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

■ 부신피질(adrenal cortex, 겉질)

부신의 많은 부분을 차지하는 부신피질은 스트레스 대응은 물론 에너지대사·면역기능·감정조절·혈압조절 등의 기능을 하는 다양한 코르티코이드을 합성·분비합니다. 주요 호르몬으로 미네랄로코르티코이드(mineralocorticoid,무기질코르티코이드)인 알도스테론과 글루코코르티코이드(glucocorticoid,당질코르티코이드)인 코르티솔이 있으며, 안드로겐 같은 성호르몬은 매우 소량이 분비됩니다.

선세포배열방법에 따라 바깥부터 토리층(구상대, zona glomerulosa), 다발층(속상대, zona fasciculata), 그물층(망상대, zona reticularis)의 3개 층으로 구성되며 그 경계가 명확하지는 않습니다. 부신에서 혈액의 흐름은 피질에서 수질로 향하고, 호르몬 합성도 같은 방향입니다. 

■ 부신피질 호르몬 분비조절과 ACTH

알도스테론 분비는 레닌-안지오텐신-알도스테론 계(RAAS, Renin Angiotensin Aldosterone System / RAS)와 혈장 K+ 농도에 의해 조절되고, 코르티솔을 비롯한 나머지 부신피질 호르몬의 분비는 시상하부-뇌하수체-부신 축(HPAA, Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis)에 의해 조절됩니다. 

시상하부는 스트레스(응급상황, 불안공포, 저혈당, 통증, 질환 등)와 신체활동 등에 대응해 CRH를 분비하며, CRH는 뇌하수체에서 ACTH의 분비를 자극합니다. ACTH는 CRH뿐 아니라 뇌하수체 후엽의 항이뇨호르몬과 부신수질의 에피네프린과 노르에피네프린, 인슐린, 혈관활성장내폴리펩타이드, 안지오텐신Ⅱ, 사이토카인 등에 의해서도 분비가 자극됩니다.
ACTH는 부신피질에서 콜레스테롤 측쇄 절단 반응을 촉진해 코르티코이드의 합성을 시작합니다. 분비 억제는 글루코코르티코이드에 의한 음성되먹임으로 CRH와 ACTH의 분비가 감소되어 글루코코르티코이드의 분비도 줄어듭니다.

◆ 시상하부와 뇌하수체 호르몬_ 뇌하수체와 호르몬 01 

 

시상하부와 뇌하수체 호르몬 _ 뇌하수체와 호르몬 01

◆ ACTH자극검사 LDDST UCCR 코르티솔검사 _ 호르몬검사 01 _ 작성중

■ 부신피질호르몬 코르티코이드 합성

코르티코이드는 콜레스테롤에서 파생된 스테로이드 호르몬으로, ACTH가 촉진한 콜레스테롤 측쇄 절단 반응으로 프레그네놀론(pregnenolone)으로 전환되며 각 층에서 여러 효소에 의해 다양한 형태 코르티코이드로 합성됩니다. 크게 탄소원자수로 C21(미네랄로코르티코이드인 알도스테론과 글루코코르티코이드인 코르티솔·코르티코스테론)과 C19(안드로겐) 스테로이드로 분류할 수 있습니다. 합성 단계 중간에서 생성된 코르티코이드도 분비는 되는데 양이 많지 않아서 생리적 활성도가 높은 주요 호르몬 합성만 보겠습니다.

가장 바깥쪽인 토리층은 보유 효소차이로 코르티코스테론은 합성하지만, 코르티솔은 합성할 수 없습니다. 대신 알도스테론 합성효소가 토리층에만 있어 강력한 미네랄로코르티코이드인 알도스테론을 합성합니다. 피질에서 가장 많은 부분을 차지하는 중간 다발층은 17α-수산화효소를 가지고, 글루코코르티코이드 중에서 가장 활성도가 높은 코르티솔을 합성합니다. 마지막 그물층으로 가는 과정에선 앞에서 합성된 코르티코이드가 안드로겐인 DHEA와 안드로스텐디온을 전환되고 테스토스테론(이후 에스트라디올도 가능)으로 합성됩니다. 

하나 더! C21스테로이드는 서로의 수용체를 만나 미네랄이 글루코로 글루코가 미네랄로 작용할 수 있습니다. 미네랄로코르티코이드는 분비량도 적고 글루코코르티코이드로의 활성도 낮지만, 글루코코르티코이드 분비량이 많고 일부 미네랄로코르티코이드의 활성이 높은 것도 있습니다. 그래서 신장에선 글루코코르티코이드가 미네랄로코르티코이드 수용체를 만나 혈압을 상승시키지 않도록 11β-HSD2가 글루코코르티코이드를 비활성형태(11-ketoglucocorticoids)로 전환합니다. (글루코코르티코이드 과잉 질환에서 11β-HSD2 활성을 저해하는 Glycyrrhetic acid 주의)

■ 알도스테론(aldosterone)

알도스테론은 주로 신장의 원위세뇨관에서 Na+와 Cl-의 재흡수를 촉진하고, K+과 H+를 배설해 전해질 균형과 체액량 유지에 관여합니다. Mg2+와 NH4+ 배설을 촉진하기도 합니다. 나트륨흡수로 집합관에서 삼투압에 의한 수분 재흡수가 촉진되어 혈액량이 증가, 혈압 상승 효과를 가져오기 때문에 RAAS의 한 축입니다. 

RAAS의 안지오텐신Ⅱ와 혈장 K+이 높을 때 알도스테론은 분비자극을 받습니다. 안지오텐신Ⅱ는 ACTH처럼 콜레스테롤 측쇄 절단 반응을 촉진할 수 있고, 토리층에서 코르티코스테론이 알도스테론으로 전환되는 것을 촉진합니다. 혈장 K+가 높으면 RAAS와 관계없이 알도스테론이 분비될 수 있으며, 심각한 체액 손실이 있을 때는 ACTH도 알도스테론 분비 자극에 역할을 합니다. ANP(심방나트륨이뇨펩타이드, Atrial Natriuretic Peptide)에 의해 억제됩니다.

반 정도는 알부민과 느슨하게 결합하고, 일부 코르티코이드결합글로불린과 결합하기도 하지만, 40% 이상이 결합단백질과 결합하지 않은 free hormone으로 이동해 반감기가 15~20분 정도로 짧습니다. 대부분 간에서 aldosterone-18-glucuronide, tetrahydroaldosterone으로대사되어 소변으로 배설되고, 일부는 대사과정 없이 소변으로 배설되기도 합니다. 

분비 과잉의 대표 질환인 알도스테론증은 RAAS에 영향을 줄 수 있는 질환에서 합병증으로 나타날 수 있고, 부신피질에서 분비가 과잉된 원발성 알도스테론증은 고양이에서 보고됩니다. 저칼륨혈증, 고혈압, 고나트륨혈증을 보이고 전해질 불균형으로 인한 다양한 문제를 동반합니다. 애디슨병 같은 부신피질기능저하증에서는 반대로 분비가 저하되어 저혈압, 저나트륨혈증, 고칼륨혈증이 나타날 수 있습니다. 부신피질기능질환에서 다루고, 전해질은 따로 정리를 해야겠네요.

 

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◆ 원발성 고알도스테론증(Primary hyperaldosteronism)

신부전인줄 알았는데... 원발성 고알도스테론증(Primary hyperaldosteronism)이란? 원인과 임상징후 _ 01

 

◆ 레닌-안지오텐신-알도스테론 계 (RAAS, Renin Angiotensin Aldosterone System)

 

01_ 레닌-안지오텐신-알도스테론 계 (RAAS, Renin Angiotensin Aldosterone System / RAS)

◆ 이뇨제(diuretic)의 종류와 작용기전 및 부작용

 

이뇨제(diuretic)의 종류와 작용기전 및 부작용

■ 코르티솔(cortisol)

부신피질에선 ACTH에 의해 다양한 글루코코르티코이드가 합성되고 분비되는데, 대부분은 코르티솔과 코르티코스테론입니다. 고양이는 사람처럼 주로 코르티솔을 분비해 7:1 내외의 분비량을 가지고, 개는 코르티코스테론도 많이 분비되어 1~3:1로 분비됩니다. 코르티코이드의 활성도는 코르티솔을 1로 두고 평가하는데, 코르티코스테론의 글루코코르티코이드 활성은 약 0.3으로, 코르티솔보다 약하다 라고 생각하시면 됩니다.

글루코코르티코이드는 90%정도가 트랜스코르틴 같은 코르티코스테로이드결합글로불린(일부 알부민)과 결합해 이동하고, 10% 내외는 결합하지 않은 free hormone으로 순환하며, 반감기는 70~90분입니다. 간에서 17-OHCS나 17-KS로 대사되어 담즙과 소변으로 배설되며 일부는 free hormone인 채로 소변으로 배설됩니다. 고양이는 간의 대사 효소 차이로 황산염 결합이 높고 주로 담즙으로 배설됩니다.

글루코코르티코이드의 가장 큰 기능은 뇌와 심장에 포도당이 부족하지 않도록 하면서, 단백질 이화로 간에 글리코겐을 축적하고 포도당신생합성으로 떨어진 혈당을 올려 혈당을 유지하는 것입니다. 

▷ 에너지 대사와 혈당 상승

- 간에서 포도당신생합성 : 당신생 효소들의 합성을 자극해, 포도당합성을 증가시켜 혈당을 유지합니다. 개에서 코르티코이드가 과잉 분비될 때 ALP동종효소의 유도가 발견됩니다.
- 단백질 이화 : 골격근의 단백질을 분해해 에너지를 만들고 간에 글리코겐으로 축적되도록 합니다. 단백질 이화로 BUN이 상승하나 아래 수분 배출 증가로 제거됩니다.
- 지질 대사 : 에너지를 만들고 글리코겐 축적을 하려는 것이지만, 기본적으로 지방분해는 사용할 포도당이 없을 때 일어납니다. 사용할 포도당이 있으면 분해한 지방은 간과 복부 등에 비축합니다. 때문에 쿠싱증후군에서 다리는 가늘어지고(단백질 이화), 복부는 종대되는 것을 볼 수 있습니다.
- 말초 인슐린 저항성 증가 : 혈당 상승은 인슐린 분비를 유발하는데, 생명 유지에 중요한 뇌와 심장에 포도당이 부족하지 않도록 말초 다른 조직들의 인슐린 저항성을 증가시켜 포도당 사용을 억제합니다.

▷ 수분 배출 증가

신장 사구체여과율(GFR)을 높이고, 원위세뇨관에서 항이뇨호르몬(ADH)의 활성을 억제합니다. 고양이에선 영향이 낮음 것으로 보입니다.

▷ 장관 칼슘흡수 억제

혈중 칼슘과 인의 균형은 부갑상선이 조절하는데 칼시트리올이라는 물질이 장에서 칼슘과 인을 흡수해 사용하는 것을 도와줍니다. 코르티솔은 이 칼시트리올과 반대로 장에서 칼슘흡수를 억제해 PTH분비를 자극합니다. 부갑상선은 아직 업데이트를 못 해서 기존자료로 ㅜㅜ https://hermes3.tistory.com/139
추가로 철의 흡수는 억제하고 지방 흡수는 증가시키며, 위산과 펩신 트립신 등 분비를 촉진합니다.

▷ 항염과 면역억제

고용량에서 적혈구 수와 백혈구 호중구는 증가시키고, 백혈구 호산구와 림프구는 감소, 단핵구와 대식세포 기능도 감소시킵니다. 항염증단백질 표출은 높이고 염증유발단백질 표출은 낮추는데, 염증전사인자인 AP-1, NF-ĸB 등의 활성을 방해해 염증유발인자의 전이를 예방함으로써 염증을 억제합니다. 염증은 면역반응의 일부로 세포를 손상시킨 원인과 손상된 조직을 제거하고 조직의 회복을 도와줍니다. 염증반응은 너무 약해도 너무 강해도 안 되기 때문에 세밀하게 조절이 되는데, 코르티솔은 염증반응이 너무 강해지지 않도록 지속되지 않도록 조절한다고 생각하시면 됩니다. 분비 과잉 질환에선 면역저하를 일으켜 결과적으로 감염 위험이 증가하며, 피부·피모는 1차 면역을 담당하는데 단백질이화 등은 약한 피부를 가속화시킵니다. 

▷ 혈압 상승에 영향

혈압상승작용을 하는 카테콜아민과 안지오텐신Ⅱ의 혈관 내피 민감도를 높입니다. 카테콜아민과 안지오텐신Ⅱ의 활성이 강화되는 거예요.

▷ 중추신경계에도 영향을 미치는데 아직 명확히 밝혀지진 않았으나 식욕촉진과 더불어 불안, 우울, 흥분 등 감정에 영향을 주는 것으로 봅니다.
코르티솔 기능이 무섭게 보이지만 과잉이나 저하가 아닌 이상, HPAA는 신체 항상성 유지를 위해 정교하게 작동합니다.

하나 더! 합성스테로이드

합성스테로이드는 부신피질 코르티코이드의 구조를 바꿔 활성도와 반감기를 증가시킨 것으로, 플루드로코르티손(Fludrocortisone)은 알도스테론과 같은 효능(코르티솔로는 10배)을 가지고, 프레드니솔론(Prednisolone)은 코르티솔의 4배, 덱사메타손(dexamethasone)은 코르티솔의 약 30배 효능을 가지고 있으며 반감기도 깁니다. 주로 항염제나 자가면역질환 치료제로 활용되는데 강력한 효과만큼 장기 투여하면 면역저하를 불러오고, 의원성 부신피질기능항진증으로 이어질 수 있어 사용에 주의가 필요합니다. 일정 기간 고용량을 투여했다면 끊을 때 테이퍼링해야 합니다. 

◆ 쿠싱증후군(Cushing’s syndrome)이란? 부신피질기능항진증(HyperAdrenoCorticism) 원인별 분류 _ 부신피질기능항진증 01 (tistory.com)

쿠싱증후군(Cushing’s syndrome)이란? 부신피질기능항진증(HyperAdrenoCorticism) 원인별 분류 _ 부신피질

 

■ 안드로겐(Adrogen) 

안드로겐은 남성호르몬을 통칭하는 것으로, 가장 강력한 것은 테스토스테론(testosterone)이며, 테스토스토론은 여성호르몬인 에스트로겐으로 전환될 수 있습니다. 성장기 이후에는 분비량도 적고, 과잉 분비로 인한 반려견과 반려묘의 수컷화는 큰 문제가 되지 않습니다. 전형적이지 않은 부신피질기능항진증에서 안드로겐의 과잉 분비가 보고되었습니다.

부신피질 호르몬 관련 질환은 부신피질기능항진인 쿠싱증후군, 고알도스테론증, 부신피질기능저하증인 애디슨병 등이 있습니다. 각 호르몬의 기능을 알면 질환의 임상징후를 쉽게 이해할 수 있습니다. 질환으로 들어가기 전에 호르몬 검사는 먼저 정리하겠습니다.

◆ 부신이란? _ 부신(adrenal gland)과 호르몬 01

 

부신(adrenal gland)이란? _ 부신과 호르몬 01

◆ 부신수질과 교감신경 _ 부신(adrenal gland)과 호르몬 03

 

부신수질(adrenal medulla)과 교감신경, 아드레날린수용체 _ 부신과 호르몬 03

 

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