性ホルモンと環境汚染化学物質が免疫の発達に及ぼす影響 その2 2003/1/1:2004/2/16改定
アレルギー反応の2つのタイプ
アレルギー反応は、マクロファージや細胞障害性T細胞、キラー細胞が中心となって働くTh1反応(Tリンパ細胞のヘルパー機能1型反応)と、抗体産生が中心となるTh2反応( Tリンパ細胞のヘルパー機能2型反応)がお互いを抑制し合いながら働いています。免疫が発達するときも、これらの反応が絡み合いながら正常な免疫機能ができあがっていきます。
胎児期には胎盤を通過することができる化学物質からの影響を、出生後には食品中に含まれる性ホルモンと化学物質の影響を受けながら子供たちは発達していきます。
性ホルモンが免疫に与える影響
女性ホルモンは卵胞ホルモンであるエストロゲン(エストラジオール、エストロン、エストリオール)と黄体ホルモンであるプロゲステロンがあります。男性ホルモンにはテストステロンやテストステロンが代謝されてできるジハイドロテストステロンがあります。これらの性ホルモンは、免疫の状態や体の成長を制御しています。
エストロゲンは思春期前の女児や、思春期初期の男児では微量が分泌され、Th1反応を促進させています。また、微量のエストロゲンは骨格の成長を促しています。思春期になり多量に分泌され始めると、Th1は抑制されます。プロゲステロンはTh2を活性化させ、IL-4を増加させます。女児の場合、多量のエストロゲンが分泌されると生理が始まり、身長の伸びが停止します。男児でも身長の伸び率が最大になるころから、エストロゲン分泌が急激に増加して身長の伸び率が低下します。
男性ホルモンであるテストステロン(活性型はジハイドロテストステロン)は男児の思春期初期から分泌が徐々に増加し、Th1反応もTh2反応も抑制します。IFNγ抑制によって細胞性免疫が低下し(Th1低下)、IL-4抑制によって抗体の産生が低下、IL-5抑制によって好酸球の活性が低下し(Th2低下)、アレルギー反応全体を抑えこみます。
乳製品や卵製品、肉(とくに牛肉)に含まれる女性ホルモンは免疫の状態に影響し、アレルギー性疾患の悪化を引き起こしている可能性があります(10、11、12)。
プロゲステロンは乳脂肪(とくに、バター、乳クリームやチーズ)、卵、牛肉(とくに、雌牛の脂肪)に多く含まれます。
エストラジオールはダチョウの脂肪や卵、牛乳、牛肉(とくに、子牛)に多く含まれます。
エストロンは乳製品(とくに、バター)、卵、牛肉に多く含まれます。
豚肉には女性ホルモンの含有が少なく、これがアレルギー児はアレルギーを悪化させずに豚肉を食べることができる理由と思われます。
食品中のプロゲステロン濃度(Th2反応、IL-4を活性化させる)
食品中のエストラジオール濃度(微量でTh1を活性化させ、多量でTh1を抑制する)
食品中のエストロン濃度(微量でTh1を活性化させ、多量でTh1を抑制する)
胎児期
妊娠中は、母体から多量の女性ホルモンが分泌されます。プロゲステロンによってTh2反応が活性化され、多量のエストロゲンによってTh1が抑制されて、母親の細胞性免疫から胎児を守ります。母体から分泌された性ホルモンや母親が食べた食品中の性ホルモンのうち、性ホルモン結合蛋白と結合した性ホルモンは胎盤を通過できませんが、遊離型のホルモンは胎盤を通過します。しかし、胎児のαフェト蛋白によって女性ホルモンの働きは抑制されます。さらに、母親が食品から摂取した女性ホルモン量は母親が自ら産生する女性ホルモン量に比べてはるかに少ないため、胎児への影響は少ないと思われます。ダイオキシン、PCB、pp'−DDEなど有機塩素系化合物、ビスフェノールA、ディーゼル排気ガスなどの化学物質によって免疫の発達が障害されますが、これらの化学物質は胎盤を通過し、胎児に影響します。
乳児期
子供たちは、母体の胎児を保護する免疫(Th1低下、Th2亢進)の影響を受けているため、Th1反応が低下し、Th2反応が亢進した状態で生まれます。生後、Th1は活性化され、Th2が抑えられて正常な免疫の発達が起こりますが、アレルギー児はTh1の発達が遅れ、Th2が徐々に亢進していきます。生後、3ヶ月までに環境や食品、環境中の微生物、腸内細菌の影響を受けて、免疫発達の方向が決定されるといわれています。アレルギー児はTh1とTh2のバランスを調節する能力がうまく育っていきません。
母乳栄養の場合、母親由来の微量エストロゲンによってTh1が活性化され、微量のプロゲステロンでTh2が活性化、プロラクチンによって免疫全般が活性化され免疫の発達が起きます。アレルギー児の場合は、Th1とTh2バランスの調節がうまくできず、多くの例でTh2亢進状態になってしまいます。そのため、IgE抗体陽性の即時型アレルギー(気管支喘息・アトピー性皮膚炎)を発病します。
人工ミルク(牛乳中の蛋白質を加水分解せずに、そのまま使用した人工乳)は、牛脂中に含まれる脂溶性のプロゲステロンが除かれ、少量のエストロゲンが残っているためTh1反応が亢進します。少量のエストロゲンによって骨格が発達し、体が大きくなります。Th1活性化によって、IgE産生は低下しますが(13)、扁桃腺肥大、体の浮腫、IgE陰性の非即時型気管支喘息・アトピー性皮膚炎などを起こします。
また、乳児期にはエストロゲン様の作用を有する化学物質(ビスフェノールA、ノニルフェノールなど)や抗男性ホルモン作用を有する化学物質(リニュロン、ビンクロゾリン、プロサイミディン、p,p'-DDE、フェニトロチオン、パラチオン、メチルパラチオンなど)によって免疫は揺さぶられます。
幼児期〜思春期前
女児は思春期前に、自然に分泌される少量のエストロゲンによって体が大きくなります。男児は女児に比べると極微量のエストロゲンしかないため、体の成長は女児に比べて遅れます。
牛乳製品や卵製品、牛肉には少量のエストロゲンが含まれるためTh1反応が活性化され、乳脂肪や卵、牛脂中に含まれる多量のプロゲステロンによってTh2反応が活性化されてIL-4が増加し、アレルギー性疾患が悪化します。この影響は、本来なら女性ホルモンが少ないはずの男児に影響が強くでます。また、本来少ないはずのエストロゲンが男児で多くなるため体の異常な発育が起きます(本来は思春期前は女児よりも体が小さいはずの男児が女児並に体が大きくなる)。性腺機能の発達も影響を受けているはずです。女児では過剰となったエストロゲンによって、初潮が早期化し、身長の伸びが早期に停止すると考えられます。
思春期
女児は多量のエストロゲンで生理が始まり、Th1反応(INFγ)が抑制されますが、プロゲステロンによってIL-4(Th2反応)が活性化されて、アレルギーを起こしやすい状態が持続します。多量のエストロゲンによって骨の発育が止まり身長は伸びなくなります。
男児は思春期初期に微量のエストロゲン分泌が始まり、成長ホルモンの影響も重なって体は急激に大きくなり、女児を追い抜きます。男性ホルモン(ジハイドロテストステロン)によってTh1反応(INFγ)、Th2反応(IL-4、IL-5)が抑制されてアレルギーを起こしにくくなります。
正常な男児の性ホルモン分泌は次のように発達していきます(14)。
身長の伸びる速度(成長速度)が最大になる約1-2年前からテストステロンとエストラジオールの血液中濃度が上昇します。テストステロンは徐々に増加し、成長速度が最大になった約3年後に最大値に近くなります。成長速度が最大になるとエストラジオールの濃度が急激に上昇し、約3年後に最大値となります。
成長ホルモンの分泌は、成長速度と同様に変化します。
最大成長速度前の微量のエストラジオールと成長ホルモンは体の成長を促進させ、多目のエストラジオールと成長ホルモンの低下は成長速度を減少させます。微量のエストラジオールと成長ホルモンはTh1反応を亢進させ、多目のエストラジオールと成長ホルモンの低下はTh1反応を低下させて、Th2反応を活発にさせますが、テストステロンの分泌増加はその代謝物であるジハイドロテストステロンを増加させ、ジハイドロテストステロンはTh1反応、Th2反応をともに抑制して、アレルギーを起こしにくい体を作り出します。
成長ホルモンは免疫全般を賦活化させ発達させます。
この時期に食品中に含まれる性ホルモンは急激に変化する免疫系を激しく揺さぶる可能性があります。
牛乳製品や卵製品・獣肉製品(とくに牛肉)に含まれるエストロゲン(Th1反応亢進)とプロゲステロン(Th2反応亢進、IL-4産生増加)によって免疫は賦活化され、女性ホルモンが少ないはずの男児に影響が強く出ます。
思春期初期から身長の伸びが最大になる時期にかけて、微量のエストロゲン(おそらくプロゲステロンも増加する)と成長ホルモンの影響で免疫が活性化されるため、アレルギーが悪化することがあります。実際、この時期には、一度おさまっていたアレルギーが再燃し、アナフィラキシー(男児に多く、運動誘発性アナフィラキシーを起こす多く、男児では重症例が多い)や気管支喘息(男児で多い、女児では重症例がいる)を起こすことがあります。
思春期以後
女性は一般的に男性に比べて、Th1もTh2も亢進した状態にあります(15)。多量のエストロゲン、プロゲステロンによってTh1反応(IFNγ)が低下し、Th2反応(IL-4など)が亢進します。また、性周期によってアレルギーの状態は変化します。
男性はジハイドロテストステロンによってTh1反応は抑制され、Th2反応も抑制された状態が常に続きます。この状態は性ホルモンの分泌が盛んな40歳ごろまで維持されます。40歳を過ぎて性ホルモン分泌が低下してくると、Th1とTh2は亢進状態になり、アレルギーは再び起こしやすくなります。成人男性のアレルギー性疾患を有する人では、男性ホルモンの影響で抑制されるはずの免疫が、思春期に受けた食品中に含まれる女性ホルモンや化学物質の影響で女性化し、アレルギー反応が悪化している可能性があります。
思春期以後、成人では、アナフィラキシーなどアレルギー性疾患や自己免疫疾患は女性に多くみられるようになります。IgE高値の成人型アトピー性皮膚炎は男性に多く見られます。
妊娠中
多量のエストロゲンによってTh1反応は抑制され、プロゲステロンによってTh2反応が活性化されます。また、多量のエストロゲンがIL-10を増加させて炎症反応を抑制します。したがって、Th2亢進によるアレルギー性疾患は妊娠中に悪化し、Th1亢進による疾患は妊娠中に改善します。産後、女性ホルモンの分泌が低下すると、妊娠以前の状態の戻り、アレルギー性疾患は妊娠前の状態に戻ります。
正常なホルモンの働きと環境ホルモンが起こすホルモン作用の違い
乳製品や卵、肉に含まれる女性ホルモンの作用は、男性とくに成長発達過程の男児に強く影響する可能性があります。しかし、この作用は男性だけにはとどまりません。思春期前の女児も同様の影響を受けます。
体内の正常なホルモンは、必要なときに必要な作用が生じる量だけが分泌されて存在し、必要がなくなると分泌が止まります。ところが、環境ホルモンは、必要でないときも必要以上の作用を起こす量が存在し、必要がなくなってもなくなりません。そのため、さまざまな有害な事象が起こります。
男性の場合は、免疫の女性化や、精巣癌、前立腺癌(
http://www.eps1.comlink.ne.jp/~mayus)、不妊などが、女性の場合は、生理開始の早期化、子宮内膜症、不妊、自己免疫疾患(SLE、シェーグレン症候群、関節リウマチ、多発性硬化症など)、乳がんなどの性ホルモンに関係する疾患の頻度や重症度に影響すると思われます。
文献
1)Gilmore W, Weiner LP, Correale J: Effect of estradiol on cytokine secretion by proteolipid protein-specific T cell clones isolated from multiple sclerosis patients and normal control subjects. J Immunol158(1):446-51, 1997
2)Salem ML, Matsuzaki G, Kishihara K, Madkour GA, Nomoto K. :beta-estradiol suppresses T cell-mediated delayed-type hypersensitivity through suppression of antigen-presenting cell function and Th1 induction. Int Arch Allergy Immunol 121(2):161-9, 2000
3)Piccinni MP, Giudizi MG, Biagiotti R, Beloni L, Giannarini L, Sampognaro S, Parronchi P, Manetti R, Annunziato F, Livi C, et al: Progesterone favors the development of human T helper cells producing Th2-type cytokines and promotes both IL-4 production and membrane CD30 expression in established Th1 cell clones. J Immunol 155(1):128-33, 1995
4)Hellings PW, Vandekerckhove P, Claeys R, Billen J, Kasran A, Ceuppens JL.: Progesterone increases airway eosinophilia and hyper-responsiveness in a murine model of allergic asthma. Clin Exp Allergy. 33(10): 1457-63. 2003
5)Vermeulen M, Pazos P, Lanari C, Molinolo A, Gamberale R, Geffner JR, Giordano M.: Medroxyprogesterone acetate enhances in vivo and in vitro antibody production.Immunology. 104(1): 80-6. 2001
6)Szekeres-Bartho J, Wegmann TG.:A progesterone-dependent immunomodulatory protein alters the Th1/Th2 balance. J Reprod Immunol. 31:81-95. 1996
7)Miyaura H, Iwata M.: Direct and indirect inhibition of Th1 development by progesterone and glucocorticoids. J Immunol. 168:1087-94. 2002
8)Araneo BA, Dowell T, Diegel M, Daynes RA : Dihydrotestosterone exerts a depressive influence on the production of interleukin-4 (IL-4), IL-5, and gamma-interferon, but not IL-2 by activated murine T cells. Blood 78(3):688-99, 1991
9)Caroline C. Whitacre, Stephen C. Reingold, Patricia A. O'Looney, and
the Task Force on Gender, Multiple Sclerosis and Autoimmunity: A Gender
Gap in Autoimmunity
(http://www.sciencemag.org/feature/data/983519.shl#ref185)
10)Hartmann S, Lacrn M, Steinhart H: Natural occurrence of steroid hormones
in food. Food chemistry 62:7-20, 1998
11)秦立強, 王培玉, ガンマ・ダバサンブ, 徐加英, 李湘鳴, 佐藤章夫 (山梨医大 第一保健):EIAによる牛乳中プロゲステロンの測定.日本衛生学雑誌57:399、2002
12)秦立強, ダバサンブ ガンマ, 王培玉, 李湘鳴, 金子誉, 佐藤章夫 (山梨医大 第一保健):日本の市販牛乳と伝統的なモンゴル牛乳中のエストロゲン濃度の比較.日本衛生学雑誌57:398、2002
13)関根裕司、木村光明、山出晶子、鶴田悟、岡藤郁夫、吉田隆実:人工乳のIgE抗体産生抑制作用.日本小児科学会雑誌106:360-367、2002
14)
Klein KO, Martha PM Jr,
Blizzard RM, Herbst T, Rogol AD : A Longitudinal Assessment of Hormonal and Physical Alterations during Normal Puberty in Boys II. Estrogen Levels as Determined by an Ultrasensitive Bioassay. J Clin Endcrinol Metab 81:3203-3207, 1996
15)Weinstein Y, Ran S, Segal S: Sex-associated differences in the regulation
of immune responses controlled by the MHC of the mouse. J Immunol 132(2):656-61,
1984