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

■ 부신수질(adrenal medulla, 속질)

부신의 10~15% 정도를 차지하는 부신수질은 부신의 속으로 외배엽 신경능선에서 분화한 크롬친화성세포(Chromaffin cell)로 구성되며, 교감신경 절전신경과 연결되어 있습니다. 크롬친화성세포는 신경전달물질인 카테콜아민(catecholamine)을 합성하고 분비하는 세포로 부신수질과 교감신경절에 분포합니다. 카테콜아민이 크롬산에 갈색으로 염색되는 특징으로 붙여진 이름입니다. 미량이지만 혈관성 펩타이드도 함께 분비됩니다.

카테콜아민은 도파민(Dopamin), 노르에피네프린(norepinephrine), 에피네프린(epinephrine)으로 도파민은 중추에서 신경전달물질로 작용하고, NE와 EPI는 교감신경 절후신경에서 작용합니다. 신경전달물질로써의 카테콜아민은 각 조직의 교감신경 절후신경에서 분비되어 신경신호를 전달하지만, 부신수질에서 합성분비되는 카테콜아민은 부신정맥으로 방출, 혈류를 타고 이동해 표적세포를 만나 작용하는 것으로 호르몬으로 분류합니다. 

부신수질의 크롬친화성세포는 기본적으로 교감신경 절전신경의 Ach신호로 카테콜아민을 합성·분비하지만, 저혈당(에 대한 부신세포들의 주변분비나 자가분비) 같은 다른 자극에도 영향을 받습니다.

■ 에피네프린(epinephrine, 아드레날린)과 노르에피네프린(norepinephrine, 노르아드레날린)

부신수질 크롬친화성세포질 내에 전달된 타이로신은 L-Tyrosine → 타이로신수산화효소에 의해 L-DOPA → 방향족 L-아미노산 탈탄산효소에 의해 Dopamin → 크로마핀립 속에서 도파민 β-수산화효소에 의해 Norepinephrine → 페닐에탄올아민 N-메틸전이효소(PNMT)에 의해 Epinephrine의 순서로 합성됩니다. 

노르에피네프린은 교감신경 절후신경에서도 분비되지만, 노르에피네프린을 에피네프린으로 전환하는 PNMT가 대부분 부신수질에 있어서 에피네프린은 대부분 부신수질에서 분비된다고 할 수 있으며, 에피네프린과 노르에피네프린 분비 비율은 종마다 다르지만 대략 개는 EPI 70% NE 30%, 고양이는 EPI 60% NE 40%의 비율로 분비됩니다. 

부신수질에서 분비된 카테콜아민은 결합단백질과 결합해 혈류를 타고 이동하며, 신경 재흡수를 피해 간과 신장에서 대사되어 메타네프린(metanephrine, MN), 노르메타네프린(normetanephrine, NMN), 바닐릴만델산(vanillylmandelic acid, VMA) 등의 형태로 배설될 때까지 순환해, 교감신경 절후신경에서 분비되는 카테콜아민에 비해 반감기가  깁니다(기본적으로 카테콜아민의 반감기가 짧아 길어봤자 5분 내이지만). 또한 부신수질의 카테콜아민 저장소포는 과잉 합성된 카테콜아민을 자체적으로 대사해 메타네프린, 노르메타네프린을 혈류로 방출합니다. 

기능은 교감신경 반응으로 아래 아드레날린 수용체 반응으로 정리할 수 있는데, 예를 들어 와당탕 뛰며 체력을 소모하는 활발한 놀이를 할 때, 교감신경은 뇌에 충분한 산소와 포도당이 공급되어 뇌기능이 유지되도록 하면서 심장과 근육에도 에너지가 제공되도록 조절을 합니다. 가지고 있는 포도당은 뇌로 보내고, 기관지 확장으로 호흡을 촉진해 산소를 확보하고, 글리코겐을 포도당으로 분해하고, 지방을 분해해 에너지를 만들고, 심박수와 심박출량을 올려 혈압을 올리고, 위장관은 잠시 쉬도록 하면서 근육으로 보내는 혈액을 늘립니다. 이런 반응은 에피네프린과 노르에피네프린의 통합작용에 의해 이뤄집니다.

■ 아드레날린 수용체(Adrenergic receptor)

아드레날린 수용체는 에피네프린, 노르에피네프린에 반응하는 수용체로 신체 여러 곳에 분포되어 있고, α1, α2형과 β1, β2, β3형으로 나뉩니다. 수용체를 만났을 때 반응은 어떤 카테콜아민이, 어느 곳에, 어떤 수용체를, 얼마나 만났느냐, 수용체가 얼마나 있느냐에 따라 달라지며, 내용이 너무 많아 여기선 간단히 보겠습니다. α1수용체와 친한 건 노르에피네프린, β2수용체는 에피네프린과 많이 친하고 노르에피네프린과는 많이 소원합니다.

에피네프린은 부신수질에서 대부분 분비됨으로 부신수질에서 분비되어 순환하는 카테콜아민의 역할은 에피네프린 즉 β2수용체를 만나 대사 작용을 할 필요가 있음으로도 이해할 수 있습니다. 물론 내분비계도 신경계도 단순하게 작동하는 것은 아닙니다.

α1 : 민무늬근(smooth muscle, 평활근)의 혈관과 피부의 혈관을 수축, 간에서 글리코겐을 포도당으로 전환
α2 : 신경전달물질 분비 억제(NE 음성되먹임 포함), 소화액 분비 감소, 백색 지방조직 지방분해
β1 : 심장 수축력·심박수·전도속도·자율성 증가, 신장 레닌 분비
β2 : 간과 근골격의 글리코겐을 포도당으로 전환, 민무늬근 이완(위장관 소화 억제, 기관지 확장, 모양체 이완 등), 횡문근조직 수축
β3 : 갈색 지방조직에서 지방분해 촉진 및 발열반응

아드레날린 수용체 반응을 이용해 길항하거나 작용할 약물을 만들어 치료에 사용하는데, 심정지에 에피네프린을 투여하는 건 드라마나 영화에서 보셨을 것 같고, 운동선수 도핑테스트에도 등장하죠. 심장이나 혈관 외에도 α2를 이용한 진정·마취에도 사용되고, 민무늬근 수축·이완 매커니즘을 활용해 녹내장에서 안압을 감소시키고, 천식 등의 폐질환에서 기관지 확장, 조산에서 자궁근육을 제어하는 등 다양하게 사용되고 있습니다.

하나 더! 아드레날린 수용체를 검색했더니 췌장에서 α2수용체는 인슐린 분비를 억제하고, β2수용체는 인슐린 분비를 촉진하는데 β2에 강하다면서 혈당이 왜 오르죠? 췌장에는 β2수용체보다 α2수용체가 우세해 인슐린 분비 억제 반응이 강하고, 간과 근육에서 글리코겐을 포도당으로 전환해 혈당을 높입니다. 분포된 수용체의 위치(표적 장기)와 수용체 수(민감도), 어떤 수용체에 어떤 카테콜아민이 얼마만큼 결합하느냐에 따라 반응이 달라집니다.

■ 부신수질 질환

카테콜아민 분비는 부신수질 단독기능이 아니고 부신도 두 개여서 분비 저하로 인한 문제는 잘 발견되지 않습니다. 분비 과잉의 대표적인 질환은 크롬친화성세포종(Pheochromocytoma, 갈색세포종)으로 부신수질의 기능성 종양입니다. 부신피질 기능성 종양보단 적게 개에서 보고되고, 고양이는 이보다도 드물게 발병합니다. 크롬친화성세포종에서 이어가겠습니다.

 

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갈색세포종(Pheochromocytoma, 크롬친화성세포종)이란? 임상징후와 임상병리_부신수질종양 01

 

◆ 부신이란? _ 부신(adrenal gland)과 호르몬 01

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