテストステロンの濃度を導出します。循環血中のテストステロンは、アルブミン(弱く結合)と性ホルモン結合グロブリン(強く結合)という2つの主要な結合パートナーを持っています。これらの方法については、添付の図で詳しく説明しています。

分布

テストステロンは、様々な国や背景を持つ男性の間で、さまざまな程度に高い値や低い値で検出されており、その原因については比較的多様な説明がなされている。[218] [219]

歴史と生産

ノーベル賞受賞者、テストステロンを合成した製薬業界の巨人チバのレオポルド・ルジツカ

アーノルド・アドルフ・ベルトルト(1803–1861)による鶏の去勢と精巣移植に関する初期の研究において、精巣への作用が循環血中分画(現在ではアンドロゲンホルモンの一種と理解されている)と関連付けられた[ 220 ] 。テストステロンの作用に関する研究は、1889年に一時的に飛躍的に発展した。当時パリにいたハーバード大学教授シャルル=エドゥアール・ブラウン=セカール(1817–1894)が、イヌとモルモットの精巣抽出物からなる「若返り薬」を自己皮下注射したのである。彼は『ランセット』誌上で、活力と幸福感が著しく回復したと報告したが、その効果は一時的なものであり[221]、ブラウン=セカールのこの化合物への期待は打ち砕かれた。同僚からの嘲笑に苦しみ、彼はヒトにおけるアンドロゲンのメカニズムと作用に関する研究を断念した。

1927年、シカゴ大学の生理化学教授フレッド・C・コッホは、シカゴの畜産場という牛の精巣の大規模な供給源への容易なアクセスを確立し、その分離物を抽出するという退屈な作業に耐える意志のある学生を募集しました。同年、コッホと彼の学生レミュエル・マギーは、40ポンドの牛の精巣から20mgの物質を抽出し、去勢された雄鶏、豚、ネズミに投与したところ、再び雄性化しました。[222]アムステルダム大学のエルンスト・ラカーのグループは1934年に同様の方法で牛の精巣からテストステロンを精製したが、人間を対象とした本格的な研究を可能にする量のホルモンを動物組織から分離することは、1930年代に3つのヨーロッパの製薬大手、シェリング(ドイツ、ベルリン)、オルガノン(オランダ、オス)、チバが 本格的なステロイドの研究開発プログラムを開始するまで実現不可能であった。

オランダのオルガノングループは、1935年5月の論文「精巣からの結晶性男性ホルモン(テストステロン)について」でこのホルモンを初めて単離した。[223]彼らはこのホルモンをtesticle (精巣)とsterol(ステロール)の語幹、そしてketone(ケトン)の接尾辞からテストステロンと名付けた。この構造は、グダニスク工科大学化学研究所のシェリングアドルフ・ブテナントによって解明された[224] [225]

同年8月、ブテナントとハニッシュはコレステロールからテストステロンの化学合成に成功した。[ 226 ]そのわずか1週間後、チューリッヒのチバグループのレオポルド・ルジツカ(1887–1976) とA・ウェットシュタインはテストステロンの合成を発表した。[227]コレステロールをベースとしたテストステロンのこれらの独立した部分合成により、ブテナントとルジツカは1939年のノーベル化学賞を共同受賞した。[225] [228]テストステロンは17β-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン (C 19 H 28 O 2 ) として同定され、17番目の炭素原子にヒドロキシル基を持つ固体の多環式アルコールであった。これにより、合成されたテストステロンに対してエステル化やアルキル化などの追加修飾が可能であることも明らかになった。

1930年代に豊富で強力なテストステロンエステルが部分合成されたことで、このホルモンの作用が解明され、コチャキアンとマーリン(1936)は、テストステロンがイヌにおいて窒素保持(同化作用の中核となるメカニズム)を高めることを実証しました。その後、アラン・ケニオンのグループ[229]は、類宦官の男性、少年、女性において、テストステロンプロピオネートの同化作用とアンドロゲン作用の両方を実証しました。1930年代初頭から1950年代にかけては「ステロイド化学の黄金時代」と呼ばれ、[230]、この時期の研究は急速に進展しました。[231]

他のアンドロステロイドと同様に、テストステロンは植物性コレステロール(例えば大豆油)の微生物発酵によって工業的に製造されています。2000年代初頭、ステロイド市場は約100万トン、市場規模は100億ドルに達し、抗生物質に次ぐ世界第2位のバイオ医薬品市場となりました。[232]

その他の種

テストステロンはほとんどの脊椎動物に認められる。テストステロンと古典的な核アンドロゲン受容体は、顎口類(有顎脊椎動物)で初めて出現した。 [233] ヤツメウナギなどの無顎類(無顎脊椎動​​物)はテストステロンを産生せず、代わりにアンドロステンジオンを男性性ホルモンとして用いる。[234] 魚類は11-ケトテストステロンと呼ばれるわずかに異なる形態のテストステロンを産生する[235]昆虫における対応する物質はエクジソンである。[236]これらの普遍的なステロイドが幅広い動物種に存在することは、性ホルモンが古代の進化の歴史を持っていることを示唆している。[237]

参照

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さらに読む

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