[생리학] 11. 내분비선 (1) 내분비선과 호르몬 -2

11. 내분비선

 

11.1 내분비선과 호르몬 -2

(4) 호르몬 상호작용

하나의 표적조직은 보통 많은 다른 호르몬에 반응을 나타내고, 이 호르몬들은 길항적으로 작용하거나 함께 작용하여 첨가적이거나 보완적인 효과를 만들어냅니다. 호르몬 상호작용에는 협동적, 허용적, 길항적 상호작용이 포함됩니다. 특정 호르몬에 대한 표적조직의 반응은 호르몬 농도와 다른 호르몬의 효과에 따라 달라집니다.

 

 

◎ 협동효과와 허용효과

두 개 이상의 호르몬이 상호작용하여 어떤 특정 현상을 나타낼 때 이것은 협동효과(synergistic effect)라고 불립니다. 이러한 효과는 첨가적이거나 보완적일 수 있습니다. 첨가 효과의 대표적인 예는 심장에 대한 에피네프린과 노르에피네프린의 작용입니다. 이 각각의 호르몬들은 따로따로 심박수를 증가시키기도 하는데, 동시에 작용하면 심박수를 훨씬 더 크게 증가시킵니다. 여포자극호르몬(FSH)과 테스토스테론의 상호협력이 보완의 대표적인 예입니다. 각각의 호르몬은 사춘기 정자 생산의 다른 단계를 개별적으로 자극하지만, 완전한 정자 생산을 위해서는 두 개의 호르몬이 동시에 필요합니다. 유사하게, 유선은 유즙을 생산하고 분비하기 위해 에스트로겐(estrogen), 코르티솔(cortisol), 프로락틴(prolactin), 옥시토신(osytocin), 그리고 기타 다른 호르몬들의 협력을 필요로 합니다.

하나의 호르몬이 두 번째 호르몬에 대한 표적기관의 반응이나 두 번째 호르몬의 활성을 증가시킬 때, 그것은 두 번째 호르몬의 작용에 허용효과(permissive effect)를 미친다고 합니다. 예를 들어, 에스트로겐에 자궁을 미리 노출시키면 프로게스테론(progesterone)에 대한 수용체 단백질의 형성을 유도하고, 이는 다시 프로게스테론에 대한 자궁의 반응을 향상합니다.. 따라서 에스트로겐은 프로게스테론에 대한 자궁 반응에 상호 허용효과를 나타냅니다. 그리고 당류코르티코이드(글루코코르티코이드, glucocorticoid)는 카테콜아민의 작용에 허용효과를 미칩니다. 카테콜아민은 당류코르티코이드 농도가 비정상적으로 낮아 허용효과가 작용하지 않을 때 정상적일 때처럼 효과가 없습니다. 이 경우 비정상적인 저혈압이 발생합니다.

비타민 D₃은 간과 신장의 효소 작용으로 인해 두 개의 하이드록실기(-OH)를 첨가하여 1.25-디히드록시비타민(1.25-dihyd-roxyvitamin) D₃ 호르몬으로 전환됩니다. 이 호르몬은 혈액 속의 Ca²⁺ 농도를 증가시킵니다. 부갑상선호르몬(PTH)은 간과 신장에서 히드록실화효소(hydroxylating enzyme)의 생성을 촉진하므로 비타민 D₃ 작용에 허용효과가 있습니다.

 

◎ 길항효과

경우에 따라서는 어떤 호르몬이 다른 호르몬의 작용이나 효과를 억제합니다. 예를 들어 높은 혈중 에스트로겐 수치는 프로락틴의 작용과 분비를 억제하기 때문에 임신 중에 유즙 분비를 억제합니다. 길항작용의 또 다른 예는 지방 조직에 대한 인슐린과 글루카곤의 작용입니다. 즉, 지방형성은 인슐린에 의해 촉진되는 반면 글루카곤은 지방 분해를 촉진시킵니다.

 

(5) 호르몬 농도가 조직반응에 미치는 효과

혈액 호르몬 농도는 주로 내분비선에 의한 분비율을 반영하고 호르몬은 표적기관과 간에 의해 빠르게 제거되기 때문에 보통 혈액에 축적되지 않습니다. 일반적으로 호르몬의 양이 기준치의 절반으로 감소하는 데 필요한 시간을 반감기(half-life)라고 하며, 대부분의 호르몬은 몇분에서 몇 시간이 걸리기도 합니다. 하지만 갑상선 호르몬의 반감기는 며칠 정도 걸리기도 합니다. 간에 의해 혈액에서 제거된 호르몬은 효소에 의해 덜 활성화된 생성물이 됩니다. 예를 들어, 스테로이드는 혈액으로 방출되고 소변과 담즙과 같은 배설물에 더 잘 용해될 수 있는 극성 물질로 전환됩니다.

호르몬의 효과는 그들의 농도에 달려 있으며, 정상적인 조직 반응은 호르몬이 정상적인 생리적 농도 범위 내에 있을 때만 가능합니다. 호르몬을 고농도로 복용하면 생리적인 농도를 복용했을 때와는 전혀 다른 효과가 있습니다. 만약 한 호르몬의 양이 너무 많으면, 그것은 다른 혹은 유사한 호르몬의 조직 수용체 단백질과 결합하여 다른 생리적인 효과를 일으킬 수 있습니다. 일부 스테로이드 호르몬은 표적세포에 따라 생물학적 효과가 전혀 다른 물질로 변하기 때문에 하나의 스테로이드 호르몬을 다량 투여하면 생리적 기능이 다른 또 다른 스테로이드 호르몬이 생성됩니다.

염증성 질환을 앓고 있는 환자에게 높은 수준의 코르티손을 장기간 투여하면 골다공증과 연성조직 구조의 특징적인 변화가 발생합니다. 성스테로이드를 포함한 경구피임약은 부작용이 많은 것으로 알려져 있습니다.

 

◎ 기폭효과

정상적인 생리학적 한계 내에서의 호르몬 농도의 변화는 표적세포의 반응에 영향을 미칠 수 있습니다. 이것은 폴리펩티드와 당단백질 호르몬이 표적 세포의 수용체 단백질 수에 미치는 영향 때문입니다. 특정 호르몬에 반응하여, 더 많은 수용체가 표적세포에서 생산될 수 있습니다. 예를들어 시상하부에서 분비되는 소량의 성선자극호르몬-방출호르몬(gonadotropin-releasing hormone, GnRH)은 GnRH 자극에 대한 뇌하수체 전엽 세포의 민감도를 더욱 증가시킵니다. 이 동작을 기폭효과(priming effect) 또는 상향조정(upregulation)이라고 합니다. 후속 GnRH 자극은 뇌하수체 전엽에서 더 큰 반응을 유도합니다.

 

◎ 탈감작과 하향조절

고농도의 폴리펩티드 호르몬에 장기간 노출되면 표적세포는 탈감작(desensitization)됩니다. 동일한 농도의 호르몬에 지속적으로 노출되면 대상 조직의 반응이 감소합니다. 이러한 감퇴현상은 높은 농도의 호르몬이 표적세포에서 수용체 단백질의 수를 감소시키기 때문일 수 있는데, 이를 하향조절(downregulation)이라고 합니다. 고농도의 인슐린에 노출된 지방 조직과 고농도의 황체형성호르몬(luteinizing hormone)에 노출된 정소세포에서 이러한 수용체의 탈감작 및 하향 조절이 나타납니다. 정상적인 상태에서 탈감작를 방지하기 위해 폴리펩티드와 당단백질 호르몬이 지속적으로 분비되지 않고 짧은 시간 내에 한 번에 분비됩니다. 이러한 분비 패턴은 생식 시스템에서 호르몬 조절에 매우 중요한 역할을 합니다.