血糖調節とは？インスリンとグルカゴンの働き

食後には血液中のグルコースが増え、空腹時や運動時には使われます。それでも血糖濃度が大きく外れない理由を、インスリンと血糖濃度を上げる三つのホルモン、肝臓でのグリコーゲン分解・糖新生のつながりから整理します。

この記事でわかること

まず結論｜食後は下げる調節、空腹時は上げる調節が働く

血糖は、血液中のグルコース

血液中のグルコースを血糖といい、その濃度を血糖濃度（血糖値）といいます。健康なヒトの血糖濃度は、食事や運動によって変化しながらも、およそ0.1％前後の一定範囲に保たれています。

「一定」とは、いつ測っても同じ値という意味ではありません。食後には上昇し、その後は調節によってもとの範囲へ近づきます。空腹時や運動時には低下する方向へ変化しますが、血液へグルコースを補う調節が働きます。

グリコーゲンは、グルコースが多数つながった物質です。食後に余ったグルコースの一部は、肝臓や筋肉でグリコーゲンとして蓄えられます。血糖濃度が低いときには、肝臓のグリコーゲンが分解され、できたグルコースが血液中へ放出されます。

資料の「相対値」は、変化を比べるための値

教科書や入試問題では、血糖濃度やホルモン濃度を相対値で示すことがあります。相対値とは、ある時点や基準の値を1や100などに置き換え、そこから何倍・何％に変化したかを表した値です。実際の濃度の単位そのものではありません。

図1では、食後にインスリン濃度が上がり、その後に血糖濃度がもとの範囲へ近づいています。一方、グルカゴン濃度は食後に下がり、時間がたつと回復しています。まずグラフからこの関係を読み、そのあとで各ホルモンの働きと結び付けます。

食後｜B細胞からインスリンが分泌される

食物中の炭水化物が消化・吸収されると、グルコースが血液中へ入り、血糖濃度が高くなります。すい臓のランゲルハンス島にあるB細胞は、その上昇を感知してインスリンを分泌します。

インスリンは、次の働きを促進して血糖濃度を下げます。

• 細胞へのグルコースの取り込み
• 細胞内でのグルコースの消費
• 肝臓や筋肉で、グルコースからグリコーゲンを合成すること

空腹時・運動時｜A細胞からグルカゴンが分泌される

食事から時間がたったときや運動でグルコースが使われたときには、血糖濃度が低下する方向へ変化します。ランゲルハンス島のA細胞はその低下を感知し、グルカゴンを分泌します。

グルカゴンは肝臓に作用し、グリコーゲンをグルコースへ分解する反応を促進します。できたグルコースが血液中へ放出されるため、血糖濃度は上がり、もとの範囲へ近づきます。

血糖濃度が低いとき｜代表的な三つの経路が働く

血糖濃度を上げる調節には複数の経路があります。すい臓のA細胞が血糖濃度の低下を直接感知するほか、間脳の視床下部から始まる神経・ホルモンの経路も働きます。

経路1｜グルカゴン

A細胞から分泌されたグルカゴンは、主に肝臓でグリコーゲンの分解を促します。また、視床下部からの交感神経もA細胞に働き、グルカゴンの分泌を促します。

経路2｜アドレナリン

視床下部から交感神経を介して副腎髄質が刺激されると、アドレナリンが分泌されます。アドレナリンも主に肝臓でグリコーゲンの分解を促し、血糖濃度を上げる方向に働きます。

経路3｜糖質コルチコイド

視床下部から放出ホルモンが分泌されると、脳下垂体前葉から副腎皮質刺激ホルモンが分泌されます。それを受けて副腎皮質から糖質コルチコイドが分泌され、主に肝臓で糖新生を促します。

糖新生とは、主に肝臓で、タンパク質などから生じた物質を材料にグルコースを新たに合成する反応です。すでに蓄えてあるグリコーゲンをグルコースへ分解する反応とは区別します。

一方、血糖濃度が高いときには、B細胞が直接変化を感知する経路に加え、視床下部から副交感神経を介してインスリン分泌を促す経路も関わります。食後も空腹時も、すい臓だけで独立して調節しているのではありません。

血糖調節も、変化を打ち消すしくみ

食後に血糖濃度が上がると下げる調節が働き、空腹時に下がると上げる調節が働きます。どちらも最初の変化を打ち消し、一定範囲へ近づける調節です。これは恒常性を保つ負のフィードバックの考え方に合います。

ただし、チロキシンの例のように「最終ホルモンが上流の内分泌腺を直接抑える」一つの矢印だけで覚えるのではなく、血糖濃度という調節対象の変化を中心に、すい臓・肝臓・自律神経・視床下部・脳下垂体・副腎と複数のホルモンをつなげて考えます。

確認問題

共通テストを意識したオリジナル問題です。知識だけで曲線を決めず、まず資料に示された増減と時間順序を読みましょう。

問1　食事前後の資料を読む

健康な人について、食事直前を100とした相対値を示します。

小問A：X・Yの組合せとして最も適切なものを選んでください。

1. Xはインスリン、Yはグルカゴン
2. Xはグルカゴン、Yはインスリン
3. X・Yともインスリン
4. X・Yともグルカゴン

小問B：食後30分の値から直接いえることとして最も適切なものを選んでください。

1. 血液中には、Xがグルコースの約1.6倍の質量で含まれる。
2. 食事直前と比べ、血糖濃度は1.35倍、Xの濃度は2.2倍になった。
3. Xの濃度の実測値は220mg/dLである。
4. 血糖濃度とXの濃度は同じ単位で測定された。

問2　インスリンの働きを選ぶ

食後に血糖濃度が高くなったときの流れとして最も適切なものを選んでください。

1. A細胞→グルカゴン→肝臓でグリコーゲン分解→血糖濃度低下
2. B細胞→インスリン→細胞への取り込みとグリコーゲン合成→血糖濃度低下
3. B細胞→インスリン→肝臓からグルコース放出→血糖濃度上昇
4. 副腎髄質→インスリン→すべての細胞で同じ反応→血糖濃度低下

問3　分泌部位と肝臓の反応を対応させる

血糖濃度が低くなったときに働く三つの経路を、次の資料にまとめました。

X・Y・Zの組合せとして最も適切なものを選んでください。

1. X＝グルカゴン、Y＝グリコーゲン分解、Z＝糖質コルチコイド
2. X＝グルカゴン、Y＝糖新生、Z＝アドレナリン
3. X＝インスリン、Y＝グリコーゲン分解、Z＝糖質コルチコイド
4. X＝インスリン、Y＝糖新生、Z＝アドレナリン

問4　実験結果からインスリンの作用を考える

同じ量の食事をした2群を比べると、P群では食後にインスリン濃度が上昇し、2時間後には血糖濃度が食事前に近づきました。Q群ではインスリン濃度の上昇が小さく、2時間後も血糖濃度が高いままでした。資料から考えられることとして最も適切なものを選んでください。

1. インスリン濃度の上昇は、血糖濃度を下げる調節に関係すると考えられる。
2. インスリンは血糖濃度を上げる唯一のホルモンである。
3. Q群ではグルコースがまったく吸収されなかった。
4. この一回の資料だけで、Q群の病名や原因を一つに確定できる。

問5　経路の一部が働かない場合を考える

血糖濃度が低くなっても、脳下垂体前葉から副腎皮質刺激ホルモンを十分に分泌できない個体を考えます。ほかの器官には異常がないとき、起こりやすい変化として最も適切なものを選んでください。

1. 糖質コルチコイドの分泌と糖新生の促進が弱まるが、グルカゴンとアドレナリンの経路は働きうる。
2. 副腎髄質からのアドレナリン分泌だけが弱まり、糖質コルチコイド分泌は変わらない。
3. すい臓B細胞からのインスリン分泌が増え、すべての血糖上昇経路が止まる。
4. 肝臓のグリコーゲン分解だけが完全に止まり、糖新生は強まる。

まとめ

Plus｜筋肉のグリコーゲンと肝臓のグリコーゲン

参考資料

• 文部科学省『高等学校学習指導要領解説 理科編・理数編』：血糖濃度とインスリン濃度の資料から関係を見いだし、自律神経系と内分泌系の協調を理解する学習内容を確認。
• 文部科学省「令和8年度高等学校卒業程度認定試験 生物基礎」：現行範囲で求められる血糖調節の知識と資料読解の水準を確認。
• 数研出版『改訂版 高等学校 生物基礎』公式ダイジェスト：血糖・グリコーゲン、インスリン、グルカゴン、糖質コルチコイドと肝臓の応答の扱いを確認。
• 文部科学省「教科書編修趣意書 高等学校 生物基礎」：食事前後の血糖濃度・インスリン濃度・グルカゴン濃度の比較、自律神経とホルモンの協調を重視する構成を確認。
• 大学入試センター「過去3年分の試験問題」：血糖調節で経時変化や実験条件を読む形式を確認。
• 大学入試センター「問題評価・分析委員会報告書」：知識を先に当てはめすぎず、資料から直接読める変化を根拠にする観点を確認。確認問題は当サイト独自に作成。

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