본문내용
1. 내분비계통 및 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 내분비계의 화학적 전달물질로 표적기관의 세포에 작용하여 대사를 조절하고 외부의 변화에 적절하게 대응하게 하는 화학적 메신저의 역할을 한다. 내분비선에 의해 분비되는 호르몬은 구조는 다르지만 화학적 구조나 특성상 아미노산 유도체, 펩티드호르몬, 지질 유도체 세 종류로 분류된다. 호르몬은 여러 표적세포의 표면이나 내부에 있는 특정한 수용체와 결합하여 세포막 투과성을 바꾸거나, 주요 효소를 활성화 혹은 비활성화 시키고, 유전자의 활성을 변화시켜 세포의 활동에 변화를 준다. 호르몬은 대사 기능 조절, 성장 및 발생, 정신 및 신경발육, 생식과 소화작용 그리고 항상성 유지와 같은 신체의 중요한 기능을 담당한다.
1.3. 뇌하수체
뇌하수체(Hypophysis)는 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.
뇌하수체 앞엽(Anterior pituitary gland)에서는 일곱 가지의 호르몬이 생성된다. 이 호르몬들은 다른 내분비샘의 호르몬 생성을 조절하는 역할을 한다. 갑상샘자극호르몬(thyroid-stimulating hormone, TSH)은 갑상샘에서 갑상샘호르몬이 분비되도록 하고, 부신겉질자극호르몬(Adrenocorticotropic hormone, ACTH)은 부신겉질(Suprarenal cortex)에서 스테로이드호르몬의 분비를 촉진한다. 생식샘자극호르몬에는 난포자극호르몬(Follicle-stimulating hormone, FSH)과 황체형성호르몬(Luteinizing hormone, LH)이 있다. FSH는 여성의 난포와 난자의 발달을 도와주고, LH는 배란을 유도하며 여성 생식세포의 형성을 돕는다. 또한 프로락틴(Prolactin, PRL)은 젖샘의 발달을 촉진하고, 성장호르몬(Growth hormone, GH)은 세포의 성장과 복제를 촉진시킨다. 마지막으로 멜라닌세포자극호르몬(Melanocyte-stimulating hormone, MSH)은 멜라닌세포를 자극하여 멜라닌 생성을 증가시킨다.
뇌하수체 뒤엽(Posterior pituitary gland)에서는 항이뇨호르몬(antidiuretic hormone, ADH)과 옥시토신(Oxytocin)이 생성된다. ADH는 몸에 물이 부족하면 분비되어 소변으로 빠져나가는 수분의 양을 줄인다. 옥시토신은 출산하는 여성의 자궁벽을 수축시키고 젖샘을 자극하여 모유가 나오게 한다.
요약하면, 뇌하수체는 신체의 중요한 호르몬들을 분비하여 성장, 발달, 대사, 항상성 유지 등의 다양한 기능을 조절하는 핵심적인 내분비기관이라고 할 수 있다.
1.4. 갑상샘
갑상샘(Thyroid gland)은 목 앞쪽 갑상연골 아래에 위치한 내분비기관으로, 티록신(Throxine, T4)과 삼요오드티로닌(triiodothyronine, T3)이라는 두 종류의 갑상샘 호르몬을 생산한다.
갑상샘 호르몬은 세포막을 쉽게 통과하며, 신체의 거의 모든 세포에 영향을 준다. 세포 안에서 이 호르몬들은 미토콘드리아와 핵에 있는 수용체와 결합하고, 호르몬이 결합하게 되면 ATP(아데노신 삼인산)의 생성을 증가시킨다. 이를 통해 신체 대사 활동 전반에 걸쳐 중요한 역할을 수행한다.
갑상샘에는 소포세포와 C세포(소포곁세포, parafollicular cell)가 존재한다. 소포세포는 티록신과 삼요오드티로닌을 합성하고, C세포는 칼시토닌이라는 호르몬을 분비한다.
티록신(T4)은 요오드 네 원자를 가지고 있는 호르몬으로, 갑상샘 호르몬 전체의 90%를 차지한다. 삼요오드티로닌(T3)은 요오드 원자를 세 개 가진 호르몬으로, T4보다 그 효능이 더 크다.
칼시토닌(Calcitonin, CT)은 C세포에서 분비되는 호르몬으로, 체액의 칼슘 농도를 감소시키는 작용을 한다. 칼슘 농도가 정상보다 올라갔을 때 C세포에서 칼시토닌이 분비되어 뼈에서 칼슘 방출을 억제하고 콩팥에서 칼슘 배출을 촉진함으로써 칼슘 농도를 낮춘다.
부갑상샘(Parathyroid gland)은 갑상샘의 뒷면에 파묻혀있는데, 부갑상샘호르몬(Parathyroid hormone, PTH)을 생성한다. PTH는 칼시토닌과 동일한 표적기관(뼈와 콩팥)에 작용하지만, 그 효과는 정반대이다. PTH는 칼슘 농도가 낮을 때 분비되어 콩팥에서 칼슘이 배출되는 양을 줄이고, 뼈에서 칼슘을 방출시켜 혈액 내 칼슘 농도를 높인다.
이처럼 갑상샘과 부갑상샘은 혈액 내 무기질 농도 조절에 핵심적인 역할을 한다. 칼슘과 인, 그리고 요오드 대사 조절을 통해 성장과 발달, 에너지 대사, 체온 조절 등 신체 기능 전반에 걸쳐 영향을 미친다."갑상샘은 목 앞쪽 갑상연골 아래에 위치한 내분비기관이며, 티록신(T4)과 삼요오드티로닌(T3) 두 종류의 호르몬을 생산한다. 갑상샘 호르몬은 거의 모든 세포에 영향을 주며, 세포 내 미토콘드리아와 핵의 수용체와 결합하여 ATP 생성을 증가시킨다. 또한 갑상샘에는 소포세포와 C세포가 있는데, 소포세포는 T4와 T3를 합성하고 C세포는 칼시토닌을 분비한다. 칼시토닌은 혈중 칼슘 농도를 낮추는 역할을 하며, 부갑상샘에서 분비되는 부갑상샘호르몬(PTH)은 이와 반대로 혈중 칼슘 농도를 높인다. 이처럼 갑상샘과 부갑상샘은 무기질 대사 조절에 중요한 내분비기관이다."
1.5. 부신
부신(Suprarenal gland)은 콩팥의 위 모서리에 얹혀있다. 부신은 각각 두 부분으로 되어 있는데, 부신겉질(Suprarenal cortex)과 부신속질(Suprarenal medulla)이다.
부신겉질(Suprarenal cortex)은 콜레스테롤과 여러 지방산이 저장되어 있어 노르스름한 빛깔을 가지고 있다. 부신겉질에서는 20여 가지의 스테로이드호르몬이 만들어지는데, 이들을 합해서 부신겉질스테로이드(adrenocortical steroid)라고 부른다. 이 겉질스테로이드는 생명을 유지하는데 반드시 필요하다.
부신겉질은 바깥층, 가운데층, 안쪽층으로 뚜렷하게 구분되는 3층의 조직이 있으며, 각 층은 특정한 스테로이드호르몬을 합성한다. 바깥층은 광물코르티코이드(mineralocorticoid), 가운데층은 글루코르티코이드(glucocorticoid), 안쪽층은 안드로겐(androgen)을 생성한다.
광물코르티코이드는 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. 이 호르몬은 특히 간에서 포도당과 글리코겐의 합성을 증가시킨다. 이 때 지방조직은 지방산을 혈액으로 배출하여, 포도당대신 지질을 분해하게 되는데, 이러한 포도당보존효과(glucose-sparing effect)는 혈당을 높이는 결과를 낳는다.
안드로겐은 고환에서 생산되는 남성호르몬이지만, 부신겉질에서도 소량 생산되는데, 부신겉질에서 분비되는 안드로겐은 성적인 특성에 큰 영향을 주지 않는다.
한편 부신속질(Suprarenal medulla)은 속에 많은 혈관이 있어 밝은 회색이나 분홍색을 띤다. 부신속질에는 에피네프린(epinephrine, E 또는 아드레날린, adrenaline)과 노르에피네프린(Norepinephrine, NE) 두 종류의 분비세포가 있다. 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
솔방울샘은 셋째 뇌실 천장의 뒷부분에 있는 내분비기관이다. 여기에는 신경세포와 신경아교세포, 멜라토닌 호르몬(Melatonin)을 합성하는 분비세포가 있다.
멜라토닌은 사람에게 몇 가지 작용을 한다. 첫째, 생식기능의 억제를 일으킨다. 사람을 포함한 일부 포유동물에서는 멜라토닌이 정자와 난자, 생식기관의 성숙을 지연시킨다. 따라서 사춘기 이전에는 혈중 멜라토닌의 농도가 감소하여 생식기관의 성숙이 빠르게 진행된다. 둘째, 항산화 작용을 한다. 멜라토닌은 활성 산소를 제거하고 산화 스트레스를 감소시켜 세포와 조직을 보호하는 역할을 한다. 셋째, 낮과 밤의 행동주기를 확립한다. 빛에 노출되면 솔방울샘에서 멜라토닌 분비가 억제되고 어두워지면 분비가 증가하여 일주기 리듬이 조절된다. 이처럼 멜라토닌은 생식기능, 항산화, 생체리듬 조절 등의 중요한 생리적 기능을 담당한다.
1.7. 이자
이자(Pancreas, 췌장)는 위와 작은창자의 첫부분이 고리처럼 구부러지면서 이어지는 부위에 놓여있다. 이자는 가느다랗고 밝은 빛깔의 기관으로, 울퉁불퉁하고, 외분비세포와 내분비세포를 모두 가지고 있다.
이자의 내분비 기능은 랑게르한스섬(Pancreatic islet)에서 이루어진다. 랑게르한스섬에는 알파세포(Alpha cell)와 베타세포(Beta cell)가 존재한다. 알파세포에서는 글루카곤(Glucagon)이 생성되는데, 혈중 포도당 농도가 내려가면 분비된다. 반면 베타세포에서는 인슐린(Insulin)이 생성되며, 혈중 포도당 농도가 올라가면 분비된다. 이처럼 이자는 혈당 조절에 핵심적인 역할을 하는 내분비 기관이다.
글루카곤은 간에서 glycogen을 포도당으로 전환시켜 혈중 포도당 농도를 높이는 작용을 한다. 반면 인슐린은 근육, 간, 지방조직에서 포도당 섭취를 증가시켜 혈중 포도당 농도를 낮추는 방향으로 작용한다. 이처럼 이자의 알파세포와 베타세포에서 분비되는 호르몬들이 서로 길항작용을 함으로써 혈당 항상성을 유지하는데 핵심적인 역할을 한다.
식사 후 혈중 포도당 농도가 상승하면 이에 반응하여 베타세포에서 인슐린이 분비되고, 이 인슐린의 작용으로 말초조직에서 포도당 흡수가 증가하여 혈당이 낮아진다. 반대로 공복 시 혈당이 떨어지면 알파세포에서 글루카곤이 분비되어 간에서 glycogen이 분해되어 포도당이 혈액으로 방출되면서 혈당이 상승하게 된다. 이처럼 이자 호르몬은 혈당 조절에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.
이자의 내분비 기능 장애는 당뇨병을 일으키는 주요 원인이 된다. 당뇨병은 인슐린의 분비 저하 또는 인슐린 저항성 증가로 인해 발생하는 대사성 질환으로, 만성 고혈당이 특징이다. 당뇨병 환자에게는 이자의 베타세포에서 인슐린 분비가 저하되거나, 표적 조직에서 인슐린 저항성이 증가하여 혈당 조절이 제대로 이루어지지 않는다.
따라서 이자는 혈당 항상성 유지에 핵심적인 내분비 기관으로, 알파세포와 베타세포에서 분비되는 글루카곤과 인슐린의 길항작용을 통해 혈당 조절 기능을 담당한다고 볼 수 있다.
1.8. 기타 내분비기관
기타 내분비 기관
신장(kidney)은 중요한 내분비 기관 중 하나이다. 신장에서는 칼시트리올(Calcitriol), 적혈구생성소(Erythropoietin, EPO), 레닌(renin)과 같은 호르몬들이 분비된다.
칼시트리올은 부갑상샘호르몬(parathyroid hormone, PTH)의 자극을 받아 콩팥에서 분비되며, 칼슘의 대사를 조절한다. 적혈구생성소는 콩팥 조직의 산소 농도가 낮아질 때 분비되어 적혈구 생성을 자극한다. 레닌은 혈액량이 줄거나 혈압이 떨어질 때 분비되어 혈압을 상승시킨다.
심장(heart...
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