내분비계는 호르몬을 통해 신체의 항상성을 유지하고 다양한 생리적 기능을 조절하는 시스템이다. 호르몬은 특정 기관에서 생성되어 혈류를 통해 표적 기관으로 전달되며, 신체 성장, 대사 조절, 스트레스 반응, 생식 기능, 면역 반응 조절 등에 중요한 역할을 한다. 호르몬 시스템의 균형이 깨지면 당뇨병, 갑상선 기능 장애, 부신기능 이상 등 다양한 질환이 발생할 수 있다.
01. 호르몬 합성(Hormone Synthesis)
호르몬은 세 가지 주요 유형으로 분류되며, 각각의 합성 방식과 특징이 다르다.
A. 스테로이드 호르몬(Steroid Hormones)
- 합성 위치: 부신피질(Adrenal Cortex), 생식선(Gonads), 태반(Placenta)
- 합성 경로: 콜레스테롤을 원료로 하여 합성됨.
- 특징: 소수성이 강하여 세포막을 자유롭게 통과할 수 있으며, 세포 내 수용체와 결합하여 유전자 발현을 조절함.
- 예: 코르티솔(Cortisol), 알도스테론(Aldosterone), 에스트로겐(Estrogen), 테스토스테론(Testosterone)
B. 펩타이드 호르몬(Peptide Hormones)
- 합성 위치: 뇌하수체(Pituitary Gland), 갑상선(Thyroid), 부갑상선(Parathyroid), 췌장(Pancreas)
- 합성 경로: 리보솜에서 전구 단백질(prohormone) 형태로 합성된 후, 골지체에서 활성화됨.
- 특징: 친수성이 강하여 혈액에서 자유롭게 운반되며, 세포막 수용체와 결합하여 이차전령을 통해 신호를 전달함.
- 예: 인슐린(Insulin), 글루카곤(Glucagon), 부갑상선호르몬(PTH)
C. 아민계 호르몬(Amino Acid-Derived Hormones)
- 합성 위치: 부신수질(Adrenal Medulla), 갑상선(Thyroid)
- 합성 경로: 티로신(Tyrosine) 또는 트립토판(Tryptophan)에서 유래함.
- 특징: 일부는 소수성(갑상선호르몬), 일부는 친수성(카테콜아민)이다.
- 예: 에피네프린(Epinephrine), 노르에피네프린(Norepinephrine), 갑상선호르몬(T3, T4)
02. 호르몬 분비 조절(Hormone Secretion Regulation)
호르몬의 분비는 신체의 요구에 따라 조절되며, 주로 세 가지 기작에 의해 조절된다.
A. 신경 조절(Neural Regulation)
- 신경계가 직접 호르몬 분비를 조절함.
- 예: 교감신경이 부신수질을 자극하여 에피네프린 분비를 유도함.
B. 호르몬 간 조절(Hormonal Regulation)
- 한 호르몬이 다른 호르몬의 분비를 촉진하거나 억제함.
- 예: 시상하부(Hypothalamus)에서 방출되는 TRH가 뇌하수체에서 TSH 분비를 유도하고, TSH는 갑상선에서 T3, T4 분비를 촉진함.
C. 체액 조절(Humoral Regulation)
- 혈액 내 특정 이온 또는 대사산물 농도 변화가 호르몬 분비를 조절함.
- 예: 혈중 포도당 농도가 증가하면 췌장에서 인슐린 분비가 증가함.
03. 호르몬 수용체 조절(Hormone Receptor Regulation)
호르몬이 작용하기 위해서는 표적 세포의 수용체와 결합해야 하며, 수용체의 발현과 감수성이 조절될 수 있다.
A. 수용체 상향 조절(Upregulation)
- 호르몬 농도가 낮을 때 수용체의 수를 증가시켜 민감도를 높임.
- 예: 신경세포에서 도파민 수용체 증가.
B. 수용체 하향 조절(Downregulation)
- 지속적인 높은 농도의 호르몬이 존재할 때 수용체의 수를 감소시켜 과도한 반응을 방지함.
- 예: 인슐린 저항성에서 인슐린 수용체의 감소.
C. 수용체의 변형(Modulation)
- 호르몬 신호를 조절하기 위해 수용체의 구조 또는 기능이 변경됨.
- 예: 일부 스테로이드 호르몬 수용체는 DNA에 결합하여 특정 유전자의 발현을 직접 조절함.
04. 호르몬 작용 기전과 이차전령(Hormone Mechanism & Second Messenger System)
호르몬은 표적 세포의 수용체와 결합한 후 특정 신호 전달 체계를 활성화하여 생리적 반응을 유도한다.
A. 세포 내 수용체(Intracellular Receptors)
- 스테로이드 호르몬과 갑상선 호르몬
- 호르몬이 세포막을 통과하여 세포질 또는 핵 내 수용체와 결합함.
- DNA 전사 조절을 통해 단백질 합성을 조절함.
B. 세포막 수용체(Membrane Receptors)
- 펩타이드 호르몬과 카테콜아민
- 세포막 수용체와 결합한 후, 이차전령 시스템을 통해 신호를 전달함.
C. 주요 이차전령 시스템(Second Messenger System)
- cAMP 시스템: G-단백질 연결 수용체(GPCR)를 통해 활성화되며, 단백질 인산화 반응을 촉진함.
- 예: 글루카곤이 간세포에서 cAMP를 증가시켜 글리코겐 분해를 촉진함.
- IP3-DAG 시스템: 세포 내 칼슘 방출을 유도하여 다양한 신호를 조절함.
- 예: 혈관수축 작용을 하는 바소프레신(Vasopressin) 신호.
- 티로신 키나아제(Tyrosine Kinase) 시스템: 단백질 인산화를 통해 세포 성장과 대사 조절에 관여함.
- 예: 인슐린 수용체가 티로신 키나아제를 활성화하여 포도당 흡수를 촉진함.
<출 처>
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원본 파일 (3,700 × 2,316 픽셀, 파일 크기: 2.86 MB, MIME 종류: image/png) 파일 설명 설명Thyroid hormone synthesis.png English: Synthesis of thyroid hormones. Reference: Chapter 48, "SYNTHESIS OF THYROID HORMONES" in: Walter F., PhD. Boron
ko.m.wikipedia.org
D5: Hormones and Metabolism (HL)
In the Hormones and Metabolism unit we will learn This unit will last 5 school days
www.mrgscience.com
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