1. 내분비선과호르몬 - 내분비선 (endocrine gland) : 호르몬을생성, 혈액으로분비 -> 혈액 : 호르몬을표적기관에수송 신경호르몬 : 뉴런에의해혈액으로분비되는호르몬
1) 호르몬의화학적분류 1. 아민 (amine) : tyrosine 과 tryptophan으로부터유래 - 부신수질, 갑상선, 송과선등에의해분비 2. polypeptide & protein : - 항이뇨호르몬 & 성장호르몬 3. Glycoprotein : 하나이상의탄수화물과결합된단백질 - 여포자극호르몬, 항체형성호르몬 4. Steroid : 콜레스테롤에서유래한 lipid - testosterone, estradiol, progesterone, cortisol Lipophilic hormone( 지방친화성호르몬 ) : - 비극성호르몬으로지질에잘녹음 - 표적세포에쉽게진입극성호르몬 - 스테로이드호르몬, 갑상선호르몬 ( 그림참조 ) Prohormone : 호르몬의전구물질
2) 신경과내분비조절의공통점 - 내분비계조절 -> 신경계조절과유사 - 일부호르몬 -> 신경전달물질로도작용 ex) 뇌의 polypeptide Hm - 특정의물질이생리적조절에작용하기위한공통조건 1. 표적세포 : 조절분자에대한특정수용체단백질 (receptor) 필요 2. 조절분자의결합 -> 표적세포의특정변화야기 3. 조절자 (regulator) 의작용을신속히차단하기위한메커니즘필요 3) 호르몬의상호작용 - 특정호르몬에대한표적세포의반응 -> 호르몬농도와다른호르몬의효과에좌우 (1) 협동적효과 (synergistic effect) - 두개이상의호르몬이상호작용하여특정의현상을나타냄 - 첨가적이거나보완적효과로나타남 ex) 심장박동수에대한에피네프린과노르에피네프린 -> 첨가적증가 ( 각각은별도로작용가능 ) 정자생성을위한여포자극홀몬과 testosteron -> 보완적 ( 별개의단계자극 ) (2) 허용적 (permissive effect) - 한호르몬이두번째호르몬에대한표적기관의반응이나두번째호르몬의활성을증가 (3) 길항적 (antagonistic effect) - 한호르몬이다른호르몬의작용이나효과를억제 ex) 지방조직에대한인슐린과글루카곤의작용 - 인슐린 : 지방형성촉진 - 글루카곤 : 지방분해촉진
4) 호르몬농도와조직반응 -혈중홀몬농도: - 내분비선에의한분비율에의존 - 표적가관과간에의해신속히제거 - 반감기 : few minutes - few hours # 갑상선홀몬 : few days - 홀몬의효과 : 농도에의존 - 정상적생리농도범위 -> 정상적조직반응 - 과다섭취 -> similar or other Hm 의수용체에결합 -> 다른생물학적효과발생 기폭효과 (Priming effect, upregulation) - 특정홀몬 (polypeptide, glycoprotein Hm) 에반응하여표적세포의수용체수증가 ex) GnRH(gonadotropin-releasing Hm, 성선자극홀몬-방출홀몬 ) -> 뇌하수체전엽세포의민감성증대 불감지화 (desensitization, downregulation) - 특정홀몬의동일한농도에지속적으로노출 -> 표적조직의반응감소 - 고농도 polypeptide Hm에지속적노출의경우 - 표적세포의수용체숫자감소 - 인슐린 <-> 지방조직, 황체형성홀몬 <-> 고환세포 - 생체적응 : 지속적분비보다짧은시간다량분비
2. 호르몬작용기전 - 혈중호르몬에대해 target cell 만이반응 - receptor protein-hormone 상호작용특징 1) 특이성 (specificity) : 호르몬에대한특이적인수용체를가져야함 2) 높은친화력 (high affinity) 3) 낮은수용능력 : 표적세포의제한된수용체숫자 -> 포화 (saturation) - 수용체단백질의위치 : -> 지용성호르몬 : 표적세포내부 -> 수용성호르몬 : 막표면 1) 지용성호르몬 - 스테로이드, 갑상선호르몬 -> 스테로이드 H : 부신피질과생식소에서만분비 - 혈장내운반단백질에의해표적세포로이송 - 표적세포내에서 nuclear hormone receptor(nhr) 와결합 - 유전자전사에관여 -> NHR이 transcription factor로작용 - NHR : 두개의 binding domain을가짐 -> for hormone & for DNA (hormone response element)
스테로이드호르몬과표적세포 - 혈중운반체단백질 - 세포질내수용체단백질 - DNA 특정결합부위 - 표적세포의특정효소합성지시
스테로이드호르몬활성화기작 - 두개의결합영역 - 홀몬반응요소 -homodimerization
갑상선호르몬수송 - 갑상선이분비하는 thyroxine(t4) - TBG(thyroxine binding protein) 관여 - 수용체단백질 : 핵에위치 - 세포질내에서 T4 -> T3 변환 - T3 수용체 : 핵내에존재 - 세포질내별도의 T3결합단백질관여
갑상선호르몬활성화기작 - 두개의결합영역 - T3 수용체 - RXR(retinoid X receptor) - Heterodimerization
2) 수용성호르몬 - 카테콜아민, polypeptide, glycoprotein - 표적세포막에수용체분자 - 표적세포내의별도중재자필요 -> second messanger <-> first messanger : hormone - second messanger 생산을위해막의특정단백질활성화 -> adenylate cyclase : 에피네프린의 β-아드레날린작동성효과 -> phospholipase C : 에피네프린의 α-아드레날린수용체관여 -> tyrosine kinase : 인슐린
Phosphodiesterase ->
phospholipase C-Ca +2 2 차전령계 - 세포질속 Ca +2 농도 : 원형질막의 Ca pump 에의해저농도로유지 - 소포체막에도 Ca +2 pump 존재 -> cisternae 로 Ca +2 수송 - 세포질내로의 Ca +2 확산 -> 2 차전령계로작용
에피네프린에의한두가지 2차전령계의활성화 - 에피네프린의표적기관자극기전 - 표적세포막의아드레날린작동성수용체에결합 - 두종류의수용체존재
tyrosine kinase second messanger - insulin, growth factor의 receptor - ligand-binding site vs enzymatic site - autophosphorylation - signal moolecule의인산화
3. 뇌하수체호르몬 - 뇌하수체 (pituitary gland) : -> 간뇌부위의아래쪽에위치 -> 구조적, 기능적으로구분된전엽과후엽으로구분
1) 뇌하수체전엽 : 자극호르몬 (trophic hormone) 생성분비 1. 성장호르몬 (growth hormone, GH) -> 아미노산수송증가로단백질합성촉진 -> 조직과기관성장 2. 갑상선자극호르몬 (thyroid-stimulating H, TSH) -> 갑상선자극 -> thyroxin(t4), T3 합성분비 3. 부신피질자극호르몬 (ACTH, corticotropin) -> 부신피질자극 -> cortisol 분비 4. 여포자극호르몬 (FSH, folliculotropin) -> 여성난포성장자극, 남성정자생산자극 5. 황체형성호르몬 (LH, luteotropin) -> 여성의배란과황체형성자극, 남성의 testosteron 분비자극 6. 프로락틴 (prolactin, PRL) -> 분만후여성의젖분비촉진, 남성, 여성모두에서분비 2) 뇌하수체후엽 : 항이뇨호르몬과옥시토신저장, 방출 1. 항이뇨호르몬 (ADH) -> 신장에의한수분보유도모소변속수분손실감소혈액의수분보유증가 2. 옥시토신 (oxytocin) -> 분만중자궁수축에관여
뇌하수체전엽호르몬
3) 뇌하수체후엽의시상하부통제 - ADH, oxytosin : 시상하부의시삭상핵과실방핵에서합성 - 시상하부-하수체로축삭을따라후엽으로운반 - 저장후방출 : 저장기관으로서의후엽역할 - 홀몬의방출 : 신경내분비반사 (neuroendocrine reflex) 에의해통제
4) 뇌하수체전엽의시상하부통제 - 뇌하수체전엽홀몬 : 다른내분비선조절 -> master gland( 지배자선 ) 으로불림 - 시상하부홀몬 : 뇌하수체전엽홀몬분비통제 -> 진정한 master gland 아님 - 시상하부의뇌하수체전엽통제 : 홀몬조절에의함 (not 신경조절 ) - 시상하부 : 뇌하수체전엽홀몬의방출홀몬 (releasing H), 억제홀몬 (inhibiting H) 을분비 (CRH)
5) 뇌하수체전엽의피드백통제 (1) 음성피드백통제 - 뇌하수체전엽의홀몬분비 : 표적세포홀몬의음성피드백억제에의해통제 ex) ACTH 분비 - corticosteroid 분비증가로억제 TSH - 티록신분비증가로억제 - Target gland의제거로확인 - 억제효과의두가지양상 1. 표적선홀몬 (target gland H) 이시상하부에작용 -> 방출홀몬분비억제 2. 표적선홀몬이뇌하수체전엽에작용 -> 방출홀몬에대한반응억제 (2) 양성피드백통제 - 월경주기중간시기 : estradiol 분비증가 -> 뇌하수체전엽자극 -> LH 의폭발적분비 -> 배란유도
4. 부신 (adrenal gland) - 신장위별도의기관 - 수질과피질로구분 : 구조적, 기능적, 발생학적으로다름 - 수질 (adrenal medulla) -> 신경섬유에의해자극 -> 에피네프린분비 - 피질 (adrenal cortex) -> 호르몬에의해자극 -> 코르티코이드분비
1) 부신피질의기능 - steroid hormone (corticosteroid, corticoid) 분비 1. 염류코르티코이드 (mineralocorticoid) : Na + 와K + 균형조절 2. 당류코르티코이드 (glycocorticoid) : 포도당, 유기분자의대사조절 3. 성스테로이드 (sex steroid) :
2) 부신수질의기능 - epinephrine, norepinephrine (4:1) 분비 -> 교감신경계의자극과유사한효과발생 : 스트레스와부신 (corticotropin-releasing H)
5. 갑상선과부갑상선 (thyroid gland, parathyroid gland) 1) 갑상선 -> 갑상선소포에의해혈중요오드를축적, thyroglobulin 단백질속의 tyrosine 에결합 -> MIT, DIT 형성 -> MIT와 DIT의결합으로갑상선호르몬 T4(thyroxin), T3 합성 -> TSH의자극에의해혈액으로분비 -> 기초대사율 (basal metabolic rate, BMR) 증가
그림. 요드결핍에의한갑상선종
2) 부갑상선 - 갑상선측엽의뒤쪽에위치 -> 4개의부갑상선으로구성 - 부갑상선호르몬 (parathyroid hormone, PTH) 분비 -> only -혈중Ca +2 수준통제에있어중요한역할 - 뼈, 신장, 장에작용혈중칼슘농도증가
5. 췌장 ( 이자, pancreas) - 내분비및외분비기능 -> 내분비부분 : 랑게르한스섬 ( 이자섬, 췌장도 ) 로구성 -> α-세포, β-세포로구성 - α-세포 : 글루카곤분비 vs β-세포 : 인슐린분비 글루카곤 : - 간자극 -> 글리코겐-> 포도당분해촉진 -> 혈당농도증가 - 지방분해자극 -> 유리지방산혈중방출 - 단식기간중에너지항상성유지에도움 인슐린 : - 포도당흡수, 포도당의글리코겐및지방전환촉진 - 아미노산, 단백질합성촉진 - 혈당농도증가시에너지저장촉진
6. 송과선 (pineal gland) - 상경신경절의교감신경계에의해자극 -> melatonin 분비 - melatonin 분비 -> 시신경교차상핵 (suprachiasmatic nucleus, SCN) 활성에의해자극 - 신체일주기리듬관장
7. Autocrine vs Paracrine - hormone 과신경전달물질이외의조절분자 -> autocrine regulator : 한기관의같은조직내에서생성 -> 그조직에작용 ex) cytokine : 면역계의다른세포조절, growth factor : 기관의성장과세포분열촉진 prostaglandin : 거의모든기관에서생성다양한조절작용 -> paracrine regulator : 한기관의한조직에서생성 -> 다른조직을조절
Lipoxygenase(LOX) Cyclooxigenase(COX)