1. 내분비선과호르몬 - KNUapp-mic/resources/lecture/animal... · 2015-08-31 · Chapter 8. 내분비선 2. 호르몬작용기전-혈중호르몬에대해target cell 만이반응-receptor

Chapter 8. 내분비선

1. 내분비선과 호르몬- 내분비선 (endocrine gland) : 호르몬을 생성,혈액으로 분비 -> 혈액 : 호르몬을 표적기관에 수송

☞ 신경호르몬 : 뉴런에 의해 혈액으로 분비되는 호르몬


1) 호르몬의 화학적 분류1. 아민(amine) : tyrosine 과 tryptophan으로부터 유래

- 부신수질, 갑상선, 송과선 등에 의해 분비2. polypeptide & protein :

- 항이뇨호르몬 & 성장호르몬 …3. Glycoprotein : 하나이상의 탄수화물과 결합된 단백질

- 여포자극호르몬, 항체형성호르몬4. Steroid : 콜레스테롤에서 유래한 lipid

- testosterone, estradiol, progesterone, cortisol☞ Lipophilic hormone(지방친화성 호르몬) :

- 비극성호르몬으로 지질에 잘 녹음- 표적세포에 쉽게 진입 극성호르몬- 스테로이드 호르몬, 갑상선호르몬(그림 참조)

☞ Prohormone : 호르몬의 전구물질


2) 신경과 내분비조절의 공통점- 내분비계 조절 -> 신경계조절과 유사- 일부 호르몬 -> 신경전달물질로도 작용 ex) 뇌의 polypeptide Hm- 특정의 물질이 생리적조절에 작용하기 위한 공통조건

1. 표적세포 : 조절분자에 대한 특정 수용체단백질(receptor) 필요2. 조절분자의 결합 -> 표적세포의 특정변화 야기3. 조절자(regulator)의 작용을 신속히 차단하기 위한 메커니즘 필요

3) 호르몬의 상호작용- 특정호르몬에 대한 표적세포의 반응 -> 호르몬 농도와 다른 호르몬의 효과에 좌우

(1) 협동적 효과(synergistic effect)- 두개이상의 호르몬이 상호작용하여 특정의 현상을 나타냄- 첨가적이거나 보완적효과로 나타남

ex) 심장박동수에 대한 에피네프린과 노르에피네프린 -> 첨가적 증가(각각은 별도로 작용 가능)정자생성을 위한 여포자극홀몬과 testosteron -> 보완적 (별개의 단계 자극)

(2) 허용적(permissive effect)- 한 호르몬이 두번째 호르몬에 대한 표적기관의 반응이나 두번째호르몬의 활성을 증가

(3) 길항적(antagonistic effect)- 한 호르몬이 다른 호르몬의 작용이나 효과를 억제

ex) 지방조직에 대한 인슐린과 글루카곤의 작용- 인슐린 : 지방형성 촉진- 글루카곤 : 지방분해 촉진


4) 호르몬 농도와 조직반응- 혈중 홀몬 농도 :

- 내분비선에 의한 분비율에 의존- 표적가관과 간에 의해 신속히 제거- 반감기 : few minutes - few hours # 갑상선홀몬 : few days

- 홀몬의 효과 : 농도에 의존- 정상적 생리농도 범위 -> 정상적 조직반응- 과다섭취 -> similar or other Hm의 수용체에 결합 -> 다른 생물학적 효과 발생

☞ 기폭효과(Priming effect, upregulation)- 특정홀몬(polypeptide, glycoprotein Hm)에 반응하여 표적세포의 수용체 수 증가

ex) GnRH(gonadotropin-releasing Hm, 성선자극홀몬-방출홀몬) -> 뇌하수체전엽세포의 민감성 증대

☞ 불감지화 (desensitization, downregulation)- 특정홀몬의 동일한 농도에 지속적으로 노출 -> 표적조직의 반응 감소- 고농도 polypeptide Hm에 지속적 노출의 경우- 표적세포의 수용체 숫자 감소- 인슐린 <-> 지방조직, 황체형성홀몬 <-> 고환세포- 생체적응 : 지속적 분비보다 짧은 시간 다량분비


2. 호르몬 작용기전- 혈중호르몬에 대해 target cell 만이 반응- receptor protein-hormone 상호작용 특징

1) 특이성 (specificity) : 호르몬에 대한 특이적인 수용체를 가져야 함2) 높은 친화력(high affinity)3) 낮은 수용능력 : 표적세포의 제한된 수용체 숫자 -> 포화(saturation)

- 수용체 단백질의 위치 : -> 지용성 호르몬 : 표적세포내부-> 수용성호르몬 : 막표면

1) 지용성 호르몬- 스테로이드, 갑상선 호르몬

-> 스테로이드 H : 부신피질과 생식소에서만 분비- 혈장내 운반단백질에 의해 표적세포로 이송- 표적세포내에서 nuclear hormone receptor(NHR)와 결합- 유전자전사에 관여 -> NHR이 transcription factor로 작용- NHR : 두개의 binding domain을 가짐

-> for hormone & for DNA (hormone response element)

☞ 스테로이드호르몬과 표적세포- 혈중 운반체 단백질- 세포질 내 수용체단백질- DNA 특정결합부위- 표적세포의 특정효소 합성 지시

☞ 스테로이드호르몬 활성화기작- 두개의 결합영역- 홀몬 반응요소- homodimerization

☞ 갑상선호르몬 수송- 갑상선이 분비하는 thyroxine(T4)- TBG(thyroxine binding protein) 관여- 수용체 단백질 : 핵에 위치- 세포질내에서 T4 -> T3 변환- T3 수용체 : 핵내에 존재- 세포질내 별도의 T3결합단백질 관여

☞ 갑상선호르몬 활성화기작- 두개의 결합영역- T3 수용체- RXR(retinoid X receptor)- Heterodimerization


2) 수용성 호르몬

- 카테콜아민, polypeptide, glycoprotein- 표적세포막에 수용체 분자- 표적세포내의 별도 중재자 필요

-> second messanger <-> first messanger : hormone

- second messanger 생산을 위해 막의 특정단백질 활성화-> adenylate cyclase : 에피네프린의 β-아드레날린 작동성 효과-> phospholipase C : 에피네프린의 α-아드레날린 수용체 관여-> tyrosine kinase : 인슐린

Phosphodiesterase ->


☞ phospholipase C-Ca+2 2차 전령계- 세포질속 Ca+2 농도 : 원형질막의 Ca pump에 의해 저농도로 유지- 소포체막에도 Ca+2 pump 존재 -> cisternae로 Ca+2 수송- 세포질내로의 Ca+2 확산 -> 2차 전령계로 작용

☞ 에피네프린에 의한 두가지 2차 전령계의 활성화- 에피네프린의 표적기관 자극 기전- 표적세포막의 아드레날린 작동성 수용체에 결합- 두 종류의 수용체 존재

☞ tyrosine kinase second messanger- insulin, growth factor의 receptor - ligand-binding site vs enzymatic site- autophosphorylation- signal moolecule의 인산화


3. 뇌하수체 호르몬- 뇌하수체(pituitary gland) :

-> 간뇌부위의 아래쪽에 위치-> 구조적, 기능적으로 구분된 전엽과 후엽으로 구분


1) 뇌하수체 전엽 : 자극호르몬(trophic hormone) 생성 분비

1. 성장호르몬(growth hormone, GH) -> 아미노산 수송 증가로 단백질합성 촉진 -> 조직과 기관 성장2. 갑상선자극호르몬(thyroid-stimulating H, TSH) -> 갑상선자극 -> thyroxin(T4), T3 합성분비3. 부신피질 자극호르몬(ACTH, corticotropin) -> 부신피질 자극 -> cortisol 분비4. 여포자극호르몬(FSH, folliculotropin) -> 여성난포성장자극, 남성 정자생산 자극5. 황체형성호르몬(LH, luteotropin) -> 여성의 배란과 황체형성 자극, 남성의 testosteron 분비 자극6. 프로락틴(prolactin, PRL) -> 분만후 여성의 젖분비 촉진, 남성, 여성 모두에서 분비

2) 뇌하수체 후엽 : 항이뇨호르몬과 옥시토신 저장, 방출1. 항이뇨호르몬(ADH) -> 신장에 의한 수분보유 도모 소변속 수분손실 감소

혈액의 수분보유 증가2. 옥시토신(oxytocin) -> 분만 중 자궁수축에 관여

뇌하수체전엽호르몬


3) 뇌하수체후엽의 시상하부 통제- ADH, oxytosin : 시상하부의 시삭상핵과 실방핵에서 합성- 시상하부-하수체로 축삭을 따라 후엽으로 운반- 저장 후 방출 : 저장기관으로서의 후엽 역할- 홀몬의 방출 : 신경내분비반사(neuroendocrine reflex)에 의해 통제


4) 뇌하수체전엽의 시상하부 통제- 뇌하수체 전엽 홀몬: 다른 내분비선 조절 -> master gland(지배자선)으로 불림- 시상하부홀몬 : 뇌하수체 전엽 홀몬 분비 통제 -> 진정한 master gland 아님- 시상하부의 뇌하수체 전엽 통제 : 홀몬 조절에 의함 (not 신경조절)- 시상하부 : 뇌하수체 전엽 홀몬의 방출홀몬(releasing H), 억제홀몬(inhibiting H)을 분비

(CRH)


5) 뇌하수체전엽의 피드백 통제(1) 음성피드백 통제

- 뇌하수체 전엽의 홀몬 분비 : 표적세포 홀몬의 음성피드백억제에 의해 통제ex) ACTH 분비 - corticosteroid 분비 증가로 억제

TSH - 티록신 분비 증가로 억제- Target gland의 제거로 확인

- 억제 효과의 두 가지 양상1. 표적선 홀몬(target gland H)이 시상하부에 작용 -> 방출홀몬 분비 억제2. 표적선 홀몬이 뇌하수체 전엽에 작용 -> 방출홀몬에 대한 반응 억제

(2) 양성피드백 통제

- 월경주기 중간시기 : estradiol 분비 증가 -> 뇌하수체 전엽 자극 -> LH의 폭발적 분비 -> 배란 유도


4. 부신(adrenal gland)- 신장 위 별도의 기관- 수질과 피질로 구분 : 구조적, 기능적, 발생학적으로 다름- 수질(adrenal medulla)

-> 신경섬유에 의해 자극 -> 에피네프린 분비- 피질(adrenal cortex)

-> 호르몬에 의해 자극 -> 코르티코이드 분비


1) 부신피질의 기능- steroid hormone (corticosteroid, corticoid) 분비

1. 염류 코르티코이드(mineralocorticoid) : Na+와 K+ 균형 조절2. 당류 코르티코이드(glycocorticoid) : 포도당, 유기분자의 대사 조절3. 성스테로이드(sex steroid) :


2) 부신수질의 기능- epinephrine, norepinephrine (4:1) 분비

-> 교감신경계의 자극과 유사한 효과 발생 : ☞ 스트레스와 부신

(corticotropin-releasing H)


5. 갑상선과 부갑상선(thyroid gland, parathyroid gland)1) 갑상선

-> 갑상선소포에 의해 혈 중 요오드를 축적, thyroglobulin 단백질 속의 tyrosine 에 결합 -> MIT, DIT 형성-> MIT와 DIT의 결합으로 갑상선호르몬 T4(thyroxin), T3 합성 -> TSH의 자극에 의해 혈액으로 분비-> 기초대사율(basal metabolic rate, BMR) 증가

그림. 요드결핍에 의한 갑상선종


2) 부갑상선- 갑상선 측엽의 뒤쪽에 위치 -> 4개의 부갑상선으로 구성- 부갑상선호르몬(parathyroid hormone, PTH) 분비 -> only- 혈중 Ca+2 수준 통제에 있어 중요한 역할- 뼈, 신장, 장에 작용 혈중 칼슘농도 증가


5. 췌장(이자, pancreas)- 내분비 및 외분비 기능

-> 내분비 부분 : 랑게르한스섬(이자섬, 췌장도)로 구성-> α-세포, β-세포 로 구성

- α-세포 : 글루카곤 분비 vs β-세포 : 인슐린 분비

☞ 글루카곤 : - 간 자극 -> 글리코겐-> 포도당 분해 촉진 -> 혈당농도 증가- 지방분해 자극 -> 유리지방산 혈중 방출- 단식기간 중 에너지 항상성 유지에 도움

☞ 인슐린 :- 포도당 흡수, 포도당의 글리코겐 및 지방 전환 촉진- 아미노산, 단백질 합성 촉진- 혈당농도 증가 시 에너지 저장 촉진




6. 송과선 (pineal gland)- 상경신경절의 교감신경계에 의해 자극 -> melatonin 분비- melatonin 분비 -> 시신경교차상핵 (suprachiasmatic nucleus, SCN) 활성에 의해 자극

- 신체 일주기 리듬 관장


7. Autocrine vs Paracrine- hormone 과 신경전달물질 이외의 조절분자

-> autocrine regulator : 한 기관의 같은 조직내에서 생성 -> 그 조직에 작용ex) cytokine : 면역계의 다른 세포 조절, growth factor : 기관의 성장과 세포분열 촉진

prostaglandin : 거의 모든 기관에서 생성 다양한 조절 작용-> paracrine regulator : 한 기관의 한 조직에서 생성 -> 다른 조직을 조절

Cyclooxigenase(COX)Lipoxygenase(LOX)

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