시상하부와 뇌하수체 호르몬 _ 뇌하수체와 호르몬 01

■ 시상하부 (Hypothalamus)

시상(thalamus) 아래, 시신경교차 옆에 위치하는 대뇌변연계의 일부로 다양한 신경핵으로 구성되며 뇌하수체와 연결됩니다. 자율신경의 중추로 말초혈관·심박수·혈압·모공·혈당 등을 조절해 체온을 유지하고, 갈증을 느끼게 하거나 수분 재흡수를 촉진해 체내 수분량을 유지하고, 그렐린·렙틴·인슐린 등의 분비에 관여해 포만감과 배고픔 유발로 식욕을 조절하고, 솔방울샘의 멜라토닌 분비에 관여해 수면과 생체리듬을 조절하고, 항이뇨호르몬(ADH)과 옥시토신을 생성해 분비되도록 하고, 뇌하수체 전엽 호르몬의 방출·억제 호르몬을 분비해 뇌하수체 호르몬을 조절함으로써, 신체 항상성을 유지합니다.

시상하부는 여러 호르몬을 합성·분비하는데 사람은 일주기리듬에 따른 박동성 분비로 보는 반면, 개와 고양이는 일주기리듬이 확립되지 않아 호르몬 분비와의 관계가 명확하지 않습니다. 각 경로는 동시다발적으로 활성화될 수 있으며 서로 영향을 줍니다. 뇌하수체 호르몬의 합성·분비를 조절하는 시상하부 호르몬은 신경전달물질을 포함한 신경신호로 조절되며, 뇌하수체 호르몬들이 대사에 관여하는 만큼 저혈당에 반응하고 렙틴(leptin)과 그렐린(ghrelin), 인슐린(insulin)의 영향을 받는 것이 알려져 있습니다. 

▷ 신경전달물질
아세틸콜린, 카테콜아민(EPI, NE, DA), 인돌아민(serotonin, melatonin), GABA, 히스타민 등

▷ 뇌하수체에 작용하는 시상하부 신경호르몬
성장호르몬 방출호르몬(GHRH, ACTH분비도 자극) ↔ 성장호르몬 억제호르몬(GHIH, somatostatin: TSH도 억제)
프로락틴 방출호르몬(PRH) ↔ 프로락틴 억제호르몬(PIH, dopamine:GTH와 TSH 억제)
생식샘자극호르몬 방출호르몬(GnRH) ↔ 생식샘자극호르몬 억제호르몬(GnIH)
멜라닌세포자극호르몬 방출호르몬(MSHRH) ↔ 멜라닌세포자극호르몬 억제호르몬(MSHIH)
코르티코트로핀 방출호르몬(CRH), 갑상선자극호르몬 방출호르몬(TRH, 프로락틴과 ACTH분비도 자극) 등

■ 뇌하수체 (Hypophysis / Pituitary gland)

시상하부 아래 나비뼈 터키안장에 위치하며 뇌하수체줄기로 시상하부와 연결됩니다. 발생학적으로 배아 입안에서 기원한 상피세포로 구성된 샘뇌하수체(adenohypophysis)와 뇌의 일부가 확장되어 신경세포로 구성된 신경뇌하수체(neurohypophysis)로 구분되며, 크게 전자를 뇌하수체 전엽 후자를 뇌하수체 후엽으로 구분합니다. 위 그림은 인간 뇌하수체로 전엽과 후엽으로 나뉘지만, 개와 고양이는 전엽과 후엽사이 중간엽이 있고, 전엽과 중간엽이 후엽을 거의 안고 있는 형태입니다. 주요 질환은 최종 호르몬과 함께 별도로 정리하고, 여기선 어떤 호르몬이 있는지 보고 갈게요. 

■ 뇌하수체 전엽(Anterior Pituitary, Pars Distalis)

염색분류상 호산성세포(α세포), 호염기성세포(β세포), 혐색소성세포(γ세포)로 구분되고, 호산성세포는 성장호르몬(GH)을 합성분비하는 Somatotropes, 프로락틴(PRL)을 합성분비하는 Lactotropes, 호염기성세포는 POMC으로부터 부신피질자극호르몬(ACTH) 등을 합성분비하는 Corticotropes, 갑상샘자극호르몬(TSH)을 합성분비하는 Thyrotropes, 생식샘자극호르몬(GTH)을 합성분비하는 Gonadotropes 등 기능으로 구분할 수 있습니다. 뇌하수체 전엽의 주요 호르몬들은 고유의 경로를 가지고 있고, 시상하부 호르몬 자극으로 분비되고 최종호르몬에 음성되먹임됩니다.(예외 임신 등 특정 상황에서 PRL, GTH)
◆ 호르몬(Hormone)과 내분비계(Endocrine system) (tistory.com)

▷ 성장호르몬 (GH / growth hormone)

이름 그대로 성장을 촉진하는 호르몬으로 성장기에 가장 많이 분비되고, 성장기 이후에는 소량 분비되어 단백질·지질·탄수화물대사에 관여해 기초대사를 조절하고, 골밀도 유지와 전해질 균형에도 관여합니다. 기초대사는 직접 작용하고, 성장 촉진은 골격 성장·단백질 합성·세포의 성장 및 증식을 자극하는 IGF-1(인슐린유사성장인자1, Insulin like growth factor 1)이 간에서 분비되도록 해 이뤄집니다. IGF-1은 인슐린 감수성을 높여 성장기 이후에는 활발해진 세포 대사가 노화와도 연관되며, 세포 성장 자극은 종양세포에도 작용합니다.

시상하부의 GHRH와 위의 그렐린(Ghrelin, 공복일 때 분비)이 분비를 촉진하는데, GHRH는 저혈당, 특정 아미노산(ex.아르기닌) 혈중농도가 증가했을 때, 혈중 젖산이 증가했을 때, 혈중 지방산이 감소했을 때 분비되며 이는 운동이나 스트레스, 금식 등과 이에 대응하는 신경계 반응과 유사 징후을 동반하는 질환까지 모두 포함합니다. GH는 간에서 포도당 전환으로 혈당을 높이고, 단백질 합성에 관여하고, 지방을 분해해 에너지를 만들고, 전해질 재흡수를 촉진합니다. 뇌는 에너지로 포도당만 사용할 수 있어서 극 기아에선 전환된 포도당은 뇌로 우선 보내고 다른 기관은 지방과 단백질을 분해해 사용하도록 조절하는 기능도 가집니다. 유사한 기능을 하는 글루코코르티코이드나 갑상샘호르몬은 에너지 동원을 위해 성장호르몬 합성·분비를 자극할 수 있고 서로 영향을 줍니다.

▷ 젖분비호르몬(PRL / prolactin)

프로락틴은 임신을 하면 증가하기 시작해 젖샘의 발육과 성장을 유도하고 분만 후 줄었다가, 수유 시 증가해 젖분비를 유도합니다. 또한 수유중에 생식샘을 억제해 배란이 되지 않도록 합니다. 과잉 시(Hyperprolactinemia) 유방이 비대해지고 젖을 생산, 무배란 등이 나타나며 이는 수컷에서도 가능합니다. 

시상하부 PRH과 PIH(도파민)에 의해 조절되는데, 임신·수유 시 필요한 호르몬이라 평소엔 PRH에 의한 방출보다는 PIH(도파민)에 의해 강하게 억제되어 있습니다. 도파민 등 프로락틴 분비를 억제하는 약물을 이용해 발정을 조작할 수 있어, 강아지공장 고양이공장에서 잔혹하게 활용됩니다.

▷ 생식샘자극호르몬(GTH / gonadotropic hormone, gonadotropin)

난소와 정소 생식샘에 작용해 성호르몬의 합성과 분비를 조절합니다. 암컷은 <발정 전기-발정기-발정 후기-발정 휴지기>로 이어지는 발정주기를 가지고 수컷은 별도의 발정주기가 없습니다. 개는 6개월~12개월(연 1~2회)마다 대형견은 연 3~4회 발정주기(주기 내 발정기 4~13일)가 반복되고, 고양이는 따뜻한 봄부터 여름동안 발정주기(주기 내 발정기 14~21일)가 여러 차례 반복됩니다. 

• 난포자극호르몬(FSH / follicle-stimulating hormone)
암컷에서 난포 성장과 난소 발달을 자극하고, 난소에서 에스트로겐 분비를 촉진히며, 수컷에서 정자 생성을 촉진합니다.
• 황체형성호르몬(LH / luteinizing hormone)
암컷에서 배란을 유도하고, 황체 형성과 프로게스테론 분비를 촉진합니다. 수컷은 정소에서 테스토스테론 분비를 자극합니다. 

▷ 부신피질자극호르몬 (ACTH / adrenocorticotropic hormone, corticotropin)

코르티솔 합성과 분비를 촉진하는 호르몬으로 부신 혈류량을 증가시켜 부신피질의 형태와 중량을 유지해 부신피질 기능을 유지하는 역할도 합니다. ACTH는 POMC을 전구체로 하는데, POMC은 아래 ACTH, MSH, LPH, END과 여러 펩타이드로 합성됩니다. 유사한 구조를 가지면 유사한 역할을 하는 경우가 있습니다. ACTH는 고농도일 때 MSH와 유사한 작용을 합니다. 때문에 ACTH가 과잉인 뇌하수체 의존성 부신피질기능항진증이나 ACTH 분비를 자극할 수 있는 질환들에서 피부 색소침착 징후를 볼 수 있습니다.

시상하부 CRH에 의해 뇌하수체에서 ACTH가 분비되고, ACTH는 부신피질 호르몬의 분비를 자극합니다. 뇌하수체 후엽의 항이뇨호르몬과 부신수질의 에피네프린과 노르에피네프린, 인슐린, 혈관활성장내폴리펩타이드, 안지오텐신Ⅱ, 사이토카인 등도 ACTH 분비를 자극합니다. 글루코코르티코이드에 음성되먹임되고, 도파민도 ACTH를 억제하는 인자입니다. 스트레스를 받으면 CRH와 ACTH가 모두 상승합니다. 부신에서 이어가겠습니다.

◆ 부신피질과 코르티솔, 알도스테론 _ 부신(adrenal gland)과 호르몬 02

부신피질(adrenal cortex)과 코르티솔, 알도스테론 _ 부신과 호르몬 02

 

▷ 갑상샘자극호르몬(TSH / thyroid stimulating hormone, thyrotrophin)

갑상샘의 발육을 촉진하고, 갑상선호르몬의 재료인 아이오딘의 선택적 흡수를 높이고, TG를 합성하고, T3와 T4의 합성과 분비를 촉진합니다. 시상하부 TRH가 분비를 촉진하는데, TRH는 프로락틴의 분비도 증가시킵니다. 때문에 TRH 분비 증가가 동반되는 질환에서 고프로락틴혈증을 볼 수 있습니다. 성장호르몬을 억제하는 somatostatin은 TSH분비도 억제합니다. 갑상샘에서 이어가겠습니다.
◆ 갑상샘(Thyroid gland, 갑상선) 구조와 기능, 호르몬 합성 _ 갑상샘01 _ 작성중

▷ 그 외 리포트로핀, 엔케팔린, 엔돌핀 등 

 

■ 뇌하수체 중간엽(Pars intermedia, intermediate lobe)

전엽과 후엽을 구분하며, 인간에겐 퇴화되어 전엽으로 분류되나 동물에서는 찾아볼 수 있습니다. α세포, β세포, γ세포를 다 가지고 있고, 포유류는 주로 MSH를 합성분비하는데, 일부 포유류에서 ACTH를 합성분비는 Corticotropes를 찾을 수 있고, 개에서 전엽보다 많은 Corticotropes를 발견한 사례도 있습니다. 다시 말하면 중간엽도 ACTH를 분비할 수 있으며, 글루코코르티코이드 음성되먹임 영향이 전엽보다 낮은 것으로 보고 있습니다. 

▷ 멜라닌세포자극호르몬(MSH / melanocyte stimulating hormone)

멜라닌세포에 작용해 멜라닌 합성을 촉진시키거나 멜라닌 소체를 확산시키며, 변온돌물의 체색변화를 조절합니다. ACTH처럼 POMC을 전구체로 시상하부 MSHRH 자극으로 Melanotropes에서 합성분비되며, 글루코코르티코이드와 도파민 음성되먹임 영향을 받습니다. Melanotropes는 α-MSH와 β-MHS를 합성하며, Corticotropes에서 γ-MSH합성으로 중간엽에선 세 유형이 모두 발견됩니다.

■ 뇌하수체 후엽 (Posterior Pituitary, pars nervosa)

후엽은 신경세포에서 기원한 특징을 가지고 시상하부 교차위핵(supraoptic nucleus) · 뇌실곁핵(paraventricular nucleus)과 신경섬유로 연결되어 있습니다. OT와 ADT가 분비되는데, 전엽과 달리 시상하부에서 합성된 호르몬이 뇌하수체 후엽으로 운반되어 저장되어 있다가 분비됩니다. 

▷ 옥시토신(OT / oxytocin)

분만 시 자궁경부와 질의 확장을 감지해 분비되며, 자궁평활근 수축으로 분만을 돕고, 태반 만출 후에는 출혈을 최소화합니다. 수유기에 유두를 빠는 자극을 감지하면 젖샘 근상피세포를 수축시켜 젖이 분비되도록 합니다. 수컷에서 기능은 명확히 밝혀진 것이 없습니다.

▷ 항이뇨호르몬(ADH antidiuretic hormone / VP vasopressin)

집합세뇨관에서 물이 재흡수되도록 해 항이뇨호르몬이라 부르고, 세동맥을 수축시켜 바소프레신이라고도 부릅니다. 시상하부의 삼투압수용기가 혈장삼투압(특히 나트륨) 증가를 감지하면 분비되고, Volume Depletion과 안지오텐신Ⅱ도 분비를 자극합니다. 길항 호르몬은 심장의 ANP이며, 혈장삼투압 조절로 체액과 나트륨농도를 유지합니다. 체내 수분을 조절한다는 혈압과 관련이 있다는 뜻입니다. RAAS에서 역할도 한 번 보세요. 요붕증과 함께 다루겠습니다.
◆ 01_ 레닌-안지오텐신-알도스테론 계 (RAAS, Renin Angiotensin Aldosterone System / RAS) (tistory.com)

 

 

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시상하부와 뇌하수체 호르몬 _ 뇌하수체와 호르몬 01