|
호르몬 합성, 377 |
|
호르몬 분비의 조절, 381 |
|
호르몬 수용체의 조절, 383 |
|
호르몬 작용과 이차 전달자의 기작, 384 |
|
시상하부-뇌하수체 관계, 387 |
|
전엽호르몬, 390 |
|
후엽호르몬, 395 |
|
갑상선 호르몬, 400 |
|
신수질과 피질, 408 |
|
췌장의 내분비 기능, 420 |
|
칼슘과 인산 대사의 조절, 428 |
|
요약, 437 |
|
도전, 438 |
신경계와 협력하여 내분비 시스템이 항상성에 대해 책임을 지고 있다. 성장, 발달, 재생산, 혈압, 혈액에 있는 이온과 다른 물질들의 농도, 그리고 행동조차도 모두 내분비 시스템에 의해 조절된다. 내분비 생리학은 표적 조직에의 호르몬 분비와 그리고 그에 뒤따르는 작용을 포함한다.
호르몬은 펩티드, 스테로이드, 또는 아민으로 분류되는 화학물질이다. 호르몬은 적은 양으로 순환계에 분비되고 표적 조직으로 운반되고 거기에서 생리학적 반응을 일으킨다. 호르몬은 일반적으로 내분비선에서 발견되는 내분비 세포에 의해 합성되고 분비된다. 표 9-1은 9장과 10장에서 사용되는 호르몬과 그 약어의 목록이다.
종래의 내분비선들은 시상하부, 뇌하수체 전ㆍ후엽, 갑상선, 부갑상선, 신장에 가까운 외피, 신피질, 신수질, 생식선, 태반 그리고 췌장이다. 신장 또한 하나의 내분비선으로 간주된다. 그리고 내분비 세포들은 위장관 도처에서 발견된다. 표 9-2는 중요한 호르몬들, 그 호르몬들의 발생선, 화학적 특성, 그리고 주요 작용들을 요약한다. 동반된 표 9-1은, 내분비선과 그 호르몬 분비의 그림 개요이다.
그림 9-1 각각의 선에서 분비되는 내분비선
호르몬 합성
호르몬은 3가지의 부류 중 하나로 분류된다: 펩티드와 단백질, 스테로이드, 또는 아민. 각 종류는 그것의 생합성 경로에서 다르다: 펩티드와 단백질 호르몬은 아미노산으로부터 합성된다; 스테로이드 호르몬은 콜레스테롤 유래이다; 그리고 아민 호르몬은 티로신의 유래이다.
펩티드와 단백질 호르몬 합성
대부분의 호르몬은 실제로 펩티드 또는 단백질이다. 생합성 통로는 생화학에서 친밀하다. 펩티드의 1 차 아미노산 서열은 베껴진 모양 계속 저 호르몬을 위한 유전자인 특정한 메신저 ribonucleotide (mRNA)에 의해 안으로 지시했다. 펩티드 호르몬을 위한 생합성 통로는 숫자 9-2에서 요약된다. 숫자에 있는 돈 수는 뒤에 오는 단계들과 상응한다:
표 9-1 내분비 생리학에서 일반적으로 사용되는 약어들
약어 |
호르몬 |
약어 |
호르몬 |
ACTH |
부신피질호르몬 |
LH |
황체형성호르몬 |
ADH |
항이뇨호르몬 |
MIT |
Monoiodo tyrosine |
CRH |
부신피질호르몬 유리호르몬 |
MSH |
멜라닌세포 자극호르몬 |
DHEA |
Dehydroepiandrosterone |
PIF |
프로락틴 저해 인자 |
DIT |
Diiodotyrosine |
POMC |
Pro-opiomelanocortin |
DOC |
11-Deoxycorticosterone |
PTH |
부갑상선 호르몬 |
FSH |
여포자극호르몬 |
PTU |
Propylthiouracil |
GHRH |
성장호르몬 유리호르몬 |
SRIF |
somatotropin 방출-저해 인자 |
GnRH |
성선자극호르몬 유리호르몬 |
T3 |
트리요도티로신 |
HCG |
융모성 성선자극호르몬 |
T4 |
티로신 |
HGH |
성장호르몬 |
TBG |
티로신 결합 글로불린 |
HPL |
인간 태반성 락토젠 |
TRH |
갑상선자극호르몬 유리호르몬 |
IGF |
인슐린류 성장인자 |
TSH |
갑상선자극호르몬 |
표 9-2 내분비선과 호르몬의 작용 요약
내분비선 |
호르몬 |
화학적 분류 |
주작용 |
시상하부 |
TRH |
펩티드 |
TSH와 Prolactin |
|
CRH |
펩티드 |
ACTH 분비촉진 |
|
GnRH |
펩티드 |
LH와 FSH 분비촉진 |
|
SRIF |
펩티드 |
성장호르몬의 분비 저해 |
|
PIF |
아민 |
prolactin 분비 저해 |
|
GHRH |
펩티드 |
성장호르몬의 분비 촉진 |
뇌하수체전엽 |
TSH |
펩티드 |
티로신 호르몬의 합성과 분비 촉진 |
|
FSH |
펩티드 |
정소의 sertoli 세포에서의 정자 성숙을 촉진 난소에서 낭포의 발달과 estrogen 합성 촉진 |
|
LH |
펩티드 |
정소의 Leydig 세포에서 testosterone 합성 촉진 난소에서 배란, 황체형성, estrogen과 progesterone 합성 촉진 |
|
Growth hormone |
펩티드 |
단백질 합성과 전체적 성장 촉진 |
|
Prolactin |
펩티드 |
가슴의 우유 생산과 분비 촉진 |
|
ACTH |
펩티드 |
신피질 호르몬(cortisol, androgens, aldosterone) 합성과 분비 촉진 |
|
MSH |
펩티드 |
멜라닌 합성 촉진 |
뇌하수체후엽 |
Oxytocin |
펩티드 |
가슴에서의 젖 분비와 자궁수축 촉진 |
|
ADH |
펩티드 |
집합관의 주세포에서의 수분 재흡수와 세동맥수축 촉진 |
갑상선 |
T3, T4 |
아민 |
뼈의 성장; 산소 소비; 열 생산; 단백질, 지질 그리고 탄수화물 이용; 중추신경계의 분만 후의 성숙 촉진 |
|
Calcitonin |
펩티드 |
혈청 [Ca2+] 감소 |
부갑상선 |
PTH |
펩티드 |
혈청 [Ca2+] 증가 |
신피질 |
Cortisol |
스테로이드 |
당신생성 촉진; 염증반응 저해; 면역반응 억제; catecolamine에 대한 관상 반응 증가 |
|
Aldosterone |
스테로이드 |
신장에서의 Na+재흡수, K+분비, 그리고 H+분비 증가 |
|
DHEA 와 androstenedione |
스테로이드 |
정소로 부터의 테스토스테론의 작용을 볼 것(아래) |
정소 |
Testosterone |
스테로이드 |
정자형성 촉진; 남성 이차 성징 촉진 |
난소 |
Estradiol |
스테로이드 |
여성 생식계의 성장과 발달, 생리주기의 포상, 가슴의 발달, prolactin 분비 촉진; 임신 유지 |
|
Progesterone |
스테로이드 |
생리주기의 황체상체 촉진; 임신유지 |
황체해면 |
Estradiol과 progesterone |
스테로이드 |
난소의 estradiol 과 progesterone의 작용을 볼것(위) |
태반 |
HCG |
펩티드 |
임신초기의 황체해면에서 estrogen과 progesterone의 합성 촉진 |
|
HPL |
펩티드 |
임신동안 성장호르몬과 같은 그리고 prolactin과 같은 작용을 가짐 |
|
Estradiol |
스테로이드 |
난소에서의 estradiol의 작용을 볼것(위) |
|
Progesterone |
스테로이드 |
난소에서의 progesterone의 작용을 볼것(위) |
췌장 |
Insulin(ß cell) |
펩티드 |
혈당 감소 |
|
Glucagon(⍺ cell) |
펩티드 |
혈당 증가 |
신장 |
Renin |
펩티드 |
angiotensinogen의 angiotensin I 으로의 변환 촉매 |
|
1,25-Dihydroxycholecalciferol |
스테로이드 |
Ca2+의 장내 흡수 증가; 뼈 광화작용 |
부신 수질 |
Norepinephrine epinephrine |
아민 |
교감신경계의 작용을 볼 것(2장) |
1. 핵에서, 호르몬 유전자는 mRNA로 전사된다. 일반적으로 단일 유전자가 각 펩티드 호르몬의 일차 구조을 나타낸다.(왜냐하면 거의 모든 펩티드 호르몬들의 유전자는 복제되었고, 재조합 DNA 기술은 사람의 펩티드 호르몬 합성을 가능케 하였다.
2. mRNA는 세포질로 옮겨지고 리조솜에서 첫 번째 단백질 산물, preprohormone로 번역된다. mRNA의 번역은 N-말단에서 신호 펩티드로 시작된다. 번역은 정지하고 신호 펩티드는 결합단백질을 거쳐 세포내세망에 부착한다. 번역은 세포내세망에서 전체 펩티드 배열(예를 들어, preprohormone)이 생성될 때까지 계속된다.
3. 신호 펩티드는 preprohormone를 prohormone로 변형시키는 세포내세망에서 제거된다. prohormone은 완전한 호르몬 배열과 다른 펩티드 배열들을 가지고 있는데 그것은 마지막 단계에서 제거된다. prohomone에 있는 몇 가지의 “다른” 펩티드들은 호르몬이 적절하게 접혀지는데 필수적이다(예를 들면, 분자 결합의 형성)
4. prohormone은 골지체로 운반되어 거기서 분비 소포에 포장된다. 분비 소체에서 단백질 분해 효소들은 최종 호르몬을 생성하기 위해 prohormone으로부터 펩티드 배열을 분해한다. 골지체의 다른 기능들은 호르몬의 당화와 인산화를 포함한다.
5. 최종 호르몬은 분비 소포에 내분비 세포가 자극될 때까지 저장된다. 예를 들면, 부갑상선 호르몬 (PTH)는 부갑상선의 주요 세포에 있는 소포에서 합성되고 저장되었다. PTH의 분비를 위한 자극은 낮은 세포외 칼슘(Ca2+)의 농도이다. 부갑상선상의 감지기가 세포 밖의 낮은 칼슘(Ca2+) 농도를 감지하면, 분비 소포는 세포막으로 이동되고, 거기에서 그들은 토세포작용에 의해 혈액으로 분출된다. 분비소포의 보조펩티드 와 쪼개진 효소들은 PTH와 함께 분출된다.
스테로이드 호르몬 합성
스테로이드 호르몬은 신피질, 생식선, 황체, 그리고 태반에서 합성되고 분비된다. 스테로이드 호르몬은 코티솔, 알도스테론, 에스트라디올과 에스트리올, 프로게스테론, 테스토스테론, 그리고 1,25-dihydroxy- cholecalciferol이다. 모든 스테로이드 호르몬은 콜레스테롤로부터 얻어진다. 콜레스테롤은 스테로이드 핵의 잔기의 제거와 첨가, 수산화, 또는 방향족화에 의해 변형된다. 부신 피질 호르몬과 1,25- dihydroxycholecalciferol의 생합성 경로는 이 장에서 논의 된다. 성 스테로이드 호르몬의 경로들은 10장에서 논의된다.
아민 호르몬 합성
아민 호르몬은 카테콜아민들(epinephrine, norepinephrine 및 dopamine)과 갑상선 호르몬들이다. 아민 호르몬은 아미노산인 티로신으로부터 얻어진다. 카테콜아민을 위한 생합성 경로는 1장에서 논의 되었다. 갑상선 호르몬은 이 장에서 논의된다.
호르몬 분비의 조절
항상성을 유지하기 위하여, 호르몬의 분비는 필요에 따라서 시작되고 끝나야 한다. 분비 비율의 조정은 조정은 신경 기작이나 되먹임 기작에 의해 이루어질 수 있다. 신경 기작은 카테콜아민의 분비에 의해 설명된다. 거기에서 부신 수질에 절전 교감신경의 신경이 시냅스를 형성하고, 촉진되면, 혈행에 카테콜아민 분비를 일으킨다. 되먹임 기작이 신경 기작 보다 일반적이다. “되먹임”이라는 용어는 호르몬에 대한 생리적 반응의 어떤 인자가 자신의 분비 비율을 변화시킴으로써 직접, 또는 간접으로 호르몬을 분비한 내분비선에 “되먹임”한다는 것을 의미한다. 되먹임은 음성 또는 양성일 수 있다. 음성적 되먹임이 가장 중요하며 호르몬 분비를 조절하는 가장 일반적인 기작이다; 양성 되먹임은 드물다.
그림 9-3 음성적, 양성적 되먹임 기작 : 시상하부-뇌하수체 축이 이 설명의 예로 사용되었다. 단일선과 plus(+)는 촉진을, 점선과 minus(-)는 저해를 나타낸다.
음성 되먹임
실제로 모든 기관계의 항상성 조절의 기저에는 음성 되먹임의 원리가 깔려 있다. 예를 들면, 4장에서, 음성 되먹임이 동맥압의 조절에서 논의 되었다. 거기에서 혈압의 조그만 변화는 정상적 혈압으로 복구하는 기작을 활성화 한다. 동맥 혈압의 감소는 압수용기에 의해 감지되고 그것은 혈압을 증가시키는 기작을 활성화한다. 혈압이 정상으로 돌아감에 따라, 동요는 압수용체에 더 이상 감지되지 않는다. 그리고 앞서 활성화 되었던 이들 기작은 멈춘다. 되먹임 기작이 보다 민감해질수록 정상 이상 또는 이하의 혈압의 진폭은 작아진다.
내분비계에서, 음성 되먹임은 직접 또는 간접적인 호르몬 작용의 어떤 형태가 호르몬의 더 이상의 분비를 저해함을 의미한다. 음성 되먹임의 고리를 그림 9-3에 도시하였다. 설명을 위하여 시상하부가 뇌하수체 전엽에 관계되며, 뇌하수체 전엽은 주변 내분비선에 관련됨을 보였다. 그림에서, 시상하부는 뇌하수체 호르몬의 분비를 자극하는 방출 호르몬을 분비한다. 뇌하수체 전엽 호르몬은 그때 주변 내분비선(예을 들면, 정소)에 호르몬(예를 들면, testosterone)을 분비하도록 작용한다. testosterone은 표적 조직(예를 들면, 골격근)이 생리적 활동을 하도록 작용한다. 이 호르몬들은 뇌하수체 전엽과 시상하부에 호르몬 방출을 막도록 “되먹임” 한다. Long-loop feedback는 호르몬이 시상하부-뇌하수체 축에 모두 되먹임 함을 의미한다. Short-loop feedback은 뇌하수체 전엽 호르몬이 시상하부에 시상하부-방출 호르몬의 분비를 막도록 되먹임 하는 것을 의미한다. 그림에서 보여지지 않은 것은 ultrashort-loop feedback 이라고 불리는 세 번째 가능성이다. ultrashort-loop feedback에서 시상하부 호르몬은 그 자신의 분비를 저해한다(예를 들면 성장호르몬-방출 호르몬[GHRH] 는 GHRH의 방출을 저해한다).
어떤 종류이든지 음성 되먹임 기작의 최종 결과는 호르몬 수준이 적합 또는 높음으로 판단되면(생리적 작용에 의해) 호르몬의 더 이상의 분비는 저해된다. 호르몬 수준이 적합 또는 낮음으로 판단되면 호르몬의 분비는 촉진된다.
시상하부-뇌하수체 축을 사용하지 않는 음성 되먹임의 다른 예들이 있다. 그 예로, 인슐린은 혈당 농도를 조절한다. 바꾸어 말해, 인슐린 분비는 혈당 농도의 변화에 의해 작용하거나 하지 않는다. 따라서, 혈당 농도가 높을 때, 췌장으로 부터의 인슐린 분비는 시작된다; 그때 인슐린은 혈당 농도가 정상으로 돌아가도록 감소시키기 위하여 표적 조직(간, 근육, 그리고 지방)에 작용한다. 포도당 농도가 부족하다고 감지될 때 , 인슐린은 더 이상 필요하지 않게 된다. 그리고 인슐린의 분비는 끝난다.
양성 되먹임
양성 되먹임은 드물다. 양성 되먹임을 통하여, 몇몇의 호르몬 작용은 호르몬의 보다 많은 분비를 일으킨다. (그림 9-3). 자기-제한적인 음성 되먹임과 비교했을 때, 양성 되먹임은 자기-증대이다. 생물계에서 드물지만, 양성 되먹임이 일어날 때 폭발적인 사건을 이끌어 낸다.
양성 되먹임의 비호르몬적인 예는 활동 전위의 상승 중에의 신경 나트륨 (Na+) channel의 열림이다. 탈분극은 전압-민감성 Na+ channel을 열고 세포 안으로 Na+가 들어오도록 한다. 그리고 그것은 더 탈분극을 일으키고 Na+을 더 많이 들어오도록 한다. 이 자기-증대 과정은 빠르고, 폭발적인 상승을 일으킨다.
호르몬계에서, 양성 되먹임의 주요한 예는 생리 주기의 중간점에서의 뇌하수체 전엽에 의한 여포자극호르몬(FSH)과 황체형성호르몬(LH)에 대한 estrogen의 작용이다.
생리 주기에서 여포상 단계에, 난소는 estrogen을 분비하는데, 그것은 FSH와 LH 분비의 급격한 분출을 일으키기 위하여 뇌하수체 전엽에 작용한다. FSH와 LH는 난소에 2가지의 작용을 한다: 배란과 estrogen 분비의 촉진. 따라서, 난소로부터 분비된 estrogen은 FSH과 LH의 분비를 일으키기 위하여 뇌하수체 전엽에 작용한다. 그리고 이들 뇌하수체 전엽 호르몬은 더 많은 estrogen의 분비를 일으킨다. 이 예에서, 이 폭발적인 반응은 배란을 일으키는 FSH와 LH의 분출이다.
호르몬 양성 되먹임의 두 번째 예는 옥시토신이다. 자궁 경부의 확대는 뇌하수체 후엽이 옥시토신을 분비하도록 한다. 차례로, 옥시토신은 자궁 수축을 촉진하고 그것은 자궁 경부를 더 확대시킨다. 이 예에서 폭발적 반응은 출산, 태아의 분만이다.
호르몬 수용체의 규칙
앞부분에서 일반적으로 음성되먹임에 의한 호르몬의 순환 수준을 조절하는 기작을 설명하였다. 순환 호르몬 수준이 중요하지만, 표적 조직의 반응을 결정하는 유일한 요인은 아니다. 반응하기 위해서, 표적 조직은 호르몬을 인식하는 특정한 수용체를 가져야 한다. 그 수용체들은 생리적 반응을 일으키는 세포 기작에 연결된다. (연결 기작은 ‘호르몬 작용의 기작’에서 고찰된다.)
호르몬에의 표적 조직의 반응도는 적용량-반응 관계로 표현된다. 거기에서 반응의 크기는 호르몬 농도와 상관성이 있다. 호르몬 농도가 증가함에 따라, 반응은 일반적으로 증가하고 그때 수준은 떨어진다. 민감도는 최고 반응도의 50% 나타내는 호르몬의 농도로 정의 된다. 최고 반응도의 50%를 나타내기 위해 호르몬이 더 요구될 때 목표 조직의 민감도가 감소한다. 더 적은 호르몬이 요구되는 경우에는, 표적 조직의 감도가 증가되었다.
표적 조직의 반응도 또는 감도는 두 가지 방법 중 한 가지에 의해 변화될 수 있다: 수용체의 수를 변화시키거나 호르몬에 대한 수용체의 친화도를 변화시킴에 의해. 호르몬 보다 더 많은 수의 수용체는 보다큰 최고 반응도를 나타낸다.
수용체의 수 또는 친화도의 변화는 down-regulation 또는 up-regulation으로 불린다. down- regulation은 수용체의 수나 호르몬에 대한 수용체 친화력이 감소되었음을 의미한다. up-regulation은 수용체의 수 또는 친화력이 증가했다는 것을 의미한다. 호르몬은 표적 조직에 있는 그들의 수용체를 down-regulation 또는 up-regulation 할 수 있고 다른 호르몬의 수용체를 조절할 수도 있다.
Down-Regulation
Downn-Regulation은 호르몬이 표적 조직에 수용체의 수 또는 친화력을 줄이는 기작이다. Downn-Regulation은 새로운 수용체의 합성 감소, 기존 수용체의 분해를 증가, 또는 수용체의 비활성화를 통해 일어날 수 있다. Downn-Regulation의 목적은 오랜 시간동안 호르몬 수준이 높게 남아있을 때 표적조직의 감도를 감소시키기 위한 것이다. Downn-Regulation이 일어남에 따라 호르몬 수준이 높게 남아 있음에도 불구하고 호르몬에 대한 반응은 감소한다. Downn-Regulation은 또한 다른 관련 호르몬들의 수용체에 대한 호르몬의 효과에 관련될 수 있다. Downn-Regulation의 이러한 형태는 progesterone에 의해 설명될 수 있다. 자궁에서 progesterone은 자신의 수용체를 Downn-Regulation하고 에스트로겐의 수용체를 Downn-Regulation한다. Downn-Regulation의 두 번째 예는 갑상선계에서 볼수 있다 : Triiodothyronine, 또는 T3는, 뇌하수체 전엽에 있는 thyrotropin 방출호르몬(TRH)의 감도를 감소시킨다. 전반적인 효력은 만성적으로 높은 T3가 시상하부 뇌하수체 갑상선 축의 전반적인 반응을 응답성을 감소시킨다.
UP-Regulation
수용체의 up-regulation은 그 호르몬 수용체의 수 또는 친화력을 증가시키는 기작이다. up-regulation은 새로운 수용체의 합성 증가, 기존 수용체의 분해를 감소시키는 것에 의해 일어날 수 있다. 예를 들면, 프롤락틴은 유방에 있는 수용체의 수를 증가시킨다. 성장 호르몬은 골근과 간에 있는 그것의 수용체의 수를 증가시키고, 에스트로겐은 자궁에 있는 수용체의 수를 증가시킨다.
한 호르몬이 은 또한 다른 호르몬들을 위한 수용체들을 up-regulation 할 수 있다. 예를 들면, 에스트로겐은 자궁에 있는 자신의 수용체를 up-regulation 할 뿐만 아리라 난소에 있는 LH를 위한 수용체를 up-regulation 한다.
호르몬 활동과 이차전달자의 기작
표적 세포에서의 호르몬 작용은 호르몬이 막 수용체에 결합되어 호르몬 수용체 복합체를 형성할 때 시작된다. 많은 호르몬계에서 호르몬 수용체 복합체는 구아노신 3인산염 (GTP)에 의해 효과기 단백질에 연결된다. 효과기 단백질들은 보통 adenylyl cyclase 또는 phospholipase C인 효소이다. 효과기 단백질이 활성화될 때, cAMP 또는 IP3 (이노시톨 1,4,5 3인산염)인 이차전달자가 생성되는데 이것이 원래의 호르몬 신호를 증폭하고 생리적 작용을 조직화 한다.
표적 세포에의 호르몬 활동의 3가지 중요한 기작은 cAMP가 이차전달자인 adenylyl cyclase 기작; IP3/Ca2+가 이차전달자인 phospholipase C 기작; 그리고 스테로이드 호르몬 기작이다. 더하여, 인슐린과 인슐린유사 성장호르몬(IGFs)은 표적세포에 tyrosine kinease 기작을 통해서 작용한다. 마지막으로, 몇몇 호르몬은 guanylate cyclase를 활성화하는데 거기에서 cyclic guanosine monophosphate(cyclic GMP, 또는 cGMP)가 이차 전달자이다. 호르몬 활동의 3가지 중요한 기작은 이장에서 고찰된다; tyrosine kinease 기작은 인슐린에 관련된 장에서 고찰된다. 중요한 호르몬의 작용기작은 표 9-3에 요약되었다.
G 단백질
G단백질은 2장의 자가수용체에서 고찰된다. 짧게 말해 G단백질은 막결합단백질족이다. 막결합단백질이란 호르몬 수용체가 효과기 효소(예를들면, adenylyl cyclase)에 결합하는 것이다. 따라서, G단백질은 호르몬 작용이 진행될 지 아닐지를 결정하는 "분자 스위치" 역할을 한다.
분자 수준에서, G단백질은 heterotrimeric 단백질이다(i.e, 3개의 소단위가 있다). 3개의 소단위는 알파 (⍺), beta (β) 및 감마(ϒ)로 지정된다. ⍺ 소단위는 구아노신 이인산염(GDP) 또는 GTP에 결합할 수 있고, 및 그것은 GTPase 활동을 갖고 있다. GDP가 ⍺ 소단위에 결합될 때, G단백질은 비활성 이다; GTP가 결합될 때, G단백질은 활성이고 그것의 연결기능을 수행할 수 있다.
G단백질은 촉진자 또는 저해인자일 수 있고, 그에 따라 GS 또는 Gi 불린다. 촉진 또는 저해 활성은 α 소단위(⍺s 또는 ⍺i)에 있다. 따라서, GTP가 GS 단백질의 ⍺s소단위에 결합될 때, GS 단백질은 효과기 효소 (예를 들면, adenylyl cyclase)를 자극한다. GTP가 Gi 단백질의 ⍺i소단위에 결합될 때, Gi 단백질은 효과기 효소를 저해한다.
Adenylyl cyclase 기계장치
adenylyl cyclase/cAMP 기작은 많은 호르몬계에 이용된다(도표 9-3). 이 기작은 수용체에의 호르몬의 결합, GS 또는 Gi 단백질의 결합인 수용체에의 호르몬의 결합, 그리고 세포내 cAMP의 증가 또는 감소를 일으키는 adenylyl cyclase의 활성화 또는 저해를 포함한다. 이차 전달자인 cAMP는 그때 최종 생리적 작용을 일으키는 호르몬 신호를 증폭한다.
cAMP 기작 |
IP3/Ca2+ 기작 |
스테로이드호르몬 기작 |
Tyrosine kinase 기작 |
cGMP 기작 |
ACTH |
GnRH |
Glucocorticoids |
Insulin |
Artial natriuretic peptide(ANP) |
LH |
TRH |
Estrogen |
IGF-1 | |
FSH |
GHRH |
Progesterone |
|
Endotherial-derived relaxing factor (EDRF) |
TSH |
Angiotensin II |
Testosterone |
| |
ADH(V2 receptor) |
ADH (V1 receptor) |
Aldosterone |
|
Nitric oxide(NO) |
HCG |
Oxytocin |
1,25-Dihydroxycholecalciferol |
|
|
MSH |
⍺1 receptor |
Thyroid hormone |
|
|
CRH |
|
|
|
|
Calcitonin |
|
|
|
|
PTH |
|
|
|
|
Glucagon |
|
|
|
|
ß1, ß2 receptor |
|
|
|
|
adenylyl cylase/cAMP 기전의 단계는 그림 9-4에서 보여준다. 이 예를 보면 호르몬 Gs 단백질이 이용된다. (Gi 단백질보다 더) Gs-adenylyl cylase 수용복합체는 세포막 안에 있다. 수용체에 묶인 호르몬이 없을때 Gs단백질로 묶인 GDP는 αs 이다. 이구성에서 Gs 단백질은 활동하지 않는다.
수용체에 호르몬이 있을때 다음 단계가 일어난다.(그림 9-4)
1. 호르몬은 세포막안의 수용체에 묶여있다. αs안의 변화구조를 보여준다. (1단계), 2가지 변화를 보여준다: GDP는 αs와 GTP에 의한 교환을 놓아주고 Gs 단백질로부터 αs의 분리이다.(2단계)
2. αs-GTP 복합체는 세포막과 묶여 있는 곳 안에 이동하고 adenylyl cyclase를 활성화한다(3단계)
두 번째로 도와주는 cAMP에 ATP의 변환이 활성화한 adenylyl cyclase에 의하여 촉진시켜준다(4단계)
보여지지는 않았지만, G 단백질에 있는 고유의 GTPase 활동은 GDP에서 GTP 변환하고 αs는 비활동성으로 바꿔준다.
intrcellular CAMP는 비활동성 대사 산물, 5개의 ' 암페어에, 두번째 메신저의 활동을 끄는 효소 포스포다이에스터레이스에 의해, 그로 인하여 하락한다.
인지질분해효소 c 기계장치
또한 인지질분해효소 C (IP ₃ /Ca2+) 기계장치를 이용하는 호르몬은 도표 9-3에 목록으로 만들어진다. 기계장치는 수용체에 호르몬의 연결, 그리고 Gq 단백질을 통해 인지질분해효소 C.에 결합을 포함한다. IP ₃와 Ca2+의 세포내 수준은 증가시키, 마지막 생리적인 활동을 일으킨다. 인지질분해효소 C (IP ₃ /Ca2+) 기계장치에 있는 단계는 숫자 9-5에서 보인다. 수용체 Gq 인지질분해효소 C 복합물은 세포막에서 inbedded 이다. 수용체에 바운스된 호르몬 없이, αq 소단위는 GDP를 묶는다.
이 윤곽에서는, Gq 단백질은 비활동성 이다. 호르몬이 토륨을 수용체 묶을 때, 인지질분해효소 C를 활성화하는 Gq는 뒤에 오는 단계에서 활성화된다.
1개의. 호르몬은 세포막에 있는 그것의 수용체에 묶어, αq 소단위 (단계 1)에 있는 입체형태적변화를 일으킨 GDP는 GDP에 의해 αq 소단위에서, 대체된다 풀어 놓이고, αq 소단위는 Gq 단백질 (단계 2)에서 파견한다. 2개는 세포막 그리고 묶는 것 내의 αq GDP 복잡한 mirates에 그리고 인지질분해효소 C (단계 3)를 활성화한다. phosphatidylinositor 4,5 이인산염 (주사위 점 ₂)에서 디아실글리세롤 그리고 IP ₃의 해방이, 막 인지질 (단계 4) 활성화한 인지질분해효소에 의하여 C 촉매 작용을 미친다. 생성된 IP ₃는 세포내 Ca2+ 농도 (단계 5)에 있는 증가의 결과로 세포질 또는 근질 봉소위에 있는 세포내 상점에서 Ca2+의 방출을, 일으키는 원인이 된다.
스테로이드 호르몬과 갑상선 호르몬 작용
스테로이드 호르몬과 갑상선 호르몬들은 같은 작용 기전을 가지고 있다. 아데니릴시클라제 그리고 펩티드 호르몬에 활용된 포스포리파아제C 작용들 그리고 세포막 수용기들과 세포내의 제2의 전달자(DNA 필사와 새로운 단백질의 합성을 시작한 세포질에 위치한 단백질(또는 핵무기) 수용기들(그림. 9-6)에 매는 스테로이드 호르몬 작용 invovles)의 세대를 포함한다. 그것들의 목표는 세포들(몇 분내에)에 빠르게 작용한 펩티드 호르몬에 그 이상의 반해, 스테로이드 호르몬은 천천히(몇 시간 내에) 작용한다. 스테로이드 호르몬계에 반응 단계는 다음과 같이 설명된다 (그림 9-7에 보여진다).
1. 그것이 세포질상의 단백질(그림 9-7에 보여진 것처럼) 또는 핵에 어느 한쪽에 위치한 특정한 수용체 (2 단계)에, 스테로이드 호르몬은 세포막을 가로질러 퍼지고 그것의 목표 세포속(1 단계)에 들어간다. 스테로이드 호르몬 수용기들은 세포내 수용기들의 유전인자의 일부분인 단량체 단백질들이다. 각각의 수용기는 6개의 영역을 지고 있다 (그림 9-6을 보세요). E 영역에서 스테로이드 호르몬 덩어리들은 C 말단 근처에 위치해 있다. 중심적인 C 영역는 다른 스테로이드 호르몬 수용기들 사이에 높게 보존되고, 두개의 아연 핑거들을 가지고 있고, DNA의 덩어리의 원인이다. 호르몬 경계와, 수용기는 구조 변화를 경험하고, 활성화된 호르몬 수용체 합성물은 목표 세포의 핵에 들어간다.
2. 특수한 DNA 연속에 호르몬 수용체 합성물 dimerizes와 묶는 것들(그것의 C 영역에서), 불린 스테로이드 반응 요소(SRE)는 조준판 유전인자들(3 단계)의 지역 S에 위치해 있다.
3. 호르몬 수용체 합성물은 지금 그 유전인자(4 단계)의 필사의 비를 조정한 필사 인수가 되었다. 새로운 메신저 RNA(mRNA)는(5 단계) 복사되고, 핵(6 단계)을 남겨두고, 특정한 생리적인 동작(8 단계)을 가지고 있는 새로운 단백질들(7 단계)에 변형된다. 새로운 단백질들의 특성은 호르몬에 특정하고 호르몬의 작용의 특이성을 설명한다. 예를 들면 1, 25-dihydroxycholecalciferol는 장으로부터 Ca2+ 흡수를 촉진한 Ca2+-binding 단백질의 합성을 말한다. 알도스테론은 Na+의 합성을 말하고, Na+을 촉진한 신장 으뜸세포를 통해 신장에 다시 흡수 그리고 테스토스테론은 골격근 단백질들의 합성을 야기 시킨다.
시상하부와 뇌하수체 관계
시상하부와 뇌하수체는 내분비계의 다수를 지휘하기 위하여 한 목적을 위해 둘 이상의 근육계를 쓸수 있는 기관에 작용한다. 시상하부의 뇌하수체는 갑상선, 부신, 그리고 생식선과 또한 제어 성장, 유생산과 방출, 그리고 삼투조절을 한다. 기관들 사이에 밀접한 관계를 보이게 하는 것은 중요하다. 또한 뇌하수체는 후엽과 전엽으로 이루어져 있다. 후엽(또는 미부 뇌하수체)은 또한 신경하수체이라고 불린다. 전엽(또는 앞선 뇌하수체)은 또한 adenohypophysis이라고 불린다. 시상하부는 누두라고 불린 야윈 줄기에 의해 뇌하수체에 연결된다. 기능적으로, 시상하부는 신경과 호르몬 기구들에 의해 뇌하수체를 제어한다(그림. 9-8).
뇌하수체 후면에 시상하부의 관계
뇌하수체의 후엽은 신경 직물로부터 획득된다. 그것은 그것들의 각각 타겟조직 -신장, 가슴, 그리고 자궁에 작용한 두개의 펩티드 호르몬(항이뇨 호르몬(ADH)와 옥시토신)을 분비한다. 뇌하수체의 시상하부와 후엽 사이에 신경들은 연결되어있다. 사실은, 뇌하수체 후엽은 세포체들이 시상하부에 위치한 신경 축색돌기들이 밀집되어 있다. 이처럼, 후엽(ADH와 옥시토신)에 의하여 분비된 호르몬들은 실제로 신경펩티드이다. 다시 말하면, 그것들은 신경 단위들로부터 분리된 펩티드이다. ADH 신경 단위들의 세포체들은 시상하부의 시상핵에서 우선 분석된다. 옥시토신 신경 단위들의 세포체들은 시상하부의 뇌실옆핵들에서 우선 분석된다. 일단 세포체들이 합성하면, 호르몬들(i.e, neuropeptides)은 신경분비 소낭들에 축색돌기들 아래로 수송되고 뇌하수체 후엽에 구근에서 성장하는 신경종말에 저장된다. 세포체가 자극될 때, 신경분비 소공포들은 엑소사이토시스에 의해 신경종말로부터 방출되고 분리된 호르몬은 가까운 유창모세혈관들에 들어가게 된다. 뇌하수체 후면으로부터 정맥혈은 대순환이 시작된다, 그것은 그것들의 타겟조직에 호르몬들을 운반한다. 요약하면 시상하부와 뇌하수체후엽 둘 다 신경호르몬 분비에 관여하고 세포 안의 TSH, FSH, LH의 기본단위는 같고 mRNA에서 합성된다.
전방 뇌하수체의 시상 하부 관계
뇌하수체 전방 엽은 최초의 전장에서 비롯된다. 신경의 조직인 후방 엽과 달리 전방 엽은 주로 내분비 세포들의 수집체이다. 전방의 뇌하수체는 6개의 peptide 호르몬들을 은닉한다.:갑상선 자극 호르몬 (THS), 여포 자극 호르몬 (FSH), 황체 형성 호르몬 (LH), 성장 호르몬, 프롤락틴 및 부신 피질 자극성 호르몬 (ACTH). 시상하부와 전방 뇌하수체의 관계는 둘 다 내분비 성질이 신경에 있는 것이다.(신경일 뿐인 후방 엽과 비교해서) 시상하부와 전방의 뇌하수체는 시상 하부의 뇌하수체 간문의 혈관들에 의해 직접 연결되며, 그것은 전방 엽에 대부분의 피 공급을 한다.
길고 짧은 뇌하수체 간문의 관들이 있으며, 그것은 다음과 같은 구별된다.:동맥의 피는 뇌하수체의 상부를 통하여 시상하부에 전달되며, 그것은 중요한 모세혈관 망이라 불리는 중앙의 윗부분에서 모세관의 네트워크로 피를 배포한다. 이 중요한 모세혈관 망들은 그것을 집중시키며, 시상 하부의 정맥피를 뇌하수체의 전방 엽에 전달하기 위해 누두부의 아래를 여행하는 긴 뇌하수체 간문의 관들을 이룬다. 평행한 모세혈관 망은 더 낮은 누두상의 줄기부분에서 뇌하수체의 동맥들을 하위의 것에서부터 만들어 낸다. 이 모세혈관들은 짧은 뇌하수체 간문의 관들을 이루기 위해 서로 다가서며, 그것은 피를 뇌하수체의 전방 엽에 전달한다. 개요 안에서, 전방 뇌하수체의 피 공급은 다른 기관들의 것과 다르다.:대부분 그 피의 공급은 길고 짧은 뇌하수체 간문의 관들에 의해 공급된 시상하부에서 온 정맥피이다.
뇌하수체 전방 엽에 간문의 피 공급은 2개의 중요한 관련성들이 있다.:(1)시상 하부의 호르몬들은 직접 전방의 뇌하수체에서 높은 농도로 전달될 수 있다,(2)그리고 시상 하부의 호르몬들은 전신의 높은 농도에서 순환이 나타나지 않는다. 그러므로 전방의 뇌하수체의 세포들은 시상 하부 호르몬들의 높은 농도를 받는 신체의 유일한 세포들이다.
뇌하수체의 시상하부와 전방 엽사이의 관계 기능들은 이제 해부에 관련하는 문맥에서 이해될 수 있다.시상 하부가 분비하고 있는 호르몬들과 방출-억제하고 있는 호르몬들은 시상하부의 중앙 윗부분 시상 하부의 신경 단위들의 세포체들에서 합성된다.
이 신경 단위들이 흥분하여 호르몬들은 시상 하부의 조직을 둘러싼 것에 숨겨지고 곧 근처의 모세혈관 망에 넣어진다. 이 모세혈관들로부터의 피는(지금 정맥의 피) 뇌하수체의 간문 관들로 흘러나가고 직접 뇌하수체의 전방 엽에 배달된다. 그곳에서 뇌하수체 호르몬들은 전방 엽 세포들에 작용하며, 그곳은 그들이 앞면의 뇌하수체 호르몬이 방출되는 것을 자극하거나 억제하는 곳이다. 전방의 뇌하수체 호르몬들은 그 때 그들을 그들의 목표 조직들에 전달하는 전신 순환에 넣는다.
시상 하부의 전방 뇌하수체 관계는 TRH-TSH-thyroid 호르몬 시스템을 고려하는 것으로 설명될 수 있다. TRH는 시상 하부의 뉴런들에서 합성되고, 시상하부 중앙의 윗부분 숨겨지며, 거기서 그것은 관들과 뇌하수체 문맥의 모세혈관들을 넣는다.그것은 TSH를 자극하여 전신 순환에 넣고 그것의 목표 조직인 갑상선 호르몬의 분비를 자극하는 갑상선에 전달되는 뇌하수체의 전방 엽 간문의 피로 전달된다.
전방 엽 호르몬
6개의 주요한 호르몬들은 뇌하수체의 전방 엽에 의해 은닉된다.:TSH,FSH,LH,ACTH,성장 호르몬과 prolactin. 각 호르몬은 다른 세포 형에(FSH와 같은 세포 형에 의해 은닉되는 LH를 제외하고) 의해 숨겨진다. 세포 형들은 접미사 “Troph”에 의해 보여지게 되며,영양물이 된다고 하는 것을 의미한다. 이와같이 TSH는 lactotrophs(15%)에 의해 FSH와LH는 gonadotrophs(15%),ACTH는 corticotrophs(15%)에 의해 ,성장호르몬은somatotrophs(20%), prolactin은 thyrotrophs(5%)에 의해 은닉된다.(퍼센트는 앞면의 하수체에서 각 형의 표현을 준다.)
전방의 뇌하수체 호르몬은 각각 펩티드 또는 폴리펩티드이다. 설명 된 것처럼,peptide 호르몬들의 통합은 이하의 과정들을 포함한다:핵의 mRNA에의 DNA의 사본;리보솜에 관한 프리프로호르몬에의 mRNA의 번역:그리고 프리프로호르몬의 내형질의 세망 구조와 최종적인 호르몬을 생산하는 골지 기구의 번역을 제한한다. 호르몬은 이후의 분비를 위해 membrane-bound 분비선 작은 알갱이들에 보관된다. 전방의 뇌하수체가 시상 하부가 분비하고 있는 호르몬 또는 분비-억제하고 있는 호르몬에 의해 자극될 때 (예, thyrotrophs가 TSH를 숨기기 위해 TRH에 의해 자극된다.),분비하는 작은 알갱이들의 토세포 현상이 있다.;전방의 뇌하수체 호르몬은(예,TSH)모세혈관에 피를 넣고, 전신의 목표 조직에 전신 순환하여 전달된다.(예를 들면,갑상선)
구조상 기능의 이체 동형에 의하면 전방 엽의 호르몬들은“종들”에서 조직된다.TSH,FSH와 LH는 구조적으로 관계가 있고,1개의 종을 구성한다,ACTH는 두번째 종의 일부이다,그리고 성장 호르몬과 prolctin는 제3의 종을 구성한다.
TSH,FSH,LH와 ACTH의 움직임들은 이 부분에서 간단의 논의되고 그들의 작용에 전후관계에 대해서는 이후의 장에서 논의된다.(TSH는 갑상선의 문맥 내에서 논의된다.ATCH는 신장 부근 외피의 문맥에서 논의된다.FSH와 LH는 남자와 여자의 생식 생리학이며 제10 장에서 논의된다.)성장 호르몬과 prolactin은 이 부분에서 논의된다.
TSH, FSH 및 LH 종
TSH,FSH와 LH는 그들의 폴리펩티드 쇠사슬에서 아스파라긴 잔존물의 공유결합으로 연결된 설탕의 일부분들을 가진 모든 당 단백질들이다.각 호르몬은 2개의 서브유니트들로 이루어져 있다,𝛂와𝛃는 공유결합으로 연결되지 않는다. : 서브유니트들의 어느 것도 혼자서 생물학적으로 활동하지 않는다.
TSH, FSH, 그리고 LH의 α서브유닛은 아주 동일하고 같은 mRNA로부터 합성된다.
그러므로 각각의 호르몬에 대한 β서브유닛은 다르고 생물학 특이성(비록 βsubunits이 다른 호르몬들 사이에 상동관계의 고차를 가지고 있을지라도)을 부여한다. 생합성적인 작용을 하는 동안에, α and βsubunits의 접합은 세포질 망상 구조에 시작되고 골지체 기관내에서 계속된다. 분비과립에있어, 한 쌍으로 된 분자는 분비에 앞서 더 튼튼한 모양으로 다시 접합한다. 태반호르몬인 인간 융모성 고나도트로핀(HCG)는 구조상 TSH-FSH-LH 집단에 관련이 있다. 즉, HCG는 생물학 특이성을 수여한 아주 동일한 α체인과 자신의 β체인이 함께있는 당단백질이다.
ACTH FAMILY
ACTH 계열은 단일 선행핵 프로-오피오멜라노코틴(POMC)으로부터 얻어진다. ACTH 집단은 ACTH, γ-and β-lipotropin, β-endorphin, 그리고 멜라닌세포자극호르몬(MSH)을 포함한다. ACTH는 인체에 대해 기초가 튼튼한 생리적인 작용에 관여하는 이 집단의 유일한 호르몬이다. MSH는 하등 척추동물들의 색소침착에 연루되지만 인체에는 조금의 작용만 한다. β-endorphin는 내부적원인에 의한 진정제이다.
프리프로호르몬은 이 그룹(prepro-opiomelanocortin)을 위해 홑유전자로부터 복사된다. POMC(ACTH 집단의 전구세포)을 산출하면서 시그널 펩타이드는 세포질 망상 구조에 의해 쪼개진다. 엔도펩티다아제는 ACTH 집단의 개체를 만들기 위하여 POMC와 매개체의 펩티드 결합들을 가수 분해한다. 인체 뇌하수체전엽은 주로 ACTH, γ-lipotropin, 그리고 β-endorphin을 생산한다.
POMC 와 생산물에서 몇몇 발견되는 MSH 작용은 주목할 만 하다. : ACTH의 중간생성물의 가수분해가 끈난 뒤 남겨진 파편은 MSH를 포함한다. ; ACTH는 MSH을 포함합니다 ; 그리고 리포트로핀은 MSH을 포함한다. 만약 이 MSH-containing 조각들의 혈증농도가 증가되면 인체의 피부 색소침착을 일으킬 수 있다. 예를 들면 음성피드백에 의하여 POMC 그리고 ACTH 수치가 증가하여증가된 addison병(1차적 부신 기능부진)이 있다. POMC와 ACTH이 MSH 작용을 포함하기 때문에, 피부 염색은 병의 증상이다.
성장호르몬
성장 호르몬은 사는동안에 분비된다. 그것은 어른의 키까지 정상적으로 성장하기위한 하나뿐인 중요한 호르몬이다. 성장의 폭넓은 특징을 고려하면, 성장 호르몬이 단백질, 탄수화물, 그리고 지방대사에 깊은 영향을 미치는 것은 놀랄 일이 아니다.
성장 호르몬의 화학작용
성장 호르몬은 뇌하수체의 전엽의 성장호르몬 분비세포에 합성되고 somatotropin 또는 somatotropin hormmone이라 불려지기도 한다. 인간 성장 호르몬은 2개의 체내 이황화물 다리와 곧은 체인 폴리펩티드 안의 191개 아미노산을 포함한다. 성장 호르몬을 위한 유전인자는 prolactine과 인간 태반 유선자극호르몬에 관계된 펩티드를 위한 유전자 집단의 구성원이다. 성장 호르몬의 합성은GHRH(hypothalamic-releasing 호르몬)에 의하여 고무된다.
인간성장 호르몬은 구조상 프롤락틴과 유사하다. 그것은 태반에 합성된다. 그것은 전엽의 lactotrophs에 의해, 그리고 인간 태반 유선자극호르몬에 의해 합성된다. 프롤락틴(3개의 desulfide 다리들과의 198 아미노산 직쇄 폴리펩티드)은 성장 호르몬으로 75 % 상동관계를 가지고 있다. 인간 태반 유선자극호르몬(2개의 desulfide 다리들과 191 아미노산 직쇄 폴리펩티드)는 80 % 상동관계를 가지고 있다.
Growth Hormone Secretion의 규칙
성장 호르몬은 대략 2 시간마다 일어나는 분비물과 두근거림의 패턴안에서 분비 된다. 가장 큰 분비선은 잠든 1시간 (취침 단게 3 그리고 5)내에 분비가 일어난다. 분비되는 패턴은(빈도수와 크기의 관점에서) 성장 호르몬 분비의 전반적인 방편을 변화한 몇몇 생산요소들에 의하여 영향을 받는다.
성장 호르몬 분비선 속도는 생애동안 일정하지 않다. 분비의 속도는 탄생에서 어린시절까지 꾸준히 증가한다. 어린 시절 동안의 분비물 나머지는 비교적 안정적이다. 사춘기에 거대한 분비선 분비가 있다. 여성은 에스트로겐에 의해 그리고 남성은 테스토스테론에 의해 야기된다. 성장 호르몬의 높은 pubertal 수치는 빈도수 증가와 분비선 맥박들의 크기 증가와 관련이 있고, 사춘기의 성장폭발에 대하여 원인이 있다. 최종적으로 노후엔 성장 호르몬 분비선의 속도 그리고 맥박은 그들의 가장 낮은 수치까지 감소된다.
성장 호르몬 분비물에 변경을 가한 주요한 요소는 표 9-4에 요약하여 나타나있다. 저혈당증(혈중 글루코스 집중 감소)과 아사는 성장 호르몬 분비를 위한 유력한 stimuli이다. 분비를 위한 다른 stimuli는 운동, 외상성 증상을포함한 스트레스, 열 그리고 마취이다. 성장 호르몬 분비 중에서 가장 높은 속도의 분비는 사춘기 동안에 일어난다. 그리고 낮은 속도의 분비는 노후에 일어난다. 성장 호르몬 분비의 규칙성은 그림 9-10에 설명된다. 그것은 성장 호르몬을 위한 시상하부, 뇌하수체의 전엽, 그리고 표적조직 사이의 관계를 나타낸다. 뇌하수체전엽에 의한 성장 호르몬의 분비는 시상하부, 한개의 stimulatory(GHRH) 그리고 다른 억제작용(성장 호르몬이 저해 인자[SRIF]을 풀어 놓으면서 알려져 있는 somatostatin)으로부터 2개의 경로에 의하여 제어된다. GHRH는 전방 뇌하수체의 성장호로몬 분비세포에 직접적으로 성장 호르몬 유전자의 녹음방송을 유도하고, 성장 호르몬의 종합 그리고 분비를 둘 다 자극하기 위하여 행동한다. 성장호르몬 분비세포의 활동에서, GHRH는 adenylyl 시클라아제와 포스포리파제 C.에 GS 단백질을 통해서 결합되는 막 수용체에 묶는다. 따라서, GHRH는 두번째 전달자로 cAMP와 IP3/ca2+를 둘 다 이용해서 성장 호르몬 분비를 자극한다. 소마토스타틴 (성장호르몬을 금지하는 호르몬, SRIF) 또한 시상 하부에 의해 은닉되고 성장호르몬 분비세포에 성장 호르몬 분비를 금하기 위하여 행동한다. 소마토스타틴은 성장억제 호르몬에 GHRH의 활동을 막아서 성장 호르몬 분비를 금한다. 마토스타틴은 Gi 단백질에 의해 adenylyl 시클라아제에 결합되는 것을 자신의 막 수용체에 묶어, cAMP와 감소하는 성장 호르몬 분비의 발생을 금한다
성장 호르몬 분비는 부정적 반응에 의해 통제된다 (그림 9-10를 보시오).
3개의 되먹임 루프는, 길기도 하고 짧은 루프를 포함하여, 연루된다.
(1) GHRH는 초단파의 루프 의견을 통해 시상 하부에서 자신의 분비를 금한다.
(2) 표적 직물에 성장 호르몬 활동의 부산물인, 소마토메딘은 전방 뇌하수체에 의하여 성장 호르몬의 분비를 금한다.
(3)성장 호르몬과 소마토메딘은 둘다 시상 하부에 의하여 소마토스타틴의 분비를 자극한다.
제 3 의 루프의 전반적인 효력은 소마토스타틴이 전방 뇌하수체에 의하여 성장 호르몬 분비를 금하기 때문이다 (i.e, 부정적 반응).
성장 호르몬의 활동
성장 호르몬에는 실제로 격 기관에 있는 성장 증진 활동 뿐만 아니라 간, 근육, 지방이 많은 직물 및 뼈에 다수 변화 활동이 있다. 성장 호르몬의 활동은 선형 성장에 대한 효력을, 단백질 종합 및 기관 성장, 탄수화물 물질 대사 및 지질 물질 대사 포함한다. 어떤 골격 근육 간, 또는 지방이 많은 직물과 같은 표적 직물에 대한 호르몬의 직접 효과에서 성장 호르몬 결과의 활동. 성장 호르몬의 다른 활동은 간에서 소마토메딘의 생산을 통해 (또는 성장 인자 <IGFs> 인슐린 같이) 간접적으로 중재된다. 소마토메딘의 가장 중요한 것은 소마토메딘 C 또는 IGF-1이다. 소마토메딘은 인슐린 수용체와 유사한 티로신 키니아제 활동이 있고 자가인산화를 전시하는 IGF 수용체를 통해서 표적 직물에 행동한다. 성장 호르몬의 성장 증진 효력은 소마토메딘의 생산을 통해 크게 중재된다. 성장 호르몬의 활동은 다음과 같이 기술된다:
당뇨병 유발성의 효력
성장 호르몬은 인슐린 저항을 일으키는 원인이 되고 근육과 지방이 많은 직물과 같은 표적 직물에 의하여 포도당 통풍관과 이용을 줄인다. 이 효력은 인슐린 (예를들면, 당뇨병)에 저항할 때 혈액 포도당 농도에 있는 증가를 일으키고 "당뇨병 유발성,", 과 같이 일어난다. 그 때 인슐린이 결여되고 있다고 칭한다. 성장 호르몬은 지방이 많은 직물에 있는 지방을 분해 한다. 이 변화 효력 때문에, 성장 호르몬은 혈액 인슐린 수준에 있는 증가를 일으키는 원인이 된다.
증가된 단백질 종합 및 기관 성장
실제로 모든 기관에서, 성장 호르몬은 아미노산의 통풍관을 증가하고 DNA, RNA 및 단백질의 종합을 자극한다. 이 효력은 호르몬의 성장 증진 활동에 대하여 설명한다: 증가된 야윈 몸 질량 및 증가한 기관의 크기에 유의할것, 성장 호르몬의 성장 효력의 많은 것은 소마토메딘에 의해 중재된다.
증가된 선형 성장.
성장 호르몬의 가장 현저한 효력은 선형 성장을 증가하는 기능 이다. 소마토메딘에 의해 매개, 성장 호르몬은 연골 물질 대사의 각 양상을 바꾼다: DNA 종합, RNA 종합 및 단백질 종합의 자극. 뼈의 성장 에서는, 골단 격판덮개는 넓히고, 뼈는 더 장골의 끝에 놓인다. 또한 연골흡수세포의 연골 형성 세포 그리고 확산시킨 물질 대사가 있다.
성장 호르몬의 이상
성장 호르몬의 이상은 선형 성장, 기관 성장 및 탄수화물과 지질 물질 대사에 대한 예상할 수 있는 효력과 더불어 호르몬의 부족 또는 과잉을 포함한다. 아이들에게 있는 성장 호르몬 부족은 성장, 짧은 키, 비만 및 연기한 사춘기에 실패에 귀착된다. 성장 호르몬 부족의 원인은 hypothalamicanterior 뇌하수체 표적 직물 축선에 있는 각 단계에 결점을 포함한다: 시상하부 역기능 때문에 GHRH의 분비; 성장 호르몬 분비의 1 차 부족은 전방 뇌하수체를 형성한다; 간에 있는 소마토메딘의 생성 실패; 그리고 표적 직물 (성장 호르몬 저항)에 있는 성장 호르몬 또는 소마토메딘 수용체의 부족. 아이들에게 있어 성장 호르몬 부족은 인간성장 호르몬 보충으로 대우된다. 성장 호르몬 과잉은 말단거대증을 일으키는 원인이 되고 성장 호르몬 은닉은 뇌하수체 선종 때문에 수시로 있다. 과잉 성장 호르몬의 결과는 과잉이 사춘기 전 또는 후에 생기는 것에 따라 다르다. 사춘기 성장 호르몬의 과량 수준은 골단 격판덮개에 강렬한 호르몬 자극 때문에 거인증 (증가된 선형 성장)을 일으키는 원인이 된다. 성장 호르몬 원인에 의하여 증가되는 골막의 뼈 성장의 사춘기 후에, 선형 성장이 완전히 없고 좌우될 수 있을 때, 과잉 수준, 혀의 증가시킨 기관 크기, 증가시킨 손과 발 크기, 확대, 얼굴 특징의 조잡하게 만듬, 인슐린 저항 및 포도당 음식과민증. 성장 호르몬의 과잉 분비를 가진 조건은, 내인성 소마토스타틴 같이 전방 뇌하수체에 의하여, 성장 호르몬 분비를 금하는 소마토스타틴 아날로그 (예를들면, octreotide)에 대우된다.
PROLACTIN
프로락틴
프롤락틴은 유방의 발달에 있는 우유 생산 그리고 또한 책임있는 중요한 호르몬이다.
임신하지 않고, 젖을 분비하지 않는여성 과 남성에서, 프롤락틴의 혈액 상태는 낮다.
그러나, 임신과 수유 동안에, 프롤락틴의 혈액 상태는 유방 발달과 유즙생성 (우유 생산)에 있는 호르몬의 역할로 일관되게 증가한다.
프롤락틴의 화학
프롤락틴은 뇌하수체의 전방 로브에 있는 조직의 대략 15%를 대표하는 lactotrophs에 의해 종합된다.
lactotrophs의 수는 임신과 수유 동안에 프롤락틴을 위한 수요가 증가될 때 증가한다.]
화학적으로, 프롤락틴은 성장 호르몬과 관련 있어, 198 아미노산이 3개의 내부 이황화물 다리를 가진 그슬리 사슬 폴리펩티드에 있다.
증가하는 자극 또는 감소 프롤락틴 분비는 프롤락틴 유전자의 분비를 바꾸어 놓는다.
따라서, TRH 의 프롤락틴 분비의 자극제는 프롤락틴 유전자의 전사를, 그러나 도파민, 프롤락틴 분비, 유전자의 감소 전사의 억제를 증가한다.
프롤락틴 분비의 규칙
그림 9-11은 프롤락틴 분비의 시상하부 통제를 설명한다.
2개의 조절유전자 통로는 시상 하부에서 억제하고 (도파민을 통해) 다른 2개의 고무기관에서 규정하는 경로가 있다 (TRH를 통해). 임신 또는 젖을 분비하지 않은 사람 안에서, 시상하부에서 프롤락틴 분비는 도파민 (prolactin-inhibiting factor, PIF)에 의해 튼튼하게 하지 못한다. 즉 도파민의 억제 효과는 TRH의 고무기관 효력을 지배하고 무시한다. 다른 hypothalamic-releasin 또는 release-inhibiting 호르몬과 달리 도파민은 카테콜아민이다. 2개의 질문은 도파민의 금지 활동에 대하여 발생한다
시상하부 도파민의 근원은 무엇인가?
어떻게 전두엽은 도파민의 복용량에 도착하는가?
3개의 근원 및 3개의 노선이 있다:
(1) 도파민의 중요한 근원은 메디아 저명으로 도파민을 종합하고 은닉하는 시상 하부에 있는 도파민으로 활성되는 신경이다.
이 도파민은 시상하부 hypophysial 문맥 배로 배수하고 직접적으로 높은 농도에서 프롤락틴 분비를 금하는, 전방 뇌하수체에 도파민을 배달하고 모세관에 들어간다.
(2) 도파민은 또한 문맥을 연결하는 간결에 의해 전방 엽으로부터 도달하는 뇌하수체의 후방 엽의 도파민으로 활성되는 신경에 의해 은닉된다.
(3) 전방 뇌하수체의 nonlactotroph 세포는 lactotrophs에 짧은 거리를 확산하고 paracrine 메커니즘에 의하여 프롤락틴 분비를 금하는 소량 도파민을 은닉한다.
프롤락틴 분비를 바꾸는 요인은 도표 9-5에 요약된다.
프롤락틴은 시상 하부에서 종합 및 도파민의 분비를 증가해서 자신의 분비를 금한다 (그림 9-11를 보시오).
후부의 뇌하수체의 통로는 소낭 소포 분비의 각각의 prohormnes로부터 뉴로피진은 쪼개진다.
분비작용
소낭 소포의 분비는 후부의 뇌하수체가 ADH, neurophysin II, 그리고 glycoprotein이나 xytosin 그리고 neurophysin I을 포함할 때 성립된다. 분비는 시상하부 안의 세포체로부터, 뇌하수체 후부의 안에 축색돌기 아래에 신경끝의 수송이 가능한 운동일때 시작한다.신경 맨끝이 활동 가능한 운동을 할 때 감극할 때 Ca2+은 끝에 진입하여 ADH 또는 옥시토신 및 neurophysins 포함하는 분비 과립의 토세포 현상을을 일으키는 원인이 된다.그 호르몬은 가까운 창문모양의 작은 구멍 모세관의 그리고 운반된다. 조직의 순환에 그 호르몬은 그 목표의 조직으로 전달된다.
항이뇨 호르몬
항이뇨 호르몬은 주요한 몸의 삼투의 유동성을 조절하는 관계를 한다. 항이뇨 호르몬은 뇌하수체안의 혈청삼투의 증가에 반응하여 분비한다. 항이뇨 호르몬은 그렇다면 행동한다 주요한 주요한 세포의 늦은 말초세관 그리고 수집한다수송관에서 증가된 물을 재흡수한다 그러므로 감소한다 몸의 유동성의 삼투성은 정상 가까이로 돌아온다.삼투압조절 그리고 그 항이뇨 호르몬의 활은은 신장은 신장은 쳅터 6안에서 논의하고잇습니다.
항이뇨 호르몬의 조절
그 요소는 자극하거나 억제한다 항이뇨 호르몬의 분비를 후부의 뇌하수체는 요약한다 9-6
세포 밖에서 저장되는 완료된 호르몬들로 여포성의 갑상선의 선까지 루멘을 숨기는 것을 시킨다.(3) 쓰여진 것처럼 비록 T₄가 갑상선의 주요한 분비하는 물질이지만 그것은 호르몬의 가장 활발한 형태가 아니다. 갑상선의 호르몬 생합성에 있어서의 과정들은 그림 9-17에서 여포성의 상피에 설명된다. 그림의 동그라미 번호들은 이하의 과정들과 연관됬다.:
1. Thyroglobulin (TG). 크고 많은 tyrosine이 있는 것을 포함하고 당단백질은 미완성의 내형질 세망과 갑상선의 여포성 세포인 골지 기구를 합성한다. Thyroglobulin은 그 때 분비선 소낭들에 의해 합성되고, 정점의 막을 여포성의 루멘으로 밀어낸다. 나중에,thyroglobulin의 tyrosine 잔여물들은 갑상선의 호르몬들의 선구자를 이루기 위해 옥소로 처리 될 것이다.
2. 수송의 Na⁺-I⁻, or "I-trap." I⁻는 여포성 상피세포의 화학적 전기적 경사를 거슬러 여포성 상피세포에 피를 활발히 전달한다. 이 펌프의 활동은 신체의 I⁻수준에 의해 통제된다. 예를 들면,I⁻의 낮은 수준은 펌프를 자극한다. I⁻의 양이 부족할 때,Na⁺-I⁻의 수송은 그 활동을 늘려서 부족을 보충하려고 한다. 만약 양 부족이 심하면, Na⁺-I⁻의 수송은 보충 할 수 없게 되고 갑상선의 호르몬들의 합성은 줄어들 것이다.
음이온 티오시인산염과 과염소산염을 포함하는 Na⁺-I⁻의 수송에는 경쟁적인 몇 개의 억제제들이 있다. 그것은 여포성의 세포들의 I⁻흡수를 막고, 갑상선의 호르몬들의 합성을 방해한다.
3. I⁻ 를 I₂로 유기화. I⁻가 세포에 펌프로 집어넣게 되면, 그것이 세포를 가로질러 효소 갑상선 peroxidase에 의해 I₂까지 산화된 정점의 막에 간다. 갑상선의 peroxidase는 이 산화 과정과 다음 2개의 과정들에 촉매 작용을 일으킨다.(즉 thyroglobulin과 연결 반작용들에 의해 I₂유기화 함)
갑상선의 peroxidase는 propylthiouracil(PTU)에 의해 금지된다.그것은 갑상선의 peroxidase에 의해 촉매 작용을 일으키게 되는 과정들 모두를 막는 것으로 갑상선의 호르몬들의 통합을 막는다.이와같이,PTU의 관리는 갑상선기능항진증의 효과적인 대우이다.
4. I₂의 유기화. 정점의 막, 다만 안은 monoiodotyrosine (MIT)와 diiodotyrosine (DIT)를 형성하기 위하여 갑상선 과산화 효소에 의해 촉매 작용을 마친 thyroglobulin의 tyrosine 일부분과 결합한 I ₂의 루멘 소낭이다. 갑상선이 그것의 호르몬을 숨겨 자극될 때까지 MIT와 DIT는 소낭 모양 루멘에 있는 thyroglobulin에 붙여 남아 있다. 그리고 I⁻의 상부는 Wolff-Chaikoffeffect로 알려진 갑상선 호르몬의 유기화를 억제한다.
5. 연결 반작용. thyroglobulin의 안에서 갈라지는 동안,2개의 개개의 연결 반작용들은 MIT과 DIT의 사이에서 일어나고, 갑상선의 peroxidase에 의해 다시 촉매 작용을 일으키게 된다. 1개의 반응에서, DIT의 2개의 분자는 T ₄를 형성하기 위하여 결합한다. 다른 반응에서는, DIT의 1개의 분자는 MIT의 1 분자와 T ₃를 형성하기 위하여 결합한다. 첫번째 반응은 빠르다. 그 결과로서,T₃보다 대략 10 번 많은 T₄가 생산된다. MIT와 DIT의 부분은 붙어있지 않고 ("정상"은 좌로 있다.) 간단하게 thyroglobulin에 붙어 있다. 연결 반작용이 생긴 후에, thyroglobulin는 T ₄, T ₃ 및 남겨진 MIT 및 DIT를 포함한다. 이 옥소 처리된 thyroglobulin은 교질로 소낭 모양 루멘에서 갑상선이 그것의 호르몬을 숨겨 자극이 될 때까지 저장된다. (예를 들면, TSH에 의하여).
6. thyroglobulin의 Endocytosis. 갑상선이 자극될 때, 옥소 처리된 thyroglobulin는 여포성 상피 세포로 (그것의 붙어 있던 T ₄, T ₃, MIT 및 DIT에) 흡수된다. 원생동물은 정점 세포막에서 떨어져 위축되고, 교질의 부분을 침몰시키고, 세포로 흡수한다. 세포의 내부에서,thyroglobulin은 관 모양의 움직임에 의해 근본적인 막의 방향으로 수송된다.
7. lysosomal 효소에 의하여 thyroglobu1in로 부터 T ₄ 와 T ₃의 가수분해. Thyroglobulin의 작은 물방울들은 lysosomal 막으로 융합한다. Lysosomal 프로테아제는 그 때 thyroglobulin에서 T ₄, T ₃, MIT 및 DIT를 풀어 놓기 위하여 펩티드 결합을 가수분해한다. T ₄와 T ₃는 전신의 순환에 전달될 가까운 모세관으로 기초 막을 가로질러 수송된다. MIT와 DIT는 여포성 세포에서 남아 있고 새로운 thyroglobulin의 합성으로 재생된다.
8. MIT와 DIT의 요오드화 제거. MIT와 DIT는 효소 갑상선 deiodinase에 의하여 여포성 세포 안쪽에 표시되어져 있다. 이 단계에 의해 생성된 I⁻는 세포내 웅덩이로 재생되고 I⁻수송 펌프에 의해 추가된다. 티로신 분자는 새로운 thyroglobulin의 종합으로 다른 주기를 시작하기 위하여 합성된다. 따라서, I⁻와 티로신은 둘 다 deiodinase 효소에 의해 "순환된다". 갑상선 deiodinase의 결핍은 그러므로 I⁻ 규정량 결핍을 따른다.
순환에 있는 갑상선 호르몬의 연결
갑상선 호르몬은 혈장 단백질의 혈류량 경계에서 (T ₄와 T ₃) 순환하고 또는 분비한다. (풀린) 최대 T ₄ 및 T ₃는 티록신을 묶는 글로불린 (TBG)에 경계를 순환한다. 적은 양은 T ₄에 경계를 묶는 prealbumin 및 알부민을 순환한다. 여전히 적은 양은 자유롭고 해방된 형태에서 순환한다. 단지 자유로운 갑상선 호르몬이 생리적으로 활동적이다. 그래서 TBG의 역할은 자유로운 호르몬을 웅덩이에 풀어 놓고 추가될 수 있는 순환 갑상선 호르몬의 많은 비축을 제공하기 위한 것 이다.
TBG의 혈액 수준의 변화는 자유 갑상선 호르몬의 소량을 바꾼다. 예를 들어, 간부전증에서, 간장의 단백질 합성이 줄어들기 때문에 TBG의 혈액 수준은 줄어든다. TBG수준의 감소는 자유 갑상선 호르몬의 일시적인 증가를 초래한다; 자유 갑상선 호르몬의 수준증가의 결과는 갑상선 호르몬 합성의 방해이다. (by negative feedback) 반대로 임신기간 동안에는 에스트로겐의 높은 수준이 간장의 TBG수준의 증가와 TBG 간장의 파괴를 억제한다. TBG의 높은 수준과 함께 더 많은 갑상선 호르몬이 TBG로 결합되고 더 적은 갑상선 호르몬이 자유가 되고 풀어진다. 일시적으로,음성되돌림기전에 의한 자유 호르몬 원인의 수준의 감소는 갑상선 선에 의한 갑상선 호르본의 합성과 분비를 증가시킨다. 임신중에는 이런 모든 변화의 결과로써 토탈 T₄와 T₃의 수준이 증가된다( TBG의 수준이 증가되었기 때문에), 그러나 자유 호르몬의 수준,생리학적인 활동, 갑상선 호르몬은 평범하고 어떤 사람은 "임상적 갑상선기능정상" 이라고 말한다.
TBG 의 수준의 순환은 방사성으로 T₃의 합성수지 결합을 측정하는 T₃수지 결합 테스트로 정확하게 평가될수 있다. 실험에서, T₃ 방사성의 표준 양은 환자의 혈청과 T₃합성수지의 샘플이 포함된 분석시스템에 더해진다. T₃ 방사성의 근본적인 원리는 첫번째로 결합하기 위해 환자의 TBG의 위치를 정할것이고 어떤 "나머지" T₃방사성은 수지를 결합할 것이다.그래서 T₃수지 결합은 TBG가 감소할때의 수준의 순환일때나 (즉 간부전증일때) 내생의 T₃수준이 증가되었을때( 내생의 호르몬이 TBG에서 평소보다 더 많은 자리를 차지할때) 증가된다.반대로 T₃수지결합은 TBG의 순환의 수준의 증가될때 (즉, 임신기간동안) 나 내생의 T₃수준이 감소될때( 즉, 내생의 호르몬이 TBG에서 평소보다 더 적은 자리를 차지할때) 감소된다.
표적조직 안의 T₄의 활동
중요하게, 갑상선 선의 가장 주요한 분비성 생산물은 갑상선 호르몬의 가장 활동적인 형태가 아닌 T₄이다. 이 "문제" 는 I₂의 분자 하나를 없애 T₄를 T₃로 전환하는 5-iodinase 효소에 의해 표적조직으로 해결된다. 표적조직은 또한 T₄의 일부를 활발하지 않은 T₃(rT₃)의 반대로 전환한다. 특별히, T₄는 T₃를 위하여 선구세포에게 공급되고, T₄의 비교적인 양은 T₃와 rT₃로 전환되고 얼만큼의 호르몬이 활동할지 결정하는것은 조직세포 안의 과정이다.
갑상선 호르몬 분비의 조절
갑상선 호르몬의 분비의 증가 또는 감소의 요소들은 표 9-8로 요약된다. 갑상선 호르몬의 분비화 합성
의 대표적인 조절은 시상하부하수체부신계응 통한다(그림 9-18). 시상하부분비호르몬thyrotropin-releasing hormone(TRH) 은 갑상선 자극 호르몬의 분비의 원인이 되는 시상하부에 의해서 분비되고 뇌하수체 안쪽의 THS 분비세포 thyrotroph 에 작용한다. THS는 갑상선선이 갑상선 호르몬의 분비와 혼합을 자극하기 위해 작용한다. TRH, 펩타이드는 시상하부의 뇌실옆핵에 의해 분비된다. TRH는 뇌하수체 안쪽의 THS분비세포 thyrotroph에서 TSH 유전인자의 전사와 TSH의 분비 둘 다 자극하기 위해 활동한다.
ACTIONS OF THYROID HORMONES (갑상선호르몬의 작용)
갑상선호르몬은 체내 모든 기관과 조직에 광범위하게 작용한다. 갑상선호르몬은 성장호르몬과 골형성을 촉진시키는 somatomedins 에 상호의존적으로 작용한다. 그들은 기초대사율, 열생산, 그리고 산소소비를 증가시킨다. 그리고 갑상선호르몬은 조직으로 운반되는 혈류와 산소를 증가시켜서 심혈관과 호흡기계를 변화시킨다. 표적기관에서 갑상선호르몬작용의 첫단계는 5′-iodinase에 의해 T4를 T3로 전환시키는 것이다. T4는 T3보다 훨씬 많은 양이 분비되어 회수되지만, 덜 활동적이다. 교대경로에서, T4는 생리적으로 비활동성인 rT3로 전환될 수 있다. 정상적으로, 조직은 대략 같은 양으로 T3와 rT3를 생산한다. 그러나, 어떤 상태에서, 상대적인 양은 변화가능하다. 예를들어, 임신, 공복, 스트레스, 간과 신부전, 그리고 β- 아드레날린성 차단 인자는 모두 T4의 T3로의 전환을 감소시키고 (그리고 rT3로 전환을 증가시킨다), 게다가 활동적인 호르몬 양이 줄어든다. 비만은 T4에서 T3로의 전환이 증가되고, 활동호르몬의 양이 증가한다. T3가 표적세포 옆에서 생성될 때, 그것은 핵으로 들어가 핵 수용체와 결합한다. 그 때 DNA전사를 자극하는 T3수용복합체가 갑상선 규정요소와 결합한다. 새롭게 전사된 mRNAs를 번역되어 새 단백질이 합성된다. 이 새 단백질은 갑상선호르몬의 다양한 작용에 원인이 된다. 리보솜에 위치한 다른 T3수용체와 미토콘드리아는 후기전사와 후기번역을 중재한다. 새 단백질의 거대한 배열은 갑상선호르몬의 감독아래 합성되고, Na+-K+ ATPase, 수송단백질, β1-adrenergic 수용체, 라이소솜 효소, 단백분해효소단백, 그리고 구조단백질을 포함하고 있다. 유도된 단백질의 성질은 표적기관에 특성이 있다. 대부분의 조직에서, 산소소비, 기초대사율, 그리고 심박출량을 증가시키는 Na+-K+ ATPase 합성이 일어난다. 심근세포에서, 마이오신, β1-adrenergic 수용체, 그리고 Ca2+ ATPaserk 일어나고, 심비율과 수축성의 증가를 일으키는 갑상선호르몬을 설명한다.
ACTION OF THYROID HORMONES (갑상선호르몬의 작용)
T4
↓ 5′-iodinase
T3
↓
T3
Nuclear receptor (핵수용체)
↓
Transcription of DNA (DNa의 전사)
↓
Translation of mRNA (mRNA의 번역)
↓
Synthesis of new proteins (새 단백질의 합성)
GROWTH CNS BMR METABOLISM CARDIOVASCULAR
(성장) (중추신경계) (기초대사율) (대사) (심박출량)
Growth Maturation ↑Na+-K+ ↑Glucose ↑Cardiac output
formation of CNS ATPase absorption
Bone ↑O2 ↑Glycogenolysis
maturation consumption
↑Heat ↑Gluconeogenesis
production
↑BMR ↑Lipolysis
↑Protein
synthesis
and
degradation
(net catabolic)
성장형성 중추신경계의성숙 ↑Na+-K+ATPase ↑포도당흡수 ↑심박출량
뼈성숙 ↑산소소비 ↑당원분해
↑열생산 ↑포도당신생
↑기초대사율 ↑지방분해
↑단백질합성과
분해(조직이화)
신진대사
궁극적으로 증가된 산소소비는 산화적인 신진대사를 위해 증가한 물질이용성에 의존한다.
갑상선 호르몬은 위장 트렉으로 gluconeogenesis,lipolysis,proteolysis 에서의 다른호르몬(카테콜라민,글루코겐,성장호르몬)의 잠재적인 효과로부터 포도당 흡수를 증가시킨다.
갑상선호르몬은 단백질합성과 감소 둘다 증가시킨다. 그들의 효과는 이화작용, 근육덩어리가 갑소하는 결과를 가져온다. 그러나 전체적으로 이 신진대사의 효과는 갑상선호르몬이 신진대사 효소의 합성의 감소 때문에 시토크롬 산화효소, NADPH 시트크롬 환원효소, α-glycerophosphate 탈수소효소, 말산효소, 단백질 가수분해효소는 증가한다.
· 심장혈관과 호흡기
갑상선 호르몬이 산소 소비를 증가시키기 때문에, 그들은 기관에서 산소를 더 높게 요구하도록 만들어 낸다. 기관으로 전달되는 증가하는 산소는 심장산출과 환기에서 갑상선 호르몬이 많이 생산되기 때문에 가능하다. 심장 산출에서 심장박동의 결합과 맥박이 증가한다. 심장에 관한 효과는 심장 β1-아드레날린 수용기에 의한 갑상선 호르몬합성에 의해 설명된다.
β1수용기는 교감신경계에서 전해지는 심장의 속도와 수축성의 효과로 성립한다. 라서 갑상선 호르몬 수치가 높을떄 심근은 증가하는 β1수용기를 가지고, 교감신경에 의한 많은 민감한 자극이있다. (상호작용에서 또한 갑상선호르몬은 심장 미오신의 합성과 근형질망상세포 Ca2+ ATPase를 유발한다.)
· 성장
성인성장발달은 갑상선 호르몬을 필요로한다. 갑상선 호르몬은 뼈의 발달을 향상시키기 위해 성장호르몬, somato medins 와 함께 상승작용을 한다. 갑상선 호르몬은 뼈의 형태와 성숙분열에서 골화와 융합을 향상시킨다. 갑상선 기능 부전증에서 뼈의 수명은 연대순 수명보다 더적다.
· 중추 신경 계통
CNS에서 갑상선 호르몬의 여러개의 효과가 있다. 이효과의 영향은 수명을 좌우한다. 출산기간에 삽상성호르몬은 CNS의 일반적 성숙분열을 위해 기본적이다. 이러한이유로 갑상선 기능 부전증을 위한 갱생한 방호를 지시한다. 만약 이것이 갱생한 것에서 탐지한다면 갑상선 호르몬 대체물은 CNS효과를 역으로 할수있다. 성인에게 갑상선기능부전증은 노곤함, 천천한 움직임, 졸림, 약화된 기억력, 그리고 감소된 금속 수용력을 야기한다. 갑상선 항진증은 흥분성, 자율신경과다반사, 성마름을 야기한다.
· 자율신경계
갑상선 호르몬은 현명한 방법으로 교감신경계와 상호작용한다. BMR,열생산,심장박동,맥박수치에서 갑상선 호르몬의 많은 효과는 카테콜아민 비타민 β 아드레날린에 의해 생산된다. 열생산, cardiac output, lipolysis, 글루코스신합성에서 갑상선 호르몬과 카테콜아민의 효과는 상승효과에 의해 나타난다. 상승작용의 중요성은 갑상선 항진증의 증상을 치료하는 중 β1-아드레날린 방어효소의 효과에 의해 설명된다.
· 갑상선호르몬의 병리생리학
상승작용의 중요성은 갑상선 항진증의 증상을 치료하는 중에 β1-아드레날린 방어효호의 효과에 의해 설명된다. 가장 일반적인 내분비이상은 갑상선호르몬의 방해이다. 신호와 증상의 배치는 갑상선호르몬의 초과 또는 부족을 예측할 수 있고, 호르몬의 생리학 행동에 근거를 둔다. 라서 갑상선호르몬의 방해는 성장,CNS기능,BMR과 열생상, 영양분 신진대사ㅡ 심장혈관 시스탬에 영향을 줄수있다. 갑상선 항진증, 갑상선기능부전증의 원인, TSH수치,치료에대한증상은 표 9-9에 요약되어있다.
갑상선의 일반적인 모양은 무덤의 질병, 갑상선 자극하는 면역 글로불린의 증가시킨 회람 수준이 특징인 자기 면역 무질서이다. 이 면역 글로불린은 갑상선소낭 모양 세포에 THS 수용체에 항체이다. 현재가, 동맥의 항체 강렬하게 갑상선 호르몬을 및 typertrophy 자극할 때. 갑상선의 다른 원인은 TRH TSH의 갑상선 신생물, 과량 분비, 그리고 외인 갑상선 호르몬 과량 양의 행정이다.
갑상선의 진단은 증후에 근거를 두고 T3와 T4 TSH 수준의 증가시킨 수준의 측량은 갑상선의 원인에 따라서, 줄거나 증가시킬지도 모른다. 갑상선의 원인이 무덤의 질병인 경우에, 갑상선의 원인이 TRH TSH (i.e, 무질서는 시상 하부 또는 전방 뇌하수체에 있다)의 증가한 분비인 경우에, 갑상선 신생물 (i.e, 무질서는 갑상선에 있다), 또는 갑상선 호르몬 (인공 갑상선), TSH 수준의 외인 행정은 전방 뇌하수체에 ~의 상부의 부정적 반응에 의해 그러나 줄 것이다, TSH 수준은 증가시킬 것이다.
갑상선의 증후는 극적이고 증가한 신진대사 율 때문에 증가한 음식 섭취량과 함께 체중 감소를 포함한다; 증가된 산소 소비에 이차 과다한 열 생산과 땀나기; 심혼에 있는 ~ 수용체의 위 규칙 때문에 급속한 심박수; 노력에 심정지; 그리고 전율, 신경질 및 갑상선 호르몬의 CNS 효력 때문에 약점. 갑상선의 증가한 활동은 그것이, 갑상선종이라고 불러 확대하는 원인이 된다. 갑상선종은 식도를 압축하고 삼키기에 있는 어려움을 일으키는 원인이 될지도 모른다
● CRH는 아미노산을 포함하는 폴리펩티드이다. 그것은 시상하부의 paraventicular 핵심들의 세포들에 의하여 분비가 된다. 뇌하수체 전엽에 작용한 다른 하이퍼타라미 호르몬들처럼, CRH는 뇌하수체 전엽에서 작용한다. 그것은 혈류로, ACTH의 분비의 원인이 되는 adenylyl 고리화 효소 / cAMP 기계에 의해 작용한다.
● ACTH(뇌하수체전엽호르몬)는 부신피질에 영향을 미친다. ACTH의 직접적인 효과들은 cytochrom P-450에서 콜레스테롤의 합성을 자극하고, 콜레스테롤 데스모라제를 촉진하기 위하여 미토콘드리아에 저장된 콜레스테롤의 이동을 자극한다. ACTH의 장기적 효과는 ACTH 수용기들의 사이토크롬 P-450 그리고adrenoxin의 증가를 위해 유전인자들의 자극등이 있다. 높아진 ACTH 들의 만성 효과들은 성장(예를 들면, IGF-2)에 의하여 중재된 신장 부근 내층세포의 비대와 과형성등이 있다. ACTH는 cortosol 분비의 평행상 패턴을 조절하고 일정한 분비선 패턴을 가지고 있다. ACTH(예를들면, 이전 각성)의 야간중 절정은 CRH의 폭발에 의해 차례로 분비를 한다. 주행성 패턴을 한 생체 시계는 수면 각성 순환(예를 들면, 잠자러 가고 깨는 것의 시간을 변화 시키는 것)을 교체시키는 것으로 이동 가능하다. 주행성 패턴은 빛 또는 암흑까지 혼수, 맹목, 또는 일정한 노출에 의하여 피하게 된다.
● 음성 피드백은 hypothalamic-pituitary 축에 3포인트 떨어진 cortisol에 의하여 발휘된다.
(1) cortisol는 직접적으로 시상하부로부터 CRH의 분비를 막는다.
(2) cortisol는 간접적인 효과에 의해 시상하부에 어떤 시냅스에서의 CRH 분비를 막는다.
(3) ACTH 분비의 억제를 초래하면서 cortisol는 뇌하수체 전엽에 CRH의 작용을 막는다. 이처럼, cortisol의 만성 결핍은 CRH-ACTH 축의 자극 그리고 증가된 ACTH로 확인할수 있다. cortisol의 만성 과다는 CRH-ACTH 축을 억제하고 ACTH 수치를 줄인다.
● 덱사메타손 억제 검사는 CRH-ACTH 축에 cortisol의 음성 피드백 결과에 바탕을 둔다. 덱사메타손은 ACTH 분비에 음성 피드백 효과를 포함하여 cortisol의 작용을 주관하는 합성 글루코코티코이드이다. 덱사메서손의 저선량이 건강한 사람에게 주어질 때, 그것은 마치 cortisol(자연적인 글루코코티코이드)이 하는 것처럼(또는 "억제") ACTH 분비를 막는다. ACTH의 낮아진 수치의 원인은 cortisol 분비의 억제이며 그것은 실험에서 조정된다. 덱사메타손 억제 검사의 주요한 사용은 hypercortisolism(cortisol의 고수준)과 사람들에 있다. 실험은hypercortisolism이 뇌하수체 전엽(덱사메서손 복용량의 저선량)의 ACTH을 분비하는 종기인지 아닌지를 결정하기 위하여 사용된다. (종기의 ACTH 분비는 정상적인 뇌하수체 전엽의 분비보다 글루코코티코이드에 의해 음성 피드백에 덜 느끼기 쉽다.) 만약 hypercortisolism의 원인이 신장 부근 외피 부어오른 부분이면, 저선량 뿐만 아니라 높은 덱사메서손 투여양도 cortisol 분비를 막지 않는다. (cortisol의 종기의 분비는 자주적이고 ACTH 수치의 변화에 의하여 영향을 받지 않는다.)
CRH-ACTH 축에 의해 음성 피드백 제어뿐 아니라, 다른 요소는 ACTH와 cortisol 분비(표 9-10)에 변경을 가한다. 이 요소의 다수는 시상하부에 더 높은 두뇌 효과를 통하여 ACTH 분비물에변경을 가한다.
알도스테론 분비의 규칙성
zona glomerulosa에 의한 알도스테론 분비의 규칙이 cortisol의 분비와 부신성 안드로겐들의 규칙과 다른 알도스테론 분비의 규칙을 초래한다. 자연히, 그것이 콜레스테롤 데스모라제(생합성경로)을 자극하기 때문에 ACTH는 이 과정에서 중요하다. 다른 신장 부근 스테로이드 호르몬처럼(이처럼, ACTH는 알도스테론 분비에 강장제 역할을 한다.), 알도스테론은 밤 중 떠오르는 가장 낮은 수치들과 눈뜸 직전에 일어나는 가장 높은 수치들을 가지고 주행성 패턴을 나타낸다. 그러나, 레닌-안지오텐신 II-aldosterone 시스템과 장액 칼륨(K+) 레벨들의 변화를 통한 ECF 용량에 변화을 가하여 ACTH에 의해 없는 알도스테론 분비를 자극한다.
● 레닌-안지오텐신 II-aldosterone. 알도스테론 분비의 주요한 지배력은 레닌-안지오텐신 II-aldosterone 시스템이다. 이 규칙의 중재인은 자극적인 콜레스테롤 데스모라제와 알도스테론 신타아제에 의해 알도스테론의 합성과 분비를 증가시키는angiotensin II이다. 대체로 경로(탐색 그림 9-22)를 지나며 angiotensin II는 Gq 단백질을 통하여 포스포리파아제 C에 연결된 recep-tors에 접착한다. 이같은, angiotensin II의 행동을 위한 전령들은 IP3/Ca2+이다. 레닌-안지오텐신 II-aldosterone 축의 규칙은 4장에서설명된다. 간단히, ECF 용량(예를 들면, 출혈 또는 Na 때문에 수분 감소)의 감소는 신장 perfusin 압력에 감소의 원인이 된다. 그것은 신장의 토리곁세포에 의해 레닌 분비를 증가시킨다. 레닌(효소)는 angiotensin I에 angiotensinogen의 전환을 촉진하며 그것은 작용하지 않는다. angiotensinconverting 효소(ACE)는 angiotensin II에 angiotensin I의 전환을 촉진하며 그 때는 알도스테론 합성을 자극하기 위하여 구 상대 에 작용한다. 알도스테론이 ECF 용량을 유지하는 것에 한 역할에 비추어, renin-nagiotensin II-aldosterone 시스템에 의한 알도스테론 분비가 감시된다. 예를 들면 ECF 용량에 감소는 알도스테론 분비를 자극한다. 그리고 알도스테론은 Na을 자극하며 ECF Na을 복구하는 것을 돕는 신장에 의한 다시 흡수된다.
● 장액K+ 알도스테론 분비를 제어한 다른 요소는 장액 K+이다. 장액 K+의 농도가 증가함은 장액의 분비를 줄이며 알도스테론 분비도 줄인다. 예를 들면 장액+K의 농도 증가는 그것들을 편광을 없애고 voltagesensitive Ca2+ 홈형강들을 여는 것으로 신장 부근 세포들에 작용한다. Ca2+ 가 분비될때, 세포내 Ca2+ 농도는 알도스테론 분비를 증가시키고 자극한다. 알도스테론이 K을 유지하는 것에 한 주요한 역할인 균형, 장액 K까지 알도스테론 분비의 제어 또한 농도에 영향을 준다. 예를 들면 장액 K에 증가가 알도스테론 분비를 자극하면, 신장에 의한 분비에 의하여 장액 K을 줄이며 알도스테론은 K을 증가시킨다.
부신 피질 스테로이드의 기능
부신피질스테로이드는 다양한 기능을 가지고 있다. 그리고 glucocorticoid(cortisol), mineralocorticoid(알도스테론), 또는 andregenic(DHEA와 androstenedione)가 분비된다. 스테로이드 호르몬으로서, 이 가능은 처음으로 DNA의 필사, 특정한 mRNA들의 합성, 그리고 새로운 단백질 합성의 유도를 요구한다. 이 새로운 단백질들은 표적 직물들(표 9-11)에 스테로이드 호르몬 작용들에 특이성을 부여한다.
glucocorticoids의 기능
glucocorticoids은 일생에 중요하다. 만약 부신피질이 제거되거나 작용하고 있지 않으면, 외부적 원인에 의한 사멸되게 된다. glucocorticoids(예를 들면. cortisol)의 조치는 글루코오스 신생합성을 위해, 면역반응들에 맥관 반응을 위해, 그리고 CNS 기능의 조절을 위해 중요하다.
글루코네 제내시스의 자극
cortisoldml 주요한 활동은 글리카곤의 저장소 그리고 글리코제내시스를 촉진하는 것이다. 총체적인 cortisol의 효과는 이화작용과 그리고 당뇨유발성이 있다 cortisol은 단백질과, 지방 그리고 carbohynate의 합성에 신진대사에 동등한 방식의 글루코즈 증가와 이렇게 따르고있다; cortisol 은 근육안이 분해된 단백질의 증가 그리고 새로이 합성된 단백질은 감소된다. 그것에 그해서 글루코네제내시스를 위해서 간에 부가적인 아미노산을 제공한다. cortisol은 지방의 분해의 증가 그것은 글로코네제내시르를 위해서 간에 글리세로를 부가적으로 제공한다 마지막으로 cortisol은 근육의 글루코즈 사용을 감소하고 그리고 지방많은 세포의 인슐린 민감도를 감소시킨다. Glucocorticoids는 본격적으로 빠르게 생존한다. 왜냐하면 그들은 gluconeogenic route를 자극한다.
hypocortisolism(첫째 신장부군의 addison's의 감소)것은 저혈당.hypocortisolism(cushing 증후근) 그것은 저혈당이다.
●항염증의 효과 의 세 번째 활동은 몸의 외상성 장애 그리고 자극성의 염증을 일으키는 반응을 방해하는 것이다 (1) cortisol은 lipocortin의 합성을 권유한다. 효소 phospholipase A2을 억제한다. phospholipase A2는 phospholipides의 막으로부터 arachidonic acid를 자유롭게 만든다. 그리고 prostaglandis을 먼저 공급한다. 그리고 leukotrienes 의 합성을 억제하는데 기초를 둔다. (2)cortisol은 interleukin-2의 생산을 억제 한다. 그리고 T림프구의 확산도 억제한다. (3)cortisol은 histumin과 세포간 등 그리고 혈소판으로부터 setonin의 놓은 것을 억제한다.
●면역 반응의 억압
이전의 노트에 cortisol은 T림프구의 확산과 IL-2의 생산을 억제하고 그 또한은 세포면역의 치명적이다. 외상의glucocorticoide는 면역반응을 억압하고 그리고 기관의 거절이상반응을 막는 치료운영을 할수 있다
●catecholamines 많은 혈관 반응의 지속
cortisol은 정상 혈압의 지속 그리고 소등벽의 adrenegic 수용기 반응의 a-permissive규칙을 시행한다. 이경우엔 cortisol은 소등벽은 catecholamies의 혈관 수축반응을 반응을 필요로 한다 hypocortisolism은 그것은 저혈압 증이다; hypercortisolism은 그것은 저혈압 증이다.
●뼈정보의 억제
cortisol은 타입 1의 감소 뼈의 주형을 구성하는 교원질의 타입 1의 합성의 감소의 뼈정보를 억제한다; 골아 세포 생성감소; 그리고 장에 기생하는 칼슘재흡수의 감소
●사구의 여과법 증가
cortisol은 소동맥의 affrent의 vasodilatin의 원인인 GFR의 증가는 그러므로 신장피와 GFR의 증가이다
●중추 신경계통의 효과
glucocorticoid 수용체는 변연계계통안의 특별한 것을 뇌안에서 찾는다 cortisol의 감소는 REM 수면 증가는 천천히 움직이는 잠 그리고 증가는 깨우는 시간이다 (상기한다 가장큰 ACTH의 가장 가해지는 것은 cortisol도 깨기전이다)
Mineralocorticoid의 활동
Mineralocorticoiddml 활동은 쳅터 6에 상세히 묘사되있다 간단히 알도스테론의 3가지 활동은 말단의 세관 그리고 신장의 송수관의 수집이다; 이것의 증가는 Na+의 재흡수 이것의 증가는 K+분비 그리고 이것의 증가는 H+의 분비이다. 이효과는 Na+의 재흡수 그리고 K+의 분비는 주요한 세포그리고 이것은 H+ 분비는 a-intercalated세포의 효과가 있다. 그러므로 알도스테론수준이 올라갈 때에는 (분비는) Na+재흡수, K+분비 그리고 H+분비 모든 증가이다. 이변화는 신장의 수송결과는 ECF크기 확장 그리고 고혈압증, 칼륨감소혈 그리고 신진 대사의 알칼리성이다. 대조적으로알도스테론의 감소는 (adrenal 불충분),Na+재흡수 K+분비 그리고 H+분비 모든 것이 감소의 변화는 ECF크기 생산 수축 그리고 고혈압증 고칼륨혈증 그리고 신진대사의 산과다증이다. 흥미로운 문제는 그들의 목표 세포안의 mineralocorticoid의 활동의 관계에 일어난다 (이 말초부 세관 그리고 신장의 수집 송수관) 이것은 cortisol 신호는 Mineralocorticoid수용기는 알도스테론의 선호보다 높다 순환하는 cortisol의 수준은 순환하는 알도스테론의 수준보다 높다 이것은 보여진다 cortisol은 Mineralocorticoid 수용기를 압도하고 그리고 지배한다. 어떻게 알도스테론의 순환의 변화를 신장을 아는가는 Mineralocorticoid활동 욕구인가 그문제는 신장세포가 해결해준다. 그들은 enzyme, 11B-hydroxy steroid dehydrogenase을 포한한다. 그는 cortisol을 cortisone으로 변하게 해준다; cortisol과 다른 점은 cortisone은 Mineralocorticoid선호가 매우낮다는 것이다.
이 경우 cortisol은 Mineralocorticoid의 목표 세포 안에서 효과적으로 활발하지 못하다. 독특한 해결방법은 그런 변화를 허용한다 Mineralocorticoid의 목표세포안의 cortisol의 비활동성 또한 확장시킨다 왜냐하면 높은 cortisol의 순환이 수준 높다면 cortisol은 오직 Mineralocorticoid활동이 약해야 한다.
Pathophyslogy of the adrenal cortex
Disease Clinical Features Acth Levels Treatment
질병 임상특징 부신피질자극호르몬수치 치료
Adidisons Disease Hypoglycemia Increased (negative Replacement of glucocorticolds
(Primary adrenocortical Anotexia, weight loss, nausea, feedback effect of and mineralocorticoids
insufficiency) vomiting decreased cortisol)
Weakness
Hypotension
Hyperkalemia
Metabolic acidosis
Decreased pubic and axillary
hair in females
Hyperpigmentation
에디슨 병 저혈당 증가(감소된 코티졸의 당류피질호르몬과 염류피질호르몬
일차적부신피질기능부전 식욕부진, 체중감소, 오심, 구토 음성되먹이 효과) 의 대체요법
허약감
저혈압
고칼륨혈증
대사성산증
여성에서 감소된 치골과 액와 모
과다색소침착
Cushings Syndrome Hyperglycemia Decreased (negative Ketoconazole
(e.g., primary adrenal Muscle wasting feedback effect of Metyrapone
hyperplasia) Central obesity increased cortisol)
Round face, supraclavicular
fat, buffalo hump
Osteoporosis
Striae
Virilization and menstrual
disorders in females
Hypertension
쿠싱증후군 고혈당증 감소(증가된 코티졸의 케토코나졸
일차적부신과다형성 근무력 음성되먹이 효과) 메티라폰
복부비만증
동그란 얼굴, 쇄골위 지방,
특정한 모양
골다공증
선
여성에서 남성화와 월경장애
고혈압
Cushings Disease Same as Cushings syndrome Increased Surgical removal of ACTH
(excess ACTH) (see above) secreting tumor
쿠싱증후군 쿠싱중후군과 같은 증가 부신피질자극호르몬 분비 종양
(부신피질자극호르몬과잉) (위에 보기) 외과적 제거
Conns Syndrome Hypertension Aldosterone antagonist (e.g.,
(aldosterone secreting Hypokalemia spironolactone)
tumor) Metabolic alkalosis Surgery
Drecreased renin levels
쿤증후군 고혈압 알도스테론 길항작용
(알도스테론분비종양) 저칼륨혈증 (스파이로놀락톤)
대사성 염기증 수술
감소된 레닌 수치
21-Hydroxylase Deficiency Virilization in females Increased (negative Replacement of glococorticoids
Early acceleration of linear feedback effect of and mineralocorticoids
growth decreased cortisol)
Early appearance of pubic and
axillary hair
Symptoms of deficiency of
glucocorticoids and
mineralocorticoids
21-수산화효소 결핍 여성에서 남성화 증가 (감소된 코티졸의 당류피질호르몬과 염류피질호르몬
1차성장의 조기가속 음성되먹이 기전) 의 대체요법
치골과 액와 모의 조기출현
당류피질호르몬과 염류피질호르몬
의 부족 증상
17α-Hydroxylase Deficiency Lack of pubic and axillary hair Increased (negative Replacement of glucocorticoids
in females feedback effect of Aldosterone antagonist (e.g.,
Symptomes of deficiency of decreased cortisol) spironolactone)
glucocorticoids
Symotomes of excess
mineralocorticoids
17α-수산화효소결핍 여성에서 치골과 액와모의 부족 증가 (감소된 코티졸의 당류피질호르몬의 대체요법
당류피질호르몬 부족 증상 음성되먹이 기전) 알도스테론 길항작용(스파이
염류피질호르몬 과잉 증상 로놀락톤)
병증의 서술 : 45세 여성은 진행성 허약과 체중 감소, 이따금씩 메스꺼움, 그리고 어두워지는 피부 착색의 병력으로 병원에 입원을 했다. 신체검사에서 그녀는 말랐고, 검은 피부 주름들을 가지고 있고, 겨드랑이 그리고 일반적인 머리카락이 줄었다. 그녀의 혈압은 반듯이 누워있을 때 120/80 그리고 서 있을 때 106/50이다. 그녀의 맥박은 반듯이 누웠을 때 100/분이고 서 있을 때 120/분이다.
실험실 연구는 다음 값을 산출한다.
혈청 소변
[Na?],120mEq/L Na?,증가
[K?],5.8mEq/L K?,감소
[HCO₃?],18mEq/L pH,증가
삼투압,254mOsm/L 삼투압,450mOsm/L
동맥 혈액 가스는 신진대사 산독증과 일치한다. 혈액 요소 질소(BUN)와 혈청 크레아티닌은 증가한다. 그녀의 혈액 포도당 집중은 낮은 정상이다. 그리고 그녀는 공복에 저혈당이 된다. 부신피질 자극호르몬의 혈청 단계는 올라간다. 부신피질 자극호르몬 자극 테스트는 “평편“ 코르티솔 반응(예를 들면, 부신 피층은 부신 피질 자극 호르몬에 응답하지 않는다.)을 보인다. 그 여성은 매일 두 번, 아침 일찍 그리고 늦은 오후에 fludrocortisone과 합성적인 광물 부신겉질호르몬과 함께 코르티솔로 치료받는다.
병증의 설명 : 여성은 부신 피층의 모든 단층들이 소실된 주요한 부신피질 기능부전(Addison의 병)을 가지고 있다. 부신피질 호르몬들, 글루코코르티코이드, 광물부신피질호르몬, 그리고 부신 남성호르몬은 어떤 것도 충분한 양을 분비하지 않는다. 음성 피드백 과정을 경유하여 코르티졸의 낮은 혈액 수준을 뇌하수체 전엽에 의해 부신 피질 자극호르몬의 분비가 증가한다. 그 여성의 비정상혈청과 소변수치 기립저혈압, 저혈당증, 감소된 체모, 그리고 만약 과색소 침착은 다음과 같은 부신피질 스테로이드의 감소된 순환 수준으로 설명할 수 있다. 여성은 혈청[K?]와 신진대사 산독증을 증가시켰다. 동시에 K?의 소변 배설물이 감소하다 소변 pH가 증가하면 K?의 방해물과 산 기초 평형이 부신피질호르몬인 알도스테론 손실로부터 야기된다. 보통으로는 알도스테론은 신장 말초관과 모으는 관안의 K?와 H?의 분비를 자극한다. 그러므로 알도스테론의 결핍이 있을때 신장은 K?와 H?의 부적당한 양을 분비한다. 그리고 그들이 각각 혈액 레벨을 올리고 고칼륨 혈증과 신진대사 산독증을 일으키며 바르게 누워있는 자세로부터 서있는 자세로 움직일때, 그녀의 혈압 감소 시키고 그녀의 맥박율까지 증가한다. 직립성 저혈압은 알도스테론과 코르티솔의 결핍에 의하여 설명된다. K?와 H? 분비에 그것의 결과뿐 아니라, 알도스테론은 신장 Na 다시흡수를 자극합니다. 알도스테론이 부족할 때, 불완전한 신장 Na? 재흡수가 있는데, 신체 Na? 구성과 ECF 양과 혈액 양, 동맥 혈압(특히 설 때)을 줄었다. cortisol의 부족은 카테콜아민의 감소하는 혈압 반응성으로서 그녀의 저혈압에 영향을 끼친다. 서 있을 때 증가한 맥박을 혈압 직립감소로부터 압각기관 반사작용의 반응을 반영한다. 여성의 높아진 BUN 그리고 혈청 크레아티닌은 낮아진 GFR(예를 들어, prernal azotemia)을 일치시키며 낮아진 ECF양을 반영한다. 여성의 줄여진 혈청[Na?]과 혈청 삼투 몰농도는 ECF양 단축에 보조적이다. ECF 볼륨이 10% 또는 더 많은 양에 의해 줄 때 , ADH분비는 자극된다. 신장 순환시의 ADH는 물의 재흡수를 자극함으로써 과삼투 소변을 반영한다. 재흡수된물은 인간의 [Na?]와 삼투압 농도에 감소에 반영함으로써 희석된 체액에 더해진다. ADH는 숨겨져서 혈액량의 양적인 상태는 괜찮지만 혈청 삼투압 농도에서는 부적당하다. 저혈당증, 메스꺼움, 무게 손실, 그리고 병약함은 glucocorticoids의 결핍에 의해 야기된다. 줄여진 신체 Na? 함유량과 줄여진 ECF양은 몸무게의 대부분은 물리기 때문에 체중 감소에 기여한다. 낮아진 수준의 cortisol은 ACTH의 분비를 자극한다. 이것은 α-MSH를 소량 포함하고 있다. ACTH 순환량이 증가할 때 에디슨병처럼 미량의 α-MSH구성요소는 피부를 어둡게 하는 색소 착색을 생산한다. 여성은 부신안드로겐, DHEA 그리고 androstenedione의 손실로 음부와 겨드랑이의 체모가 줄어들게 된다.(여성들에게, 부신 androgen들은 androgen의 주요한 근원이다.
치료 : 이 환자의 치료는 사는 동안 필요한 잃어버린 부신피질 스테로이드 호르몬들의 대체로 구성되어 있다. 그녀는 합성적인 무기질코르티코이드(flydrocortisone)와 글루코코르티코이드(cortisol)을 받는다. cortisol는 두 번씩 매일 투여된다. cortisol 분비의 정상 상태의 주간 패턴을 비슷하게 만들기 위하여 이른 아침에 많이 투여를 하며, 늦은 점심에 보다 적게 투여한다.
cushing의 증후군은 glucicirticoids의 장기간에 걸친 과다의 결과이다. 이는 부신 피질층에 의한 cortisol의 자발적인 생산과잉 또는 외인성 glucocorticoids의 복용량에 의해 야기될 수 있다. cushing disiease는 점액 아데노마(이때 이것은 부신 피층으로 과다 cortisol의 분비물을 운반한다)로부터 ACTH의 과분비로 야기된 과다 glucocorticoids로 특징 지어 나눠지는 부신이다. cushing의 증후군 또는 cushing의 병이 어느 것이든지 증상은 과도한 글루코코르티코이드와 부신 남성호르몬의 결과이다. 과다 코르티솔은 혈당증 ,증가된 단백질분해와 소비하는 근육, 집중적인 비만과 둥근 얼굴, 쇄골상단 지방, 버팔로 혹, 부족한 상처 치료, 골다공증, 그리고 찰흔(연결된 세포의 손실에 의하여 영향을 받는다)을 야기한다. 고혈압은 cortisol이 가진 약한 무기질코르티코이드 활동 때문에 그리고 카테콜아민(위측 통제α 수용기들에 의해)이 소동맥들의 반응으로 cortisol이 증가되기 때문에 일어난다. 과다 남성호르몬은 남성화와 여성의 월경 불순의 원인이 된다. cushing 증후군과 cushing의 병은 유사한 임상 특징을 나타낸다. 그러나 ATH의 순환한 정도에 따라 다르다. cushing의 증후군에, 주요한 장애는 cortisol을 과잉생산하고 있는 부신피질에 있다. 높은 cortisol 수준이 앞선 뇌하수체의 피드백과 ACTH의 억제로 인하여 ACTH 수준은 낮다. cushing의 병에서 첫 번째 장애는 ACTH를 과잉 생산하는 뇌하수체 전엽에 있다. ACTH 수준은 높아져 있다. 앞에서 설명했다시피 ,합성적인 glycicirticoid를 관리하는 덱사메서손 진압 테스트는 두 질환를 구별할 수 있다. cushing의 증후군(정상 상태 CRH-ACTH 축을 가지고 주요한 부신 장애)은 부신 종기가 자율적으로 작용하기 때문에, 덱사메손의 과소 투여량에 따라 코르테솔의 분비가 제어 되지 않는다. cushing의 병은 ACTH와 cortisol 분비가 높은 투여량의 dexamethasome에 의하여 제어되지만 적은 양의 투여는 덱사메서손에 의해 억제되지는 않는다. cushing 증후군의 치료는 스테로이드 호르몬 생합성을 막는 ketoconazile 또는 metyrapone와 같은 약을 투약한다. 만약 약에 의한 치료가 효과 없으면, 스테로이드 호르몬 교체와 결합하여 부신절제수술을 병행한다. 이와는 다르게, cushing 병의 치료는 ACTH분비하는 종양의 제거수술을 한다.
conn's 증후군
conn's의 증후군, 또는 주요한 과다 알도스테론증은 알도스테론을 분비하는 종양에 의하여 야기된다. conn's 증후군의 증상들은 알도스테론의 알려진 생리적인 동작인 Na?재흡수, K? 분비, 그리고 H? 분비에 의해 설명할 수 있습니다. 과다 알도스테론의 영향은 증가된 ECF양과 고혈압(증가된 Na? 재흡수에 기인한 것), hypokalemia(증가된 K? 분비에 기인한 것), 그리고 신진대사 알카리 혈증(증가된 H?분비에 기인한 것)입니다. 증가된 (알도스테론의 높은 수치로 야기된)ECF양이 레닌의 숨김을 방해하는 신장의 살포압력을 증가시키기 때문에 순환하는 레닌의 양은 줄어든다. CONN 증후군의 치료는 SPIRONOLACTONE과 같은 알도스테론 길항제의 관리와 알도스테론을 분비하는 종양의 외관적인 제거가 있다.
21 ß-수산화효소의 결핍
몇몇 타고난 기형들은 생합성적인 경로들의 스테로이드 호르몬에 효소 결핍과 연결된다. 가장 일반적인 효소 결핍은 부신성기증후군이라 불리는 병의 집단의 21 ß-hydroxylase의 결핍이다. 이 효소 결핍의 결과를 이해하는 그림 9-22을 다시 봐라. 21 ß-hydroxylase 없이, 부신 대뇌피질은 프로게스테론에서 11- 디옥시코르티코스테론(DOC)에 변형하거나 11-deoxycortisol에서 17-hydroxyprogesterone을 변형시키기는 불가능하다. 바꾸어 말하면, 예측할 수 있는 증상들(이전에 토론했던 것 같이)을 일으켜서 부신 피층은 무기질코르티코이드 또는 glucocorticoids을 합성하지 않는다. 스테로이드 중간물은 위쪽에 효소 덩어리을 축적할 것이고 부신 androgen들의 생산, DHEA와 androstenedione, 어떤 것이 여성들에 그 다음에 남성화을 일으키는 것에 대하여 비켜간다. 그것은 17-ketosteroids의 요중 농도가 증가될 것이다. 만약 결점이 여성의 자궁내의 태아가 존재하면 , 과다 androgen들은 음경 같은 음핵과 음낭 같은 입술들과 외부 생식기의 웅성화를 일으킨다. 만약 어린시절에 치료되지 않으면, androgen 과다는 일련성의 성장의 가속, 음부 그리고 겨드랑이 체모의 이른 출현, 그리고 생식선 기능의 억제를 일으킬 것이다. ACTH 농도는 낮은 cortisol 수준에 의해 뇌하수체에 음성 피드백 때문에 올라갈 것이다. 그리고 이 높은 ACTH 수준은 영양에 관한 결과를 부신 피층과 원인에 부신피질을 과도하게 형성 시킬 것이다.(이처럼, 질환의 그룹을 위한 다른 이름은 타고난 부신 과형성이다.) 21 ß-hydroxylase 결핍의 치료는 glucocorticoids와 무기질코르티코이드 양쪽 모두중에서 교체로 이루어져 있다.
17α-수산화효소 결핍
생화학통로 비정상적 스테로이드 호르몬 17α-hydroxylase의 결핍이다. 이 결핍의 결과는 21β-hydroxylase 결핍과는 다르다. 그림 9-22의 실험은 17-α hydroxylase가 없는 것을 보여준다. pregnenoloone 17-α hydroxylase로 전환 될 수 없다. 그리고 프로게스테론은 17-α hydroxylase progesterone으로 전환 될 수 없다. 결과적으로 부신 피질에서 당질코르티코이드와 부신 안드로겐 또한 생산될 수 없다. 코르티코이드의 부재는 야기될 수 있다. 단정할 수 있는 효과를 (e.g., 저혈당증) ,그리고 부신의 안드로겐의 부재는 여성의 음부와 겨드랑이의 체모의 결핍이 일어날 것이다. 이 이상으로 스테로이드 중간물은 축적한다. 효소의 방해가 떠난 후 그리고 옆으로 보내질 것이다 무기질코르티코이드 11-deoxycorticosterone과 corticosterone의 과잉생산이 있을 것이다. 높은 수치의 무기질코르티코이드의 결과는 고혈압, 저칼륨혈증 그리고 대사성 알칼리증을 야기한다.
흥미있게도 자신의 알도스테론의 수치는 실제로 17-α hydroxylase의 결핍으로 감소한다. 왜 이렇게 되냐하면 만일 스테로이드 중간물이 옆으로 보내져 무기질코르티코이드가 생산된다면? 대답은 레닌 앤지오텐신 Ⅱ-알도스테론 시스템 피드백 규칙에 있다. 11-수eoxycorticosterone 수치의 증가와 corticosterone의 증가는 과다 무기질코르티코이드 증상을 야기한다: 고혈압, 대사성 알카리증 그리고 저칼륨혈증. 고혈압은 레닌 분비를 막는다. 안지오텐신 Ⅱ와 알도스테론의 수치 감소는 이끈다; 저칼륨혈증 또한 곧바로 알데스테론 분비를 막는다.
Insulin의 기능
인슐린은 풍부한 또는 다량의 호르몬으로 알려져 있다. 영양소의 이용도가 신체의 수요 능력을 넘어설 때, 인슐린은 과다 영양소가 간엔 글리코겐으로서, 지방 조직엔 지방으로서, 그리고 근육엔 단백질로서 저장되는 것을 확실히한다. 이 저장된 사람 영양소는 두뇌, 근육, 그리고 다른 기관들에 포도당 운반을 유지하기 위하여 식사를 하지 않은 시간 동안 이용된다. 혈증농도의 영양의 흐름과 결과의 변화에 따른 인슐린의 효과는 표 9 ―14 그리고 그림 9―30 에 요약하여 보여진다. 인슐린은 간, 근육, 그리고 지방 조직에 대해 다음 행동을 가지고 있다 :
● 혈중 당 농도를 줄인다. 인슐린의 혈당 저하 작용은 두가지 방법으로 설명될 수 있다 : 인슐린은 혈중 글루코스 농도에 임상적으로 확실한 감소의 원인이 된다. 그리고 인슐린은 탄수화물의 음식물 섭취 후에 일어난 혈중 당의 상승을 제한한다. 인슐린의 혈당 저하 작용은 동시에 포도당 산화를 자극하고 다음과 같이 글루코오스 신생합성을 제지할 목적을 위해 둘 이상의 근육계를 쓸 수 있는 반응의 결과이다 : (1) 인슐린은 세포막들로 포도당 운송의 삽입을 이끄는것으로 근육과 동물성 지방과 같은 과녁 세포들로 당 수송을 증가시킨다. 포도당이 작은 세포들에 들어가면서, 혈중 당 농도는 줄게된다. (2) 인슐린은 간장과 근육에 포도당으로부터 글리코겐 (동시에) 형성을 촉진하며 글리코겐 분해을 제지한다. (3) 인슐린은 과당 2,6-bisphosphate의 생산고를 증가시키는 것으로 글루코오스 신생합성(포도당의 합성)을 제지한다. 그것은 phosphofructokinase 작용을 증가시키며사실상, 기질들은 포도당의 형성으로 이루어져 있다.
● 지방성 혈액과 케토산 농도들을 줄인다. 지방대사에 인슐린의 총체적 효능은 지방산들의 산화를 제지하고(동시에) 지방산들의 축적을 증가시킨다. 결과적으로, 인슐린은 지방산들의 순환치들과 케토산을 줄인다. 지방 조직에, 인슐린은 지방 침전물을 자극하고 지방 분해을 제지합니다. 동시에, 줄여진 지방산 분해가 아세틸CoA(아세틸 CoA) 기질이 케토산의 형성을 위하여 이용되지 않기에 인슐린은 간장에 케토산(hydroxybutyric 산과 acetoacetic 산) 형성을 방해한다.
● 혈중 아미노산의 농도를 줄인다. 단백질대사에 인슐린의 총체적 효능은 동화작용이다. 그것에 의하여 아미노산의 혈중 농도를 줄이면서 인슐린은 조직들에 의해 아미노산과 단백질을 안으로 흡수하게 된다. 인슐린은 과녁 세포들(예를 들면, 근육)으로 아미노산을 자극하고, 단백질 합성을 증가시키고, 단백질 분해를 방해한다.
●다른 기능. 탄수화물에주요한 기능에는 지방, 그리고 단백질대사뿐 아니라, 인슐린은 몇몇 추가적인 효과들을 가지고 있다. 인슐린은 K+을 촉진하며 Na+의 기능을 증가시키는 것으로 세포들(그것이 포도당 흡수로 이루어짐)을 흡수한다. 인슐린의 이 기능은 장액 k+ 농도의 증가로 알 수 있다. k+이 식단에서 ingeested일때, 인슐린은 ingeested k+이 포도당과 다른 영양소가 있는 세포들에게 흡수된다. 또한 인슐린은 그것이 혈중 당 농도에 일으킨 변화에 직접효과를 가지고 있다.
인슐린의 병리 생리학
인슐린을 포함하는 주요한 장애는 진성 당뇨병이다. 진성 당뇨병 중 하나의 증상에, 부적격의 인슐린 분비가 있다. 또 다른 증상에서는, 표적조직의 인슐린내성이 있다.
● 인슐린 의존성 당뇨병인 진성 당뇨병은 자기 면역 과정의 결과로서 자주 β cells의 파괴에 의해 발생된다. 췌장 β cells이 충분한 양의 인슐린을 분비 하지 않을 때, 심각한 신진대사 결과가 생긴다 : 탄수화물, 지방, 그리고 단백질대사는 모두 방해받을 것이다. 진성 당뇨병은 다음 변화로 확인할수 있다 : 포도당의 낮아진 흡수력으로 세포들까지 혈중 당 농도를 증가시키고, 포도당 사용이 줄며 당의 신생합성을 높아진다 ; 지방내의 증가된 지방분해로 인해 지방산 혈액과 케토산 농도를 증가시켰고, 케토산은 지방산들의 전환을 증가시켰고, 조직들에 의해 케토산의 인체내 사용이 줄어들었다 ; 그리고 혈액 내 단백질이 늘어났으며 단백질이 점점 붕괴되어 아미노산까지 농도가 높아졌다.
또한 신체 덩어리(예를들면, 이화 작용 상태)의 손실과 지방 조직의 손실이 있다. 유동체의 소동들과 전해액의 균형은 타입 i 진성 당뇨병의 증세이다. ketoacids 증가된 수치의 원인은 대사성산성혈액증의당뇨병성 케토산혈증(DKA)을 부른다. 증가되는 혈중 글루코스 농도의 결과는 포도당의 찌꺼기를 거르며 그것은 근위세뇨관의 다시 잠재 수입 수요를 초과한다. 삼투성이뇨, 다뇨증, 그리고 갈증을 일으키는 nonreabsorbed 포도당은 그 다음에 소변에 삼투 용질로서 작용한다. 다뇨증은 ECF 음성수축과 저혈압을 일으키며 인슐린의 부족은 K의 변화의 원인이 되며 세포들(인슐린이 K+을촉진)에서 벗어나, 고칼륨혈증을 초래한다. 타입 i 진성당뇨병의 대우는 인슐린 대치 요법으로 이루어져 있으며 그것은 탄수화물, 지질, 그리고 단백질들을 저장하기 위하여 신체의 능력을 복구하고 영양소의 혈통 가치들과 전해액 정상 상태를 돌려준다.
● 인슐린비의존성 당뇨병(또는 타입 II 진성 당뇨병)는 비만과 자주 관련된다. 그것은 얼마쯤, 그러나 모두가 아니라 타입 I에 진성 당뇨병을 보여진 물질교대의 혼란이 보여진다. 타입 II 진성 당뇨병은 표적조직과 인슐린내성에 인슐린 수용체들의 하부 제어에 의해 발생된다. 인슐린은 cells에 의하여 일반적으로 분비가 되지만 노르말 농도들에서, 그것은 근육, 간장, 그리고 지방 조직에 그것의 수용기들을 작용시킬 수 없다. 이처럼, 인슐린은 그것의 보통 신진대사 결과를 산출할 수 없다. 일반적으로, 혈중 글루코스 농도는 양쪽 단식에 올려지며 정찬(식사 후에) 타입 II 진성 당뇨병은 열 제한 그리고 체중감소를 포함한다. 비구아니드와 췌장 인슐린 분비, 그리고 sulfonylurea 약(예를 들면, 톨부타미드 또는 glyburide)의 처리는(예를 들면, metformin), 표적조직에 규칙적인 작용을 하며 인슐린 수용체들을 증가시킨다.
GLUCAGON
글루카곤은 langerhans섬의 아주 작은 α cell에 의해 합성되고 분비된다. 거의 모든 측면에서 (예를 들어 혈수치의 분비, 작용 그리고, 효과의 규칙성.)에 있어 글루카곤은 인슐린의 조우대칭인 형태이다. 이것은 인슐린은 "풍부"할 때의 호르몬인 반면에 글루카곤은 ‘부족’할 때의 호르몬이다. 이처럼 인슐린은 대사에너지의 저장을 촉진시키지만, 글루카곤은 그 에너지의 동원과 이용을 촉진시킨다.
글루카곤의 구조와 합성
글루카곤은 29개의 아미노산으로 구성된 단일 직쇄 폴리펩티드이다. 그것은 펩티드 집단의
일원으로 위장 호르몬의 분비와 위 억제 펩티드(GIP)를 포함한다. 폴리펩티드들의 모든 것
들은 집단 내에서 구조상 특징이 나누어지고 그들의 생리적 작용은 부분적으로 중복된다.(8장 그림 8-6)
다른 펩티드호르몬과, 글루카곤은 preproglucagon로 합성된다. 시그널 펩타이드와 다른 펩티드의 연속은(그것이 알파cells에 의하여 분비가 될 때까지 그것은 밀집된 미립속에 저장된다.) 글루카곤을 만들기 위해 제거된다, 포도당과 인슐린은 글루카곤의 합성을 방해한다 ; insulin-sensitive와 cAMP-sensitive 성분은 preproglucagon을 위해 유전인자에 존재한다.
글루카곤 분비의 규칙성
글루카곤의 작용은 혈중 글루카곤 농도의 증가와 유지의 공동작용을 할 수 있다. 즉, 글루카곤 분비를 자극하는 원인은 알파셀에게 혈중글루코스 감소가 일어나는 것을 알려준 요소이다.(표 9-15)
글루카곤의 분비를 자극하는 주된 요인은 줄어든 혈중 글루코스 농도이다. 낮은 혈중 글루코스의 이 stimulatory 효과와 공동작용은 인슐린의 분리 저해 작용이다. 즉, 인슐리의 감소 또는 낮은 혈중 글루코스 합성의 조절효과는 글루카곤의 분비를 자극시킨다. 그러나 인슐린(예를들면, 타입 I disbetes mellitus)의 부재는 글루카곤의 저혈당에 대한 반응을 떨어뜨리고, 저혈당을 영원히 존재하게하는 위험으로 이르게 할 지도 모른다. 글루카곤의 분비는 단백질 섭취, 아르기닌과 aianine에 개한 섭취에 의해 자극 받는다.만약 글루코스를 동신에 관리하면 알파셀의 아미노 선에 대한 반응이 무뎌진다.즉, 글루카곤 분비 시에 글루코스와 아미노 산은 벌충 또는 반대의 효과를 갖는다.
·신장. PTH는 신장에 2가지 작용을 한다.
(1)PTH는 인정하는 복잡한 세관아의 Na2+ 인산염 공동운반을 억제해 인산염 재흡수를 억제한다.
이 작용 결과, PTH는 인산염요증, 소변에 있는 인산염 배설을 증가시키는 원인이 된다. 인접하는 세관의 세포에서 생성된 cAMP는 소변에서 배설되는데 nephrogenous 또는 요의 cAMP라 부른다.
PTH의 인산염요즘 기능은 인산염이 소변에서 배설된 재흡수이기 때문에 중요하다; 이 인산염은 ECF의 Ca2+복합체를 다르게 가지고 있다. 소변에 배설된 인산염을 “allows"혈장에 의해 증가된 Ca2+농도를 이온화한다.
(2)PTH는 Ca2+ 재흡수를 자극한다. PTH의 두 번째 신장작용은 말단의 복잡한 세관에 있고 뼈에서 재흡수와 인산염요증의 결합에 의해 혈장Ca2+농도 증가를 보충한다.
·소장. 간접적으로 비타민 D의 활성을 통해 장의 Ca2+흡수를 자극하더라도 PTH는 소장에 직접적인 기능이 없다.
PTH는 신장 1a-hydroxyclase, 25-히드록시콜레칼시페롤 활동을 1,25-디히드록시콜레칼시페롤 로 변환해 효소를 자극한다. 즉, 1,25-디히드록시콜레칼시페롤는 장의 Ca2+흡수를 자극한다.
PTH의 병리생리학
PTH계통의 병리생리학은 PTH의 과잉, PTH의 결핍 또한 PTH의 표적 조직 저항을 포함한다고 할수 있다. 표 9-17은 복잡한 PTH조합을 요약했다.
·1차 부갑상선기능항진증. 1차 부갑상선기능항진증은 부갑상선의 선종에 일반적이다.(종양)
PTH 의 과량양을 분비함(box 9-3)
1차 부갑상선항진증의 결과는 뼈, 신장 및 장에 PTH의 생리적 활동에서 예상할 수 있다 ; PTH,고칼슘혈증, 아인산염증을 증가시킨 순환의 고칼슘혈증은 뼈의 재흡수 증가, 신의 Ca2+ 재흡수증가, 장의 Ca2+재흡수증가에서 발생한다.
그러나 고칼슘뇨증의 존재는 원발성 부갑상선기능항진증에 높은 혈장 ca 농도가 높이를 초래하기 때문에 설명됩니다 다시 흡수되지 않은 네프론에 ca의 다시 잠재 수입 수요를 압도한 ca의 걸러진 적재하물은 소변으로 흘려집니다. 주요한 부갑상선기능항진증과 사람들은 고칼슘뇨증로부터 돌, 증가된 골 흡수로부터 뼈들, 그리고 변비로부터 신음소리들인 돌, 뼈들, 그리고 신음소리들을 가지고 있다라고 말해집니다. 원발성 부갑상선기능항진증의 수술은 대체로 부갑상샘절제술입니다. 이차성 부갑상선기능항진증. 이차성 부갑상선기능항진증의 원인은 원발성 부갑상선기능항진증의 원인과 다릅니다. 원발성 부갑상선기능항진증에, 무질서는 부갑상선에 있습니다, 그것은 과도한 PTH을 비밀로 하고 있습니다. 이차성 부갑상선기능항진증에, 부갑상선은 정상적이지만 저칼슘혈증에 과도한 PTH 대리자를 비밀로 하도록 자극됩니다, 그것은 비타민D 결핍 또는 만성 신부전에 의해 야기될 수 있습니다. 이차성 부갑상선기능항진증에, PTH의 순환치들은 올려집니다, 그리고 ca의 혈증농도는 낮거나 정상적입니다 그러나 결코 높진 않습니다.
부갑상샘저하증. 부갑상샘저하증는 갑상선 외과수술의 상대적으로 일반적이고 부주의한 결과 또는 부갑상선 외과수술입니다. 자기 면역 그리고 타고난 부갑상샘저하증는 흔하지 않습니다. 부갑상샘저하증의 특성은 예언할 수 있습니다 : PTH, 저칼슘혈증, 그리고 고인산혈증의 낮은 순환치들. 저칼륨혈증는 줄여진 골 흡수에서 기인하고, 신장 ca 다시 흡수를 줄이었고, 증가된 인산염 다시 흡착으로부터 장에 있는 ca 흡수.고인산혈증 결과를 줄이었습니다. 이 병은 대체로 입 ca 부록의 결합과 비타민D(1,25-dihydroxycholecalciferol)의 활성형과 치료됩니다.
가성부갑상선기능저하증.환자는 다음과 같이 내분비학자 축융업자 올브라이트에 의하여 1940년대를 설명되었습니다 : 그들은 저칼슘혈증(가성부갑상선기능저하증, 그리고 짧은 키의 독특한 표현형 구성되는 것) 짧은 목, 비만, 피하 석회화를 가지고 있었고, 4번째 척추들과 손바닥뼈들을 짧게 하였습니다. 그후에, 이 표현형은 올브라이트의 부모한테 물려받은 뼈형성장애라고 불렸습니다.
부갑상샘저하증에서처럼, 가성부갑상선기능저하증와 환자들은 저칼슘혈증와 고인산혈증을 가지고 있습니다. 그러나, 가성부갑상선기능저하증에, PTH의 순환치들은 줄었던 것보다 오히려 증가됩니다, 그리고 외부적 원인에 의한 PTH의 관리는 소변소 CAMP에 어떤 phosphaturic 대답과 증가도 일으키지 않습니다. 가성부갑상선기능저하증이 신장과 뼈에 PTH을 위한 Gprotein이 결점이 있는 물려받게된 상염색체 우성 유전질환인 것은 지금 알려져 있습니다.
보통 생리적인 활동을 일으킨다. 그 결과로, 저칼슘혈증과 고인산혈증은 발전한다.
• 악성의 체액 저칼슘혈증. 몇몇 악성 종양 (예를 들면, 폐, 유방)은 구조상으로 부갑상선 동맥에 의해 은닉된 PTH와 일치하는 PTH 관련된 펩티드 (PTH-rp)를 은닉한다. PTH-rp에는 뿐만 아니라 구조상으로 유사하나 증가한 뼈 재흡수, 신장 인산염 재흡수 및 증가한 신장 의 Ca²⁺재흡수 억제를 포함하여 PTH의 모든 생리적인 활동이 있다. 또한, 뼈에 PTH-rp의 효력 및 신장은 저칼슘혈증과 고인산혈증 의 1 차 부갑상선기능항진증에서 보인 것과 유사한 혈액 단면도를 일으키는 원인이 된다. 그러나, 악성의 체액 저칼슘혈증에서, PTH의 순환 수준은 낮고, 높지 않게 일어난다. (1 차 부갑상선기능항진증에서 발생하는 것 처럼) ; 정상적으로는, 부갑상선 동맥에 의한 PTH 분비는 저칼슘혈증에 의해 억압된다. 악성의 체액 저칼슘혈증은 신장의 Ca²⁺재흡수을 억제하고 Ca²⁺배설물을 증가시키는, etidronate와 같은 뼈 재흡수의 푸로세미드 그리고 억제물로 여겨진다.
• 가족성 저칼슘혈증 소변 (FHH). 이 상염색체 지배적인 혼란은 소변에 Ca²⁺ 배설물 및 증가시킨 혈장 Ca²⁺ 농축이 특징이다. 그것은 부갑상선에(PTH 분비를 통제하는) 있는 수용체를 느끼는 Ca²⁺의 변화를 활발히 하지 않게 부갑상선과 신장에(Ca²⁺ 재흡수을 중재하는)똑같이 Ca²⁺수용체를 기인한다. 신장 수용체가 불완전할 때, 높은 혈장 Ca²⁺ 농도는 부정확하게 "정상" 과 Ca²⁺재흡수가 증가된다. (소변의 Ca²⁺ [hypocalciuria] 와 증가시킨 혈장 Ca²⁺ 농도에 따름). 또한 부갑상선 동맥에 있는 Ca²⁺ 수용체가 불완전하기 때문에, 정상적으로 부정확하게 증가한 혈장 Ca²⁺를 느끼고, 정상적인 사람이기 때문에 PTH 분비는 억제하지 않는다.
칼시토닌
Calcitonin은 32 아미노산을 가진 straight-chain 펩티드이다. 그것은 갑상선의 parafollicular C (calcitonin을 위한 "C") 세포에 의해 합성되고 은닉된다. calcitonin 유전자는 preprocalcitonin의 합성을 지시하고 신호 펩티드는 procalcitonin을 산출하기 위하여 쪼개진다; 다른 펩티드 순서는 그 때 제거되고, 마지막 호르몬, calcitonin는 연속적인 분비를 위한 분비 과립에서 저장된다. calcitonin 분비를 위한 중요한 자극은 증가한 혈장 Ca²⁺농도이다(PTH 분비, 혈장 농축을 위한 자극에 이것을 대조하라). calcitonin의 중요한 활동은 혈장 Ca²⁺ 농도를 줄이는 파골세포의 뼈 재흡수를 억제하기 위한 것이다.
PTH와 달리, calcitonin은 인간에 혈장 Ca²⁺농도의 분 에 분 규칙에 참여하지 않는다. 실제로, 인간에 있는 calcitonin을 위한 생리적인 역할은 갑상선 적출 (감소시킨 calcitonin 수준)도 아니고 갑상선 종양 (증가시킨 calcitonin 수준에)은 Ca²⁺물질 대사의 혼란을 일으키는 원인이 되는 것 같이 예상하기 때문에 확실하지 않다.
비타민 D
비타민 D는, PTH 함께, Ca²⁺와 인산염 물질 대사를 위한 두번째로 중요한 역할을 하는 호르몬이다. PTH와 비타민 D의 역할은 다음과 같이 구별할 수 있다: PTH의 역할은 혈장 Ca²⁺농도를 유지하기 위한 것이고, 그것의 활동은 정상적으로 이온화된 Ca²⁺ 농축을 증가시키기 위해 협조된다. 비타민 D의 역할은 새로운 뼈의 강화 작용을 향상시키기 위한 것이고, 이 성분이 새로운 뼈의 무기물에 저장될 수 있으며, 그래야 그것의 활동은 혈장에 있는 Ca²⁺와 인산염 둘 다의 농도를 증가하기 위해 협조된다.
비타민 D의 종합
비타민 D (cholecalciferol)는 식이요법에서 제공되고 콜레스테롤의 표면에서 생성된다. cholecalciferolitself은 비활동적이고, 활동적인 대사산물을 계속 수산화해야만 하기 때문에 비타민 D에는 형식적인 "호르몬" 상태 이다. cholecalciferol의 히드록시화는 음성 반응 기전에 의해 통제된다. 비타민 D 물질 대사를 위한 경로는 그림 9-38에서 보인다.
몸에는 cholecalciferol의 2개의 근원이 있다. : 그것은 식이요법에서 섭취되거나 자외선 앞에 있는 7-데히드로콜레스테롤의 표면에서 합성된다. 언급 한 것과 같이, cholecalciferol 자체는 생리적으로 비활동성이다. 또한 그것은 간에서 비활동성인 25-hydroxycholecalciferol를 형성하기 위해 수산화 한다. 히드록시화단계는 endoplasmic 봉소위에서 일어나고 NADPH, O₂ 및 Mg²⁺, 시토크롬 P-450은 아니다. 25-Hydroxycholecalciferol는 혈장에 있는 α-글로불린을 잡아두는 역할을 하고 비타민 D의 주요한 순환 모양이다.
신장에서 25-hydroxycholecalciferol는 히드록시화하기위해 2가지 과정을 겪는다.: 그것은 Cl 위치에서 생리적 활동 모양인 1,25-dihydroxycholecalciferol를 생성하기 위하여 수산화 할 수 있거나, C24에서 비활동성인 24,25-dihydroxycholecalciferol를 생성한다. 혈장 Ca²⁺농도 및 PTH를 포함하여 몇몇 요인으로 통제되는 효소 Iα- hydroxylase에 의해서 Cl 히드록시화 촉매 작용을 한다. Cl 히드록시화는 신장 미토콘드리아에서 생기고 NADPH, O ₂, Mg ² ⁺ 및 시토크롬 P-450이 필요하다.
비타민 D 합성의 규칙
1,25-dihydroxycholecalciferol(활동적인 대사 산물) 또는 24,25-dihydroxycholecalciferol (비활동성 대사 산물)을 신장 세포에 의하여 생성한다는 것은 몸에 있는 Ca²⁺의 “상태”에 달려 있다. Ca²⁺가 충분할 때 Ca²⁺가 정상이고, 증가된 혈장 Ca²⁺ 농도의 충분한 규정량 흡수와 더불어, 비활동성 대사산물은 우선적으로 Ca²⁺가 더 이상 필요하지 않기 때문에 합성된다. Ca²⁺가 부족할 때 Ca²⁺와 혈장 Ca²⁺농도의 낮은 규정량의 흡수와 더불어, 활동적인 대사산물은 우선적으로 추가적인 Ca²⁺가 위장 지역에서 흡수될 것이라는 점을 입증하기 위해 합성된다.
활동적인 대사산물인 1,25-dihydroxycllolecalciferol의 생산은 1α-hydroxylase 효소의 활동 변화에 의해서 조절 된다. (그림 9-38을 보십시오) 1α-Hydroxylase 활동은 다음의 3개 요인에 의해서 증가된다. : 감소된 혈장 Ca²⁺농도, 증가된 PTH의 순환 범위, 그리고 감소된 혈장 인산염 농도.
비타민 D의 활동
비타민 D (1,25-dihydroxycholecalciferol)의 전반적인 역할은 Ca²⁺와 인산염 둘다를 혈장 농도 증가와 새로운 뼈의 강화 작용을 향상시키기 위해 Ca²⁺×인산염 생성물질을 증가시키는 것이다. 혈장 Ca²⁺와 인산염 농도가 증가하기 위해서, 비타민 D는 내장, 신장 및 뼈에 작용한다. 1,25-dihydroxycholecalciferol가 스테로이드 호르몬이기 때문에, 그것의 활동 작용은 유전자 전사의 자극과 생리적인 활동이 있는 새로운 단백질을 포함 한다. :
• 내장. 1,25-dihydroxycholecalciferol의 중요한 활동은 내장에 있다. 그곳에, 1,25-dihydroxycholecalciferol는 더욱 먼 곳에 그것의 Ca²⁺흡수 효능에 대해 알려지더라도 Ca²⁺와 인산염 흡수를 증가한다. 내장에서 1,25-dihydroxycholecalciferol는 4개의 Ca²⁺ions를 연결 할 수 있는 cytosolic 단백질인 calbindin D-28K라 불리는 비타민 D 의존 Ca²⁺연결 단백질의 종합을 유도한다.
장에 있는 상피 세포 Ca²⁺흡수 작용은 그림 9-39에서 설명된다. Ca²⁺는 루멘에서 세포로 발산되고, 그것의 전기화학 변화로 내려간다(단계 1). 그것은 calbindin D-28K의 세포 안쪽에 묶이게 되고(단계 2), basolateral 막의 맞은편에 Ca²⁺ ATPase에 의해 연속적으로 나오게 된다(단계 3). 장 상피 세포에 흡수를 증진시키는 calbindin D-28K의 정확한 역할은 확실하지 않다. 그것은 세포를 가로질러 루멘에서 혈액으로 Ca²⁺를 이동하는 셔틀로 작용하거나 Ca²⁺완충기로 세포내 자유로운 Ca²⁺를 낮게 유지해서, 루멘의 막을 가로질러 Ca²⁺의 방출을 위한 농도 변화를 유지하게 작용할지도 모른다.
⦁ 신장. 신장에서 1,25-dihydroxycholecalciferol의 활동은 그것이 장에 작용하는 방향과 나란하다.-그것은 Ca²⁺와 인산염의 재흡수를 자극한다. 신장에서1,25-dihydroxycholecalciferol의 활동은 PTH와 명확하게 구별된다. PTH는 Ca²⁺재흡수를 자극하고 인산염 재흡수를 막고, 1,25-dihydroxycholecalciferol는 두 이온 전부의 재흡수를 자극한다.
• 뼈. 뼈에서 1,25-dihydroxycholecalciferol는 파골세포 활동과 뼈 재흡수를 자극하기 위하여 PTH와 공동으로 작용한다. 이 활동은 1,25-dihydroxycholecalciferol의 전반적인 활동이 뼈 강화 작용을 증진시키기 위한 것이기 때문에 역설적으로 보일지도 모른다. 그러나, 광물화된 "오래된" 뼈는 Ca²⁺와 인산염을 ECF에 더 제공해서 "새로운" 뼈가 광물화될 수 있게 다시 흡수한다.(벼 개조)
비타민 D의 이상
아이들에게서 비타민 D 부족은 구루병의 원인이고, Ca²⁺와 인산염의 양이 부족한 상태는 성장 뼈의 광물화를 가능하게 한다. 구루병은 성장 실패와 골격 기형이 특징이다. 이 상태는 햇빛에 충분히 노출되고 비타민 D가 보충되는 지역에서는 드물다. 성인에게서 비타민 D의 부족은 새로운 뼈가 광물화하지 못하여 뼈가 구부러지고 연해지는 골연화증의 결과를 낳는다.
비타민 D 저항은 신장이 활동적인 대사산물을 생성할 수 없을때, 1,25-dihydroxycholecalciferol이 생긴다. 이 상태는 "저항“이라고 불린다. 그 이유는 신장에서 식이요법에서 비타민 D가 얼마나 보충되는지 몰라서, Cl 히드록시화 과정이 사라지거나 억제되기 때문에 비활동적으로 될 것이기 때문이다. 비타민 D 저항은 Iα-hydroxylase의 선천적인 결핍 또는 더 일반적인 만성 신장 기능 부전의 원인이 된다. 만성 신장 기능 부전은 뼈 이상의 형태, 병들어진 신장 세포가 비타민 D의 활동 형태로 1,25-dihydroxycholecalciferol을 생성하는 것을 무능력하게 하는 결과인 골연화증을 포함한다.
개요
■ 내분비 동맥은 그들의 표적 세포를 순환하는, 호르몬을 합성하고 은닉한다. 화학적으로, 호르몬은 펩티드, 스테로이드, 또는 아민으로 분류될지도 모른다. 호르몬 수준은 방사면역 검정법에 의해 측정된다.
■ 펩티드 호르몬은 mRNAs으로의 유전자 전사와 preprohormones으로의 mRNAs 번역에 의해 합성된다. 신호 펩티드와 다른 펩티드 순서는 분비 과립에서 포장되는 펩티드 호르몬을 형성하기 위한 preprohormones에서 쪼개진다. 스테로이드 호르몬은 신장에 가까운 외피, 고환, 난소 및 태반에 있는 콜레스테롤에서 합성된다. 아미노 호르몬은 티로신의 유도체이다.
■ 호르몬 합성과 분비는 음성 또는 양성 되먹임 기전에 의해 통제된다. 음성 되먹임 기전은 스스로 제한하고 있다. ; 양성 되먹임 기전은 스스로 증강하고 있다. 호르몬 수용체는 또한 그들의 수 또는 활동을 증가시키거나(위로 규칙) 감소시킴으로써(아래로 규칙) 통제한다.
■ 호르몬 활동의 작용 (그리고 그들의 두번째 전달물질)은 adenylyl cyclase (cAMP), phospholipase C (IP₃/Ca²⁺), 스테로이드 호르몬 작용 및 티로신 키니아제 작용을 포함한다.
■ 시상 하부와 뇌하수체 후방 엽 사이 연결은 신경원이다. 세포체는 시상 하부에 있고, 호르몬은 뇌하수체 후방 엽에 있는 신경 맨 끝에 은닉된다. 시상 하부는 시상하부 뇌하수체의 문맥 혈관에 의해 뇌하수체의 전방 엽에 연결된다.
■ 전방 엽의 호르몬은 TSH, FSH, LH, ACTH, 성장 호르몬 및 프롤락틴이다. 후방 엽의 호르몬은 ADH와 옥시토신이다.
■ 성장 호르몬은 정상적인 키의 성장을 위해 필요하고 탄수화물 물질 대사, 단백질 합성, 기관 성장 및 뼈 성장에 작용한다. 성장 호르몬의 많은 작용은 somatomedins에 의해 중재된다. 아이들에게는 성장 호르몬의 부족이 성장 지연의 원인이 된다. 성장 호르몬 과잉은 말단거대증을 일으키는 원인이 된다.
■ 프롤락틴은 유방 발달과 lactogenesis을 초래한다. 프롤락틴 분비는 시상 하부로부터의 도파민에 의해 중재되며 강력한 억제 아래에 있다.