본문내용
1. 내분비계통과 호르몬
1.1. 내분비계통의 정의
내분비기관은 우리 몸의 내부로 호르몬을 분비하는 신체기관들을 총칭한다. 크게 뇌하수체, 솔방울샘, 갑상샘, 부갑상샘, 이자(췌장), 부신, 생식샘을 포함한다. 이러한 신체기관에서 호르몬을 혈액 내로 분비하면 호르몬이 혈액을 타고 목표 장기로 이동하여 작용한다. 호르몬은 신체의 성장과 발달, 대사 및 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 담당한다.
1.2. 호르몬
호르몬은 내분비선에 의해 분비되는 화학적 전달물질로써, 표적기관의 세포에 작용하여 대사를 조절하고 외부의 변화에 적절하게 대응하게 하는 역할을 한다. 내분비선에 의해 분비되는 호르몬은 구조의 차이에 따라 아미노산 유도체, 펩티드호르몬, 지질 유도체의 세 종류로 분류된다. 호르몬은 표적세포의 표면이나 내부에 있는 특정한 수용체와 결합하여, 세포막 투과성을 바꾸거나, 주요 효소를 활성화 또는 비활성화 시키며, 유전자의 활성을 변화시켜 세포의 활동에 변화를 준다. 이를 통해 호르몬은 대사 기능 조절, 성장 및 발생, 정신 및 신경발육, 생식과 소화작용, 항상성 유지와 같은 신체의 중요한 기능을 담당한다."
1.3. 뇌하수체
뇌하수체는 두 개의 엽으로 이루어진, 아홉 가지 펩티드호르몬을 분비하는 내분기기관이다. 달걀 모양의 작은 분비샘인 뇌하수체는, 머리뼈 안의 나비뼈 안에 있는 안장 안에 들어있다. 뚜렷이 구분되는 앞엽과 뒤엽이 합쳐져서 뇌하수체를 이루고 있다.
앞엽에서 분비되는 호르몬은 갑상샘자극호르몬(TSH), 부신겉질자극호르몬(ACTH), 난포자극호르몬(FSH), 황체형성호르몬(LH), 프로락틴(PRL), 성장호르몬(GH), 멜라닌세포자극호르몬(MSH)이 있다. 이 호르몬들은 각각 갑상샘, 부신겉질, 난포, 황체, 젖샘, 전신 세포 등의 표적기관에 작용한다.
뒤엽에서는 항이뇨호르몬(ADH)과 옥시토신이 분비된다. 항이뇨호르몬은 신장에서 물의 배출을 감소시키고, 옥시토신은 출산 시 자궁 수축을 일으키고 젖 분비를 자극한다.
뇌하수체 호르몬은 시상하부에서 분비되는 방출호르몬의 자극을 받아 분비가 조절된다. 예를 들어 갑상샘자극호르몬(TSH)은 시상하부의 갑상샘자극호르몬분비호르몬(TRH)의 자극을 받아 분비되고, 부신겉질자극호르몬(ACTH)은 코르티코트로핀분비호르몬(CRH)의 자극을 받아 분비된다. 이처럼 시상하부-뇌하수체 축은 내분비계의 중추적 조절 기능을 담당한다.뇌하수체는 몇 가지 중요한 특징을 가지고 있다. 먼저, 뇌하수체는 아교질섬으로도 불리는데 이는 여러 분비 세포가 조밀하게 뭉쳐 있기 때문이다. 뇌하수체 앞엽은 내분비 세포가 풍부한 모세혈관 그물에 둘러싸여 있어 호르몬을 효과적으로 분비할 수 있다.
또한 뇌하수체는 시상하부의 직접적인 영향을 받아 호르몬 분비가 조절된다. 시상하부의 신경분비세포에서 분비되는 방출호르몬들이 뇌하수체 문맥계를 통해 전달되어 앞엽 세포들의 호르몬 분비를 자극한다. 이처럼 시상하부-뇌하수체 축은 내분비계의 중추적 조절 기능을 담당한다.
뇌하수체 호르몬은 다른 내분비선의 호르몬 분비를 조절하는 특징을 가지고 있다. 예를 들어 갑상샘자극호르몬(TSH)은 갑상샘에서, 부신겉질자극호르몬(ACTH)은 부신겉질에서, 생식샘자극호르몬(FSH, LH)은 생식샘에서 각각 호르몬 분비를 자극한다. 이처럼 뇌하수체 호르몬은 다른 내분비선의 호르몬 분비를 조절하는 상위 호르몬의 역할을 한다.
한편, 뇌하수체는 전엽과 후엽으로 구분된다. 전엽에서는 TSH, ACTH, FSH, LH, PRL, GH, MSH 등의 호르몬이 분비되고, 후엽에서는 ADH와 옥시토신이 분비된다. 이처럼 뇌하수체는 다양한 호르몬을 분비하여 성장, 대사, 생식, 삼투압 조절 등 신체의 중요한 생리적 기능을 조절한다.
1.4. 갑상샘
갑상샘(Thyroid gland)은 목 앞쪽에 있는 내분비선으로, 티록신(Thyroxine, T₄)과 삼요오드티로닌(Triiodothyronine, T₃)을 분비하여 세포대사를 조절하는 중요한 기능을 한다.
갑상샘은 크게 소포세포와 C세포로 구성된다. 소포세포는 티록신(T₄)과 트리요오도티로닌(T₃)을 생성하여 분비하고, C세포는 칼시토닌(Calcitonin, CT)을 분비한다.
소포세포에서 생성되는 티록신(T₄)과 트리요오도티로닌(T₃)은 대부분의 세포에 작용하여 세포대사를 촉진하고 열 발생을 증가시킨다. 이들 갑상샘 호르몬은 세포막을 통과하여 세포 내의 핵과 미토콘드리아에 있는 수용체에 결합함으로써 작용한다. 이를 통해 유전자 발현을 조절하고 단백질 합성을 촉진하여 탄수화물, 지방, 단백질의 대사를 활성화시킨다.
한편, C세포에서 분비되는 칼시토닌은 체액의 칼슘 농도 조절에 관여한다. 칼시토닌은 뼈에 작용하여 칼슘의 침착을 촉진하고 콩팥에 작용하여 칼슘의 배설을 증가시킴으로써 혈중 칼슘 농도를 감소시킨다. 이는 칼슘이온이 세포막을 통과하는 것을 억제하여 이온의 농도 균형을 유지하는 데 도움을 준다.
따라서 갑상샘은 신체의 성장과 대사에 필수적인 호르몬을 분비하는 중요한 내분비기관이라고 할 수 있다.갑상샘 호르몬의 분비와 작용을 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
1. 티록신(Thyroxine, T₄)과 트리요오도티로닌(Triiodothyronine, T₃)
- 티록신(T₄)은 요오드 4개가 결합한 호르몬으로, 갑상샘 호르몬의 약 90%를 차지한다.
- 트리요오도티로닌(T₃)은 요오드 3개가 결합한 호르몬으로, T₄보다 그 효능이 더 강하다.
- T₄와 T₃는 세포막을 쉽게 통과하여 대부분의 세포에 작용한다.
- 세포 내에서 이들 호르몬은 미토콘드리아와 핵에 있는 수용체와 결합하여 ATP 생성 증가, 유전자 발현 조절 등을 통해 세포대사를 촉진한다.
2. 칼시토닌(Calcitonin, CT)
- 갑상샘의 C세포(소포곁세포)에서 분비된다.
- 혈액 내 칼슘 이온 농도가 높아지면 분비가 촉진된다.
- 뼈에서 칼슘의 방출을 억제하고 콩팥에서의 칼슘 배설을 증가시켜 혈중 칼슘 농도를 낮춘다.
- 성장기 어린이와 임산부에서 중요한 역할을 한다.
이처럼 갑상샘은 티록신, 트리요오도티로닌, 칼시토닌 등의 호르몬을 분비하여 세포대사 조절, 열 발생 증가, 칼슘 농도 조절 등 신체 전반의 항상성 유지에 핵심적인 역할을 담당한다.
1.5. 부신
부신은 콩팥의 위 모서리에 얹혀있다. 부신은 각각 두 부분으로 되어 있는데, 부신겉질과 부신속질이다.
부신겉질에서는 20여 가지의 스테로이드호르몬이 만들어지는데, 이들을 합해서 부신겉질스테로이드(adrenocortical steroid)라고 부른다. 이 겉질스테로이드는 생명을 유지하는데 반드시 필요하다. 부신겉질은 뚜렷하게 구분되는 3층의 조직이 있는데, 각 층은 특정한 스테로이드호르몬을 합성한다. 바깥층은 광물코르티코이드(mineralocorticoid), 가운데층은 글루코르티코이드(glucocorticoid), 안쪽층은 안드로겐(androgen)을 생성한다.
광물코르티코이드는 체액의 전해질 성분에 영향을 주는데, 주로 알도스테론(Aldosterone)으로서 몸에서 배출되는 액체(소변, 땀, 침, 소화액)의 이온 성분을 조절하는 세포에 작용하여, 나트륨 이온의 손실을 막아 나트륨을 보존하고 칼륨 이온을 배출하도록 도와준다.
글루코르티코이드라고 부르는 스테로이드호르몬은 포도당 대사에 영향을 준다. 주로 cortisol(코티솔), corticosterone(코르티코스테론), cortisone(코티손)이 중요한 영향을 끼친다. Glucorticoid는 ACTH(부신겉질자극호르몬)의 자극을 받아 분비되며, 음성되먹임조절(Negative feedback)으로 조절된다. 이 호르몬은 특히 간에서 포도당과 글리코겐의 합성을 증가시킨다.
부신속질에는 두 종류의 분비세포가 있는데, 하나는 에피네프린(epinephrine, E 또는 아드레날린, adrenaline) 다른 것은 노르에피네프린(Norepinephrine, NE)이다. 에피네프린은 부산속질에서 분비되는 호르몬의 약 70~80%를 차지하며, 이 두 호르몬은 대부분의 세포를 표적기관으로 둔다. 이 호르몬은 심장 기능을 강화시키고 글리코겐의 분해를 증가시키며, 혈당을 상승시키는 작용을 한다.
1.6. 솔방울샘
솔방울샘(pineal gland)은 셋째 뇌실 천장의 뒷부분에 있다. 여기에는 신경세포와 신경아교세포, 멜라토닌 호르몬(Melatonin)을 합성하는 분비세포가 있다. 멜라토닌은 사람을 포함한 일부 포유동물에서 몇 가지 작용을 한다. 첫째, 멜라토닌은 생식기능의 억제: 사람을 포함한 일부 포유동물에서는 멜라토닌이 정자와 난자, 생식기관의 성숙을 지연시킨다. 때문에 사춘기에는 혈중 멜라토닌의 농도가 감소하여 생식기관의 성숙이 빠르게 진행된다. 둘째, 멜라토닌의 항산화작용으로 알려져 있다. 셋째, 낮과 밤의 행동주기의 확립에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 이처럼 솔방울샘에서 분비되는 멜라토닌은 생물학적 리듬을 조절하는데 중요한 역할을 담당한다.
1.7. 이자
이자는 위와 작은창자의 첫부분이 고리처럼 구부러지면서 이어지는 부위에 위치하고 있다. 이자는 가느다랗고 밝은 빛깔의 기관으로, 외분비세포와 내분비세포를 모두 가지고 있다. 이자의 내분비세포 중 알파세포(alpha cell)에서는 혈중 포도당 농도가 내려가면 글루카곤(glucagon)을 분비하고, 베타세포(beta cell)에서는 혈중 포도당 농도가 올라가면 인슐린(insulin)을 분비한다. 즉, 이자는 혈당 조절에 중요한 역할을 담당하고 있다. 인슐린은 포도당이 세포 내로 유입되어 대사되도록 하여 혈당을 낮추는 반면, 글루카곤은 간에서 포도당 생성을 촉진하여 혈당을 높이는 작용을 한다. 따라서 이자는 체내 혈당 항상성 유지에 필수적인 내분비 기관인 것이다.
1.8. 기타 내분비기관
창자, 신장, 심장, 가슴샘, 생식샘, 지방조직 등도 내분비기관의 일부를 담당하고 있다.
(1) 창자(Intestine): 창자는 영양소의 흡수를 담당하며, 소화계통의 활동을 조절하는 다양한 호르몬을 분비한다.
(2) 신장(kidney): 신장에서는 칼시트리올, 적혈구생성소, 레닌이 분비된다.
a. 칼시트리올(Calcitriol): 부갑상샘호르몬(parathyroid hormone, PTH)의 자극을 받아 콩팥에서 분비된다.
b. 적혈구생성소(Erythropoietin, EPO): 콩팥조직의 산소 농도가 낮아질 때 콩팥에서 분비된다.
c. 레닌(renin): 혈액량이 줄거나 혈압이 떨어질 때 분비된다.
(3) 심장: 오른심방의 심장근세포에서 ANP라는 호르몬 분비되도록 자극받는다.
a. 심방나트륨이뇨펩티드(Atrial natriuretic peptide, ANP) ANP는 콩팥에서 나트륨 이온과 수분의 배출을 크게 할 뿐만 아니라, renin의 분비를 억제하고, 항이뇨호르몬(ADH)과 알도스테론의 분비도 억제한다.
(4) 가슴샘(Thymus)
가슴샘은 가슴세로칸에 위치하며, 흉골(복장뼈) 바로 뒤쪽에 있다. 신생아들은 가슴샘의 크기가 비교적 크지만, 사춘기가 지나면 가슴샘의 크기는 점점 작아진다.
a. 티모신(Thymosin): 정상적인 면역 기능의 발달과 유지에 중요한 역할을 한다.
(5) 생식샘
남성- 고환의 사이질세포에서 안드로겐으로 알려진 스테로이드호르몬을 생성하며, 그 중에서도 테스토스테론(testosterone)이 가장 중요한 호르몬이다.
a. 테스토스테론(testosterone) 테스토스테론은 제 기능을 다 갖춘 정자가 만들어지도록 자극하고, 남성생식계통의 분비샘을 유지하며, 머리카락, 수염과 체지방의 분포 같은 이차성징을 결정한다.
여성- 난포자극호르몬(FSH)의 자극을 받으면 난소의 난포에서 여성의 성세포(Ovum, 난자)가 발달한다. 또한 배란이 일어나면 황체호르몬의 영향을 받는다.
a. 에스트로겐(estrogen): 에스트로겐은 난포의 성숙을 촉진시키며, 여성의 이차성징과 행동 방식을 발현시킨다.
b. 프로게스테론(progesterone) 프로게스테론은 수정된 난자가 난관을 따라 빨리 이동하게 하고, ...
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