인체의 내분비계통과 호르몬

 

호르몬은 세포의 변화와 움직임을 조절하는 역할을 하는 중요한 요소이다.

 

호르몬(hormone)이란 인체의 내분비샘에서 생산되는 화학물질을 이르는 말로, 세포의 변화와 움직임을 조절하는 역할을 한다. 호르몬은 종류에 따라 다르지만 다음과 같은 특징을 가진다. 호르몬은 극히 미량에도 반응 끌어낼 수 있고 표적이 되는 표적세포에 의해 독특하게 움직인다. 그리고 인체 안에 있는 체액을 매개로 하여 운반된다. 인간의 내분비계통은 신경계통과 같이 여러 조직의 세포들이 행하는 인체의 생리적인 활동을 조절한다. 체내를 순환하는 혈류로 운반되는 여러 가지 다양한 호르몬에 의해 조절되고 체내 여러 기관의 기능은 신경섬유를 통해서 중추신경계에 의하여 통합된다. 
 
호르몬은 생성장소에 따라서 뇌하수체 호르몬, 부신호르몬, 갑상샘호르몬 등으로 분류하기도 하며 화학적 구조에 따라서는 단백질 펩타이드 호르몬, 스테로이드 호르몬, 아미노산유도체호르몬 이렇게 3가지로 구분하기도 한다. 신경자극에 따라 분비되는 호르몬에 다른 내분비샘을 표적으로 하여 다시 그 내분비샘의 호르몬 분비를 촉발시키는 호르몬을 조절호르몬이라고 한다. 여기에는 시상하부호르몬과 갑상샘자극호르몬(TSH), 부신겉질자극호르몬(ACTH)이 있다. 이 조절호르몬 외의 호르몬을 기능호르몬이라 한다. 
 
호르몬은 내분비샘에서 혈액 속으로 직접 분비되기도 하고, 신경에 의해 분비되기도 하는데, 이것은 신경분비 세포에 의해 진행된다. 신경분비세포의 세포체는 시상하부에 들어있고 여기서 생산된 호르몬은 축삭수송(axonal transport)에 의하여 뇌하수체 뒤엽으로 전달된다. 뇌하수체 뒤엽에는 축삭 말단 주위에 모세혈관이나 혈관동굴들이 밀집해있어서 호르몬을 혈액 중에 분비하는데, 이를 신경분비(neurosecretion)이라고 한다. 

호르몬은 필요에 따라서 과부족이 일어나지 않도록 분비되는 것이 중요하다. 내분비기관은 보통 3가지 방법을 통해 호르몬의 조절과 신체 기능을 유지한다. 예를 들어 부신이라는 기관은 교감신경계에서 오는 신호를 받아들이고 에피네프린과 노에피네프린을 분리시켜 교감신경의 활성효과를 연장하게 하는 신경성 조절이 이루어지고 그다음에 호르몬성 조절이 이루어진다. 뇌에 있는 시상하부와 아래의 뇌하수체가 내분비샘의 활동을 제어하는 중추역할을 한다. 시상하부에서는 여러가지 종류의 방출인자 화합물이 합성된다. 방출인자라고 하는 이유는 이들이 뇌하수체까지 가면 각각의 방출인자에 반응하여 뇌하수체호르몬이 분비되기 때문이다. 예를 들어 갑상샘자극호르몬방출인자에 관하여는 갑상샘자극호르몬이 배출되고, 프롤락틴방출인자에 대해서는 프롤락틴이 방출된다. 자극호르몬은 표적의 내분비샘에 닿으면 그곳에서 호르몬분비를 촉진한다. 부신겉질, 고환, 갑상샘 등이 자극호르몬의 활동에 의해 분비가 조절되는 기관이다. 일부 내분비 기관은 혈액과 같은 체액의 감시방법과 같은 방법으로 신체의 내부환경을 계속적으로 직접 감시하는 것이 가능한데, 이때 포착된 내부환경에 걸맞게 반응하는 체액성 조절을 시행한다. 예를 들어 혈당이 상승하게되면 혈액을 감시하다가 확인 후에는 혈당 수준을 낮추기 위해 인슐린을 분비하게 만든다.

뇌하수체앞엽을 조절하는 신경성 분비는 신경분비세포에서 나오는 호르몬이 뇌하수체에 있는 정맥을 지나 뇌하수체앞엽세포로 전달된다. 뇌하수체앞엽에서는 성장호르몬(GH), 황체형성호르몬(LH)와 함께 다른 내분비샘을 자극하는 각각의 호르몬을 분비하게 된다. 예를 들어 시상하부에서는 성장호르몬을 방출하거나 억제하고, 생식샘자극호르몬, 갑상샘자극호르몬을 방출한다. 뇌하수체뒤엽에서는 항이뇨호르몬인 ADH이나 옥시토신을 분비하며 머리에 위치한 솔방울샘이라고 불리는 기관에서는 수면을 조절하는 멜라토닌 생성을 담당한다. 부신(adrenal gland)이라고 부르는 기관은 에피네프린이나 노에피네프린을 분비하는 등의 중요한 기능을 담당한다. 대표적인 생식기관인 난소 또는 고환에서는 에스트로겐이나 프로게스테론을 분비하여 2차 성징을 발현시키거나 생식을 조절한다. 호르몬이 체액에 의하여 운반되고 온몸의 많은 세포와 맞닿아 있어도 표적세포에만 직접 작용하는 원인은 각각의 세포에 수용체가 있기 때문이다. 호르몬과 수용체는 마치 서로 잘 맞아떨어지는 퍼즐조각에 해당한다. 각 퍼즐의 모양에 일치하는 다른 퍼즐만을 끼워넣을 수 있는 것처럼 호르몬과 결합할 수 있는 수용체는 이미 결정되어있기 때문에 호르몬은 그 호르몬에 맞는 수용체와 결합한다는 전제조건 하에 자기의 기능을 제대로 발휘할 수있다. 그렇기 때문에 어떤 호르몬과 결합한다고 할지라도 그 호르몬수용체를 가지지 못한 세포는 호르몬이 아무런 효능이 없다.

세포막을 지나온 스테로이드 호르몬은 세포 안에 있는 수용체와 결합하고 호르몬-수용체복합체를 만들어낸다. 이 복합체는 핵 안으로 운반되고, 그곳에 있는 산성 단백질과 결합하는데, 산성 단백질은 DNA에 작용하여 특정유전자의 전사를 유발시키고, 그러한 과정 덕분에 단백질의 합성이 촉진된다. 비스테로이드호르몬은 세포막을 쉽게 통과하지 못하기 때문에 이들 수용체의 대다수는 세포막 위에서 역할을 수행한다. 호르몬 스스로가 지령을 전달하는 1차 전령이라고 여긴다면, 세포 안에서는 1차 전령에 의하여 만들어지며, 지령을 세포 내부에 다시 전하는 물질, 즉 사이클릭아데노신일인산(cAMP)와 같은 2차 전령이 있다.  비스테로이드 호르몬이 수용체에 결합하면 ‘아데닐산사이클라제’라는 효소의 활성화가 일어나고 ATP에서 cAMP가 만들어진다. 이 cAMP는 복잡한 과정을 거친 후 최종적으로 세포 안에 여러가지 다양한 변화를 가져다준다.