호르몬(hormone, 내분비)의 종류와 작용

1. 호르몬(hormone, 내분비)이란?

내분비계는 신경계와 함께 생체내의 기능을 조절하는 조절계이다. 신경계는 정보의 전달을 위해 상호 간에 뉴런으로 연결되어 있고 전기신호와 신경전달물질로 전달 작용을 하는 반면 내분비계는 호르몬이라는 물질이 내분비선에서 혈관이나 조직으로 분비되며 혈액에 의해 표적기관으로 운반되어 기능을 수행한다. 호르몬의 조절작용은 대부분 직접적이거나 간접적으로 신경의 지배를 받는다.
호르몬을 분비하는 분비 조직을 내분비선이라 한다.

2. 호르몬(hormone)의 발견

처음 발견된 호르몬(hormone)은 십이지 장벽에서 혈관으로 분비되는 이자액 분비를 촉진하는 호르몬인 세크레틴(분비)이다. 이 호르몬은 영국의 베일리스(Bayliss, W.M.)와 스탈링(Starling, E.H.)에 의해 1902년 발견되었다. 호르몬(조절)이라는 용어는 1905년 스탈링에 의해 처음으로 사용되기 시작하였다.

3. 호르몬(hormone)의 특징

가. 호르몬은 분비세포에서 합성되어 내분비선에 저장되며, 자극에 반응하여 혈관 내로 분비되며 혈액의 이동에 따라 운반된다.

나. 조직 특이성이 있어 표적 세포(작용해야 할 세포)에 작용하며, 표적세포는 호르몬의 수용체를 가지고 있어 정해진 호르몬의 작용을 받는다.

다. 적은 양으로 작용하며 포유류 중에서는 종 특이성이 없다(돼지 인슐린도 사람에 작용).

라. 조절작용은 느리나 광범위하고 지속적으로 작용한다.

마. 정상적인 생장과 건강에 필수적인 조절 물질 : 결핍증, 과다증을 일으킴.

바. 호르몬은 물질대사에 직접 작용하는 것이 아니라 효소의 작용을 조절하여 효소의 촉매작용에 의해 반응을 촉진시키거나 억제한다.

* 호르몬과 비타민의 차이
호르몬과 비타민의 주된 차이점은 그들의 생성 장소, 구성 성분인 유기 물질의 종류, 작용 방식 등에 있다. 그러나 이러한 차이점은 아주 근소하다. 실제로 어떤 종류의 비타민은 호르몬과 구별하기 매우 어렵다. 예를 들면 비타민D는 우리 체내에서 소량 합성되며, 또 어떤 스테로이드 호르몬은 음식물에 들어 있는 상태에서도 활성을 나타내므로 비타민과 같은 특징을 보인다. 한편, 지용성 비타민(A, D, E, K)은 생합성, 구조 특성, 기능 면에서 지용성 호르몬(스테로이드)과 매우 흡사하다. 더구나 동일 분자가 생물의 종류에 따라 비타민 또는 호르몬으로 작용하기도 한다. 예를 들어 비타민 C는 영장류의 체내에서 합성되지 못하므로 비타민으로 취급하나 쥐에서는 체내 합성이 가능하므로 호르몬의 범주에 속한다.

4. 호르몬의 구성 성분

호르몬은 지용성 호르몬(fat-soluble hormone)과 수용성 호르몬(water-soluble hormone)으로 나눌 수 있다.
지용성 호르몬에는 스테로이드 계통인 에스트로겐, 프로게스테론, 테스토스테론 및 코르티코이드(알도스테론, 코티숀) 등이 있으며, 수용성 호르몬에는 단백질 계통인 STH(성장호르몬, GH), 갑상선 자극 호르몬(TSH), 여포 자극 호르몬(FSH), 황체 자극 호르몬(LH) 및 젖 분비 자극 호르몬(프로락틴, PRL)과, 펩티드 계통인 인슐린, 글루카곤, 부신피질 자극 호르몬(ACTH), 멜라닌 색소 세포 자극 호르몬(MSH), 옥시토신, 바소프레신(항이뇨호르몬, ADH), 파라토르몬(PTH), 티록신 및 칼시토닌 등이 있으며, 또 티로신의 유도체로 아민 계통인 에피네프린과 노르에피네프린이 있다.
지용성 호르몬은 열에 강하지만 다른 호르몬은 열에 약하다.

5. 호르몬의 작용 기작

지질 계통의 호르몬과 티록신과 같은 비교적 간단한 호르몬은 세포막을 쉽게 통과하여 핵 속으로 들어가 유전자(DNA)를 활성화시켜 mRNA의 전사를 촉진하며 또한 특정 세포 기관의 기능을 자극한다고 생각된다.
한편, 단백질 계통의 호르몬은 세포막을 통과하지 못하므로 세포막에 있는 수용체와 결합하여 세포막에 있는 효소(adenyl cyclase 등)를 활성화시킨다. 활성화된 효소는 세포질 내에 있는 ATP를 cAMP(cyclic AMP, 3′,5′-cyclic adenosine monophosphate)로 변화시키며 이 cAMP는 제2 전령으로 작용한다. cAMP(3′,5′-cyclic adenosine monophosphate)는 박테리아에서는 DNA에 결합하는 단백질인 CRP(cyclic AMP receptor protein)에 결합하여 유전자 발현을 조절한다. 그리고 진핵생물에서는 세포 내 신호전달에 관여하는 단백질 인산화 효소와 결합하여 인산화 효소를 활성화시키는 작용을 한다.
cAMP(cyclic AMP)는 아데노신 인산(AMP)의 인산이 리보오스의 3‘ 위치와 5’ 위치에 고리 모양으로 결합한 화합물이다.

6. 호르몬의 분비 조절

간뇌는 시상과 시상하부 그리고 뇌하수체로 구성되어 있다. 뇌하수체 전엽에서는 내분비선을 자극하는 호르몬이 분비되며 이들 뇌하수체 전엽의 호르몬의 분비는 시상 하부에서 분비되는 호르몬의 영향을 받는다.
호르몬의 분비는 피드백(feed back)에 의하여 조절된다. 즉 혈액 내에 있는 호르몬의 양이나 그 호르몬의 작용으로 생성된 물질이 해당 호르몬을 합성하는 내분비선에 영향을 미쳐 호르몬의 생성을 억제하거나 촉진하여 항상 일정한 농도를 유지하게 한다.
그리고 피드백(feed back)에는 양성 피드백((+) feed back, 많으면 많은 것이 자극이 되어 더 많이 분비되게 함)과 음성 피드백((-) feed back, 많으면 많은 것이 원인이 되어 적게 분비되게 함)이 있다.

7. 호르몬의 공통적인 작용

가. 발육과 생장의 조절 및 생식기, 골격 등의 발달의 조절 - 뇌하수체, 갑상선, 생식선, 부신피질, 흉선

나. 자율기능 및 본능적인 행동의 조절(성행동, 모성 행동, 교감신경, 긴장상태 등) - 뇌하수체, 생식선, 부신

다. 내부 환경의 조절(삼투압. 무기염류 농도, 영양소의 균형, 축적 등) - 뇌하수체, 부갑상선, 부신, 이자, 소화관

8. 내분비선(內分泌腺, endocrine gland) 및 호르몬

가. 시상하부(視床下部, hypothalamus)

시상하부는 내분비선(샘)의 분비를 조절하는 가장 상위단계로 간뇌의 일부이다. 시상하부에는 신경세포 및 내분비 세포의 두 가지 형태와 기능을 모두 가지고 있는 신경 분비세포가 있는데, 이들이 신경계(중추신경계)와 내분비계(뇌하수체)를 형태적, 기능적으로 연결한다. 체성 신경이 시상을 통과하므로 신경작용이 내분비 호르몬 분비에 영향을 간접적으로 줄 수 있다.
시상하부에서 생산되는 호르몬의 대부분은 펩티드로 신경세포의 말단에서 혈관으로 직접 방출되며 표적세포에 특이한 작용을 미친다.
호르몬은 신경 세포체에서 합성되어 뇌하수체 전엽 호르몬의 분비를 촉진하거나 억제한다.
시상하부에서 뇌하수체 전엽 호르몬을 조절하는 호르몬에는 갑상샘 자극 호르몬 분비 호르몬(Thyrotropin-Releasing Hormone, TRH), 생식샘 자극 호르몬 분비 호르몬(gonadotropin-releasing hormone agonist, GnRH agonist), 성장억제 호르몬(소마토스타틴, somatostatin, growth hormone release inhibiting factor; GIF), 성장 호르몬 분비 호르몬(growth hormone releasing hormone, GHRH), 부신피질 자극 호르몬 분비 호르몬(Corticotropin-releasing hormone, CRH), 프로락틴 분비 억제인자(prolactin inhibiting factor), 프로락틴 분비 촉진 인자(prolactin releasing factor)등이 있다.
그리고 시상하부에서는 뇌하수체 후엽에서 방출되는 항이뇨호르몬(antidiuretic hormone, ADH)인 바소프레신(Vasopressin), 옥시토신(oxytocin)을 합성하여 뇌하수체 후엽으로 분비한다.

나. 뇌하수체(hypophysis, 전엽, 중엽-사람은 퇴화, 후엽)

1) 뇌하수체 전엽(腦下垂體前葉, Anterior pituitary)

뇌하수체 전역에서는 성장 호르몬(단순 펩티드), 프로락틴(젖 분비 호르몬, 단백질), 갑상선 자극 호르몬(TSH-당단백질), 부신피질 자극 호르몬(ACTH-당단백질), 생식선 자극 호르몬인 FSH(follicle stimulating hormone, 여포 자극 호르몬-당단백질)와 LH(luteinizing hormone, 황체형성 호르몬), 멜라닌 세포 자극 호르몬(melanophorotropin, melanocyte stimulating hormone, MSH) 등의 호르몬이 분비된다. 뇌하수체 전엽은 간뇌의 시상 하부에서 분비되는 분비 촉진 또는 억제 호르몬의 영향을 받는다. 예를 들면 성장 호르몬 분비 촉진 호르몬(GH-releasing hormone; GRH)에 의하여 성장 호르몬의 분비가 촉진되며, 성장 호르몬 분비 억제 호르몬(GH-releasing inhibition hormone; GRIH)에 의하여 성장 호르몬의 분비가 억제된다. 이러한 분비 조절 호르몬은 10가지가 알려져 있는데 시상 하부와 간뇌 사이를 연결하는 혈관인 뇌하수체 문맥을 통하여 운반된다.

가) 생장 호르몬(Growth Hormone)

시상하부(視床下部)에서 성장호르몬방출호르몬(GHRH)을 뇌하수체에 분비하여 뇌하수체의 성장호르몬의 분비를 촉진하고 시상하부에서 성장호르몬억제인자(growth hormone inhibiting factor, GIF)를 뇌하수체에 분비하여 뇌하수체의 성장호르몬의 분비를  억제한다.
이 뇌하수체 전엽에서 분비되는 생장 호르몬(growth hormone, GH)은 성장판 등에 작용한다. 성장판이란 골 말단부에 있는 부위로서 세포분열을 일으켜 키를 크게 하는 곳이다. 일반적으로 사춘기가 지나면 점차적으로 골막이 융합되어 성장이 멈추게 되며, 골막 융합 이후에는 성장호르몬이 있어도 더 이상 자라지 않는 경우가 많다. 생장 호르몬(growth hormone)은 긴 뼈의 성장판이 닫히면 분열 가능한 연골 세포가 없으므로 긴 뼈의 생장을 일으키지 못하는 것이다.
이러한 성장과정은 개인마다 약간씩 차이가 있다. 간혹 20살 이후에도 크는 사람이 있다. 그리고 성장판이 닫히더라도 생장 호르몬의 양이 줄어든다 뿐이지 호르몬 분비는 소량으로 계속 분비된다. 단 그 영향면에서 뼈의 성장보다는 골 밀도의 변화나 힘, 운동능력, 콜레스테롤 지수에 관여하는 경우가 많다.
이 성장판을 엑스레이 사진으로 찍으면 무릎의 성장판이 닫혀 있는지 열려 있는지를 확인할 수 있다. 그렇지만 이 사진만으로 나중에 키가 얼마나 클지를 예측할 수는 없다. 키를 자라게 하는 작용에는 생장 호르몬이 중요한 역할을 하는데, 이것은 성장판에서 분비되는 것이 아니라 대뇌 밑에 자리한 콩알 크기의 뇌하수체 전엽에서 분비된다.
생장 호르몬은 밤 12시부터 새벽 2시 사이에 가장 많이 분비된다.
이 생장 호르몬은 단백질을 재료로 만들어진 호르몬으로 뼈의 생장이 이루어지는 골 말단부에서는 성장판인 연골 분열 세포의 작용을 촉진하여 연골세포를 증식시키고 칼슘 침착을 도와 뼈의 성장을 촉진시키는 역할을 한다. 또 소장에서는 근육을 만드는 원료인 아미노산의 흡수를 높이고 단백질의 합성을 도와 근육이 자랄 수 있도록 하는 등 우리의 키가 잘 자라도록 성장을 촉진하는 역할을 한다.
생장 호르몬의 사춘기 이후에 과다 분비되면 말단 비대증을 유발한다.

* 성장판(成長板, 골단판, 骨端板, growth plate)

성장판(成長板)은 긴 뼈의 양쪽 끝에 있는 투명하고 물렁한 연골판이며 새로운 뼈의 성장이 일어나는 부분이다. 성장판(成長板)은 어린이와 청소년들에게만 있고 청소년기가 지나면 성장판이 닫히는데 성장판이 골단선(骨端線, 뼈 끝선)으로 변화되는 것이다.
성장판이 닫히는 과정은 남녀의 사춘기에 에스트로겐 호르몬이 증가되면 성장판에 있는 연골세포의 세포자살 작용이 증가되어 연골 세포수가 감소된다. 연골 세포수의 감소는 골화(ossification, 연골 골아세포 또는 섬유성 결합조직이 생성되고 이들 골아세포 사이에 칼슘염이 축적되어 골세포를 형성) 속도 감소로 이어져 뼈의 성장이 느려지게 되고 마침내 연골세포가 없어지면 성장이 멈춘다.
개인차가 있어 다양하지만 여자는 약 15세, 남자는 약 17세가 되면 모든 성장판이 닫힌다고 한다.

* 생장 호르몬 이상

생장 호르몬이 어릴 때 많이 분비되면 거인이 되고, 반대로 적게 분비되면 난쟁이 가 된다. 그러나 발육이 끝난 후 분비 과다가 되면 연골과 뼈가 두터워지는데, 특히 팔, 다리, 얼굴에 말단 비대증을 일으킨다.

나) 부신피질 자극 호르몬(adrenocorticotropic hormone, ACTH)

뇌하수체 전엽에서 분비되는 부신피질 자극 호르몬(ACTH)은 부신피질을 자극하여 코르티코이드(당질 코르티코이드, 무기질 코르티코이드)와 안드로겐의 분비를 촉진한다.
불안, 공포 등 위험의 위험이나 스트레스를 받으면 먼저 교감신경과 부신 수질의 아드레날린이 분비되며 아드레날린은 다시 부신피질 자극 호르몬(ACTH)의 분비를 촉진하며 부신피질 자극 호르몬(ACTH)은 코르티코이드(당질 코르티코이드, 무기질 코르티코이드)와 안드로겐의 분비를 촉진시켜 위험에 대처한다.
어미가 새끼를 보호하기 위해서 죽음을 무릅쓰고 행동한다. 이렇게 두려움 없는 모성애가 발휘되는 것은 뇌에서 공포감을 유발하는 호르몬이 줄어들기 때문이다.
산후 우울증에서는 ACTH의 분비량이 높아지며, 산후 우울증에 걸린 여성이 자식을 무시하거나 심지어 학대한다.

2) 뇌하수체 중엽(腦下垂體中葉, intermediate lobe of the pituitary)

사람에서는 성인이 되면 퇴화하여 흔적만 남게 된다.

3) 뇌하수체 후엽(腦下垂體後葉, Posterior pituitary)

진정한 내분비선이 아니며 호르몬의 임시 저장소에 불과하다. 후엽에서는 시상하부의 신경 세포에서 합성된 호르몬이 축색 돌기를 따라 운반, 저장되었다가 자극을 받으면 혈액으로 분비한다. 후엽에서 분비되는 호르몬에는 자궁 수축 호르몬인 옥시토신과 항이뇨호르몬인 바소프레신(ADH, 남성의 여성에 대한 부드러운 성질 증가)이 있다. 옥시토신은 자궁의 민무늬근의 수축을 촉진할 뿐 아니라 젖샘에 작용하여 젖의 배출을 촉진한다.

다. 송과선(松果腺, 송과샘, 솔방울샘,  pineal gland)

척추동물의 송과선은 간뇌(間腦)의 등면에 돌출해 있는 호르몬 분비기관( 내분비선)이다.
송과선은 시상하부에 있는 시신경교차상핵(suprachiasmatic nucleus)의 지배를 받아 멜라토닌을 만들고 분비한다.
양서류에서는 멜라토닌(melatonin)에 의해 피부착색이 매우 엷게 되며 포유류에서는 멜라토닌(melatonin)에 의해  황체형성호르몬 방출호르몬의 분비가 억제되어 생식선의 작용을 억제한다.
송과선에서 분비되는 송과선호르몬(멜라토닌, melatonin)의 농도가 높을 때는 생식세포의 발달을 억제하고 낮을 때는 촉진하는 작용을 한다.
멜라토닌의 생성은 어두움에 의해 촉진되고 밝음에 의해 억제된다.
송과선의 멜라토닌 생성은 빛의 양과 관계가 있지만 눈과는 간접적인 관계이고 제3의 눈이라고 하는 피부와 관계가 깊은 것으로 알려져 있다.
그러나 구체적인 기작은 이직 알 수 없다. 그리고 빛의 양에 관여하는 중추는 중뇌이다.
낮의 길이가 길어지면 멜라토닌의 생성이 억제되어 생식이 촉진되는 것이다.
그래서 많은 동물들은 광주기의 영향으로 봄에 생식을 한다. 봄에 생식을 하면 먹이가 풍부하여 새끼를 기르기에 용이하여 종족유지에 유리하다.
사람은 소아기에 멜라토닌이 많이 분비되어 생식선자극호르몬의 분비를 억제하여 2차 성징의 발현을 억제하며 사춘기가 되면 멜라토닌의 분비가 억제된다.
그 결과 사람은 사춘기가 지나야 생식이 가능하고 또 생식에 광주기의 영향을 받지 않는다.
사람에 있어서 멜라토닌은 소아기의 생식에 영향을 줄 뿐만 아니라 생체 리듬 유지에 중요한 역할을 한다. 즉, 낮이 되면 일어나고, 밤에는 졸리고 체온이 떨어지는 등의 변화에 영향을 준다.

* 감정을 조절하는 호르몬

A. 도파민(dopamine)

도파민(dopamine)은 카테콜아민(catecholamine)의 하나로 노르에피네프린과 에피네프린 합성체의 전구물질이다.
도파민은 동물의 중뇌, 시상하부의 도파민 뉴런에서 생성 분비되고 부신 수질, 뇌, 교감신경계, 폐, 소장, 간에도 분포되어 있다.
도파민은 뇌를 비롯한 우리 몸의 여러 곳에서 운동, 주의, 학습, 동기 등에 관여한다.

B. 세로토닌(serotonin)

세로토닌(serotonin)은 5-HT (5-hydroxytryptamine)이라고도 불리며 아미노산인 트립토판으로부터 합성된다.
세로토닌의 약 90%는 소화관(gastrointestinal tract)의 장 크롬친화성 세포(enterochromaffin cell)에서 생성되고 10%는 뇌간(뇌줄기, brain stem)의 솔기핵(Raphe nuclei)에 있는 세로토닌성 뉴런(serotonergic neuron)에서 생성된다. 소화관에서 분비되는 세로토닌은 소화관 운동을 조절하며 뇌간(뇌줄기, brain stem)의 솔기핵의 세로토닌성 뉴런(serotonergic neuron)에서 생성 분비된 세로토닌은 기분(mood), 식욕(appetite), 수면(sleep) 등의 조절에 관여한다.

C. 멜라토닌(melatonin, N-아세틸-5-메톡시트립타민)

멜라토닌은 뇌의 송과선(松果腺, pineal gland)에서 분비되는 생체 호르몬이다.
멜라토닌은 밤과 낮의 길이 등과 같은 광주기를 감지하여 생식활동의 일주성, 연주성 등 생체리듬에 관여한다.
사람의 수면-각성 리듬과 일상적, 계절적 생체리듬을 조절하며 자연적인 수면을 유도하는 작용을 한다. 의학적으로는 불면증 치료에 사용된다.

D. 옥시토신(oxytocin)

옥시토신(oxytocin)은 펩타이드성 호르몬으로 자궁수축을 촉진하여 출산을 쉽게 하며 모성애, 연인관계, 가까운 인간관계를 조절하는 사랑 호르몬이다. 시상하부의 신경세포에서 합성되고 이 신경 세포의 축삭돌기가 있는 뇌하수체 후엽에서 분비된다.

E. 콜레시스토키닌(cholecystokinin, CCK)

콜레시스토키닌은 십이지장(샘 창자, duodenum) 점막 세포에서 분비되는 호르몬으로 이자액(췌장액, pancreatic juice)의 분비와 쓸개(담낭, 膽囊, gall bladder)를 수축시켜 쓸개즙 분비를 촉진한다.
콜레시스토키닌은 소화기계에서 지방이나 단백질을 소화하는 것을 촉진하며 포만감을 느끼게 하는 펩티드 호르몬이다.

F. 렙틴(leptin)
식사를 하여 배가 불러오면 지방세포(adipocyte)에서 식욕억제 호르몬인 렙틴(leptin)을 분비한다. 렙틴(leptin)은 시상하부(간뇌의 아래 부분)를 자극하고 시상하부에서 대뇌를 자극하면 식욕이 억제되며 포만감을 느끼게 된다.
그렐린(ghrelin)과 렙틴(leptin)은 길항작용으로 식욕을 조절한다.
배가 고프면 그렐린(ghrelin)의 분비는 증가하고 렙틴(leptin)의 분비는 감소하여 식욕을 증가시키고 식사로 배가 부르면 그렐린(ghrelin)의 분비는 감소하고 렙틴(leptin)의 분비는 증가하여 식욕을 감소시켜 섭취해야 하는 음식물의 총량을 결정하는 것이다.

G. 엔도르핀(endorphin)

1976년에 동물 뇌 속의 시상하부, 뇌하수체 후엽에서 추출된 모르핀(morphine, 양귀비에서 채취한 아편의 주성분, 진통제)과 같은 펩티드이며, 내인성 모르핀(endogenous morphine)의 의미를 줄여서 엔도르핀(endorphine)이라 부르게 되었다. 엔도르핀의 통증 억제 효능은 모르핀보다 1000배가량 강하다.
엔도르핀은 스트레스를 해소하는 물질(아직 호르몬으로 인정되지 않음)로 통증 등의 스트레스를 받았을 때 분비가 촉진되나 즐거울 때는 억제된다.

라. 갑상선(甲狀腺, thyroid gland)

인두 뒤쪽의 갑상연골 외부에 좌우 두 엽이 있으며, 수많은 여포로 구성되어 있다.
갑상선에는 혈관이 잘 발달되어 있어 인체의 다른 기관보다 같은 조직 무게 당 단위 시간에 공급받는 혈액량이 가장 많다.
기능이 촉진되면 갑상선 여포 내의 교질 물질이 적어지며, 단층 세포들은 원주형으로 되고 비대해져 대사가 활발히 이루어진다.
갑상선 분비가 억제되면 갑상선의 여포가 커지고, 여포 내의 교질 물질이 증가하며, 단층 세포들은 편평하게 적어진다.
갑상선에서 분비되는 호르몬인 티록신은 성인의 뇌, 정소, 자궁, 림프절, 비장, 뇌하수체 전엽을 제외한 모든 조직에서 열량생산과 산소소비의 증가를 가져온다.
효소단백질 생산량을 조절하고 성장기 체 구성 단백질의 합성을 촉진하고, 조직의 아드레날린 감수성을 상승시키고, 글리코겐 분해를 촉진시켜 혈당을 상승시킬 뿐만 아니라 인슐린의 감수성 증가로 포도당의 이용을 증가시킨다.
지방질의 합성과 분해를 촉진하는데, 특히 분해를 강하게 촉진하여 혈중 유리지방산의 증가, 글리세롤 증가, 콜레스테롤 감소를 가져온다.
그리고 혈액의 칼슘을 뼈로 축적시켜 혈액의 칼슘 농도를 낮추는 칼시토닌이 분비된다.

* 티록신 이상

티록신은 생장과 세포의 호흡과 같은 대사 작용에 관계하므로 특별한 표적 기관이 없고 분비에 이상이 생기면 몸의 여러 곳에 영향을 미치게 된다.
티록신의 분비 과다는 신경과민, 자극 감수성 증대, 심장 박동수 증가, 혈압 상승, 허약 증세, 체중 감소, 산소 소비량 증가(기초 대사율 상승), 안구 돌출과 같은 여러 증세를 유발하는데, 이를 갑상선 기능 항진증, 바세도병(Basedow's disease, Graves's disease, 그레이브스병)이라고 부른다. 티록신의 과소 분비는 심장 박동률의 저하, 혈압 하강, 체온 저하, 기초 대사율 저하, 신경계통의 활동 저하 등을 유발한다. 어릴 때 티록신이 적게 분비되면 크레틴병(Cretinism)에 걸리는데, 지능 장애, 뼈와 근육의 이상 발육, 마른 피부, 처진 어깨 등 그 증세가 다운 증후군(21번 염색체가 3개)과 비슷하며 또한 어릴 때 갑상선의 기능이 저하되면 난쟁이가 된다.

마. 부갑상선(副甲狀腺, parathyroid gland)

파라트 로몬(Parathormone)이라는 부갑상선 호르몬은 칼슘 흡수를 촉진하거나 뼈의 칼슘을 용해시켜 혈액의 칼슘 농도를 증가시킨다. 칼슘대사는 파라트로몬(PTH)과 칼시토닌, 비타민D 등이 관여하므로 이들을 칼슘조절 호르몬이라 한다. 이외에도 부신피질 호르몬, 성장 호르몬, 에스트로겐 등도 칼슘대사에 영향을 준다.
부갑상선의 부재나 기능 저하 : 파라트로몬(parathormone)의 결핍으로 혈액의 칼슘 농도가 감소되고, 50% 저하되면 전신의 근육에 강직(근육경련, 테타니병)이 일어나며, 호흡근도 강직이 일어나 질식하여 사망할 수 있다.
혈중 칼슘 농도의 저하는 신경과 근의 흥분이 지나치게 높아져 경련을 일으키기 쉽고, 칼슘 농도의 증가는 신경기능 저하와 심장활동의 저하가 일어나지만 이렇게 칼슘이 높아지는 일은 거의 없다.
여성의 경우 수유기나 임신의 후반기에 생리적으로 parathormone의 분비가 증가하는데, 이때는 유아나 태아의 골격 형성이 왕성하여 다량의 칼슘이 필요하며 충분히 섭취하지 않으면 모체는 약화된다.

* 파라토르몬 이상

부갑상선에서 분비되는 파라토르몬(parathormone)의 분비가 적어지면 신경의 전도성 저하와 근육이 경련하는 테타니병(Tetany disease)을 일으키고, 심하면 죽게 된다.

바. 이자(췌장, pancreas)

이자는 소화효소를 분비하는 외분비선이면서 혈당을 조절하는 내분비선이다.
외분비선과 내분비선은 조직학적으로 완전히 구분되며, 내분비선은 여기저기 랑게르한스섬(Langerhans islets)이라는 집단을 이룬다.
랑게르한스섬은 알파, 베타, 감마 세포로 구성되어 있는데, 베타세포가 60~90%, 감마 세포가 1~8%, 나머지는 알파세포이다. 알파세포에서 글루카곤, 베타세포에서 인슐린을 분비한다.

1) 인슐린(insulin)

포도당(glucose), alraginine, leucine(아미노산), 지방산은 모두 인슐린의 방출을 자극한다. 또한 미주 신경도 인슐린의 분비를 촉진한다고 알려져 있다.
분비된 인슐린은 근육과 간에서는 글리코겐을 생성하여 저장하고, 혈관에 있는 포도당, 아미노산, 지방산을 조직으로 흡수하는 작용을 촉진하여 이들을 산화시킨다.
또, 인슐린은 근육조직의 단백질 합성을 촉진하므로 아미노산의 근육조직 수용을 촉진하여 혈액의 아미노산의 농도를 하강시키고, 또 지방조직으로 포도당 수송을 촉진하므로 지방산 및 phosphoglyceric acid의 합성이 증가하여 저장 지방을 증가시킨다.

* 당뇨병(糖尿病, diabetes mellitus)

인슐린이 결핍으로 발생하는 병을 제 I형 당뇨병이라 하며, 이 병은 선천적이거나 이자의 인슐린 합성 조직에 문제가 생겨 이자에서 인슐린을 합성하지 못하는 사람에게 나타난다.
실제의 당뇨병에는 인슐린의 생성이 안 되어 발생하는 당뇨병보다 후 천적으로 지방의 과다로 발생한 인슐린의 수용체 이상으로 인슐린이 작용 못하여 발생하는 당뇨병(제 II 형 당뇨병)이 대부분이다.
인슐린, 글루카곤, 아드레날린, 당질 코르티코이드, 티록신 등의 이상으로 혈당량이 높으면 여분의 당분이 오줌 속에 섞여 배설되는데, 이러한 증세를 당뇨병이라고 한다. 일반적으로, 건강한 사람은 공복에서 혈장 100mL 중에 약 100mg의 포도당이 녹아 있어 혈당량은 0.1%로 일정하다. 그런데 혈당량이 0.16 ~0.18%를 넘으면 신장의 재흡수 능력을 초과하므로 재흡수되지 않은 당이 오줌에 섞여 나와 당뇨가 된다.

2) 글루카곤(glucagon)

글루카곤은 간의 저장 영양분인 글리코겐을 즉시 사용 가능한 포도당으로 분해하도록 유도하는 호르몬으로 29개의 아미노산으로 구성된 폴리펩티드이며, 저혈당이면 분비가 촉진되고, 고혈당과 유리지방산이 많으면 분비가 억제된다.
성장호르몬, 티록신, 당질 코르티코이드, 가스트린의 자극으로 분비가 촉진된다. 간의 글리코겐 분해, 아미노산의 당 생성을 촉진하여 혈당량을 상승시킨다.
간에서 당 생성과정에 작용하는 phosphorylase는 비활성형과 활성형이 있는데, 글루카곤은 비활성형을 인산화시켜 활성형으로 변화시켜 당 생성작용을 촉진시킨다.
부신 수질의 아드레날린은 간과 근육에서 모두 당 생성 작용을 촉진시키는데 반해 글루카곤은 근육에 아무런 영향을 주지 않는다.
지방세포에 작용하는 호르몬 감수성 리파아제를 활성화하여 지방분해를 촉진하며, 유리지방산의 방출을 증가시킨다.(유리지방산은 간에서 케톤체 생성의 기질로 케톤생성을 촉진한다.)

사. 식욕조절 호르몬

1) 그렐린(ghrelin, hunger hormone, 공복 호르몬)

위에 들어온 음식이 소화되어 내려가고 비면 위와 이자(췌장) 등에서는 그렐린(ghrelin, hunger hormone, 공복 호르몬)을 분비하여 시상하부(간뇌의 아래 부분)를 자극하고 시상하부에서 대뇌를 자극하면 식욕이 발생한다.

2) 렙틴(leptin)

식사를 하여 배가 불러오면 지방세포에서 식욕억제 호르몬인 렙틴(leptin)을 분비한다. 렙틴(leptin)은 시상하부(간뇌의 아래 부분)를 자극하고 시상하부에서 대뇌를 자극하면 식욕이 억제되며 포만감을 느끼게 된다.

* 그렐린(ghrelin)과 렙틴(leptin)은 길항작용으로 식욕을 조절한다.
배가 고프면 그렐린(ghrelin)의 분비는 증가하고 렙틴(leptin)의 분비는 감소하여 식욕을 증가시키고 식사로 배가 부르면 그렐린(ghrelin)의 분비는 감소하고 렙틴(leptin)의 분비는 증가하여 식욕을 감소시켜 섭취해야 하는 음식물의 총량을 결정하는 것이다.

아. 소화 호르몬

1) 가스트린(gastrin)

가스트린(gastrin)은 위의 유문부에서 혈액으로 분비되어 위샘(gastric gland)을 자극하여 위액의 분비를 촉진한다.

2) 세크레틴(secretin)

세크레틴(secretin)은 십이지장에서 분비되어 이자(췌장)를 자극하여 이자액 분비를 촉진시킨다. 위에서 산성인 음식물이 십이지장으로 내려오면 십이지 장벽이 자극을 받아 세크레틴이 혈액으로 분비되며 세크레틴의 자극을 받은 이자에서 분비되는 이자액은 염기성이므로 음식물은 소장에서 중화된다.

3) 콜레시스토키닌(cholecystokinin)

음식물(아미노산, 지방산)이 위에서 십이지장으로 내려와 십이지장 벽을 자극하면 십이지 장벽에서 콜레시스토키닌이 분비되어 쓸개를 수축하여 쓸개즙이 쓸개관으로 분비되게 한다.

자. 부신(副腎, adrenal gland)

부신은 신장의 윗부분에 붙어 있는데 부신의 겉을 부신피질이라 하고, 속은 부신 수질이라 한다.
부신피질은 생식 조직으로부터 발생하였고, 부신 수질은 교감신경조직과 발생 기원이 같다. 그래서 부신피질에서는 콜레스테롤을 전구물질로 하는 스테로이드 호르몬을 분비하고, 부신 수질은 카테콜라민(에피네프린, 노르에피네프린 등의 유도 물질)을 분비한다.

1) 부신 피질(副腎皮質, adrenal cortex)

부신피질에서는 무기질 코르티코이드(mineralo corticoids, 알도스테론), 당질 코르티코이드( glucocorticoids, 코티숀), 안드로젠(androgen, 남성 호르몬)이 분비된다. 무기질 코르티코이드(mineralo corticoids)는 신장에서 나트륨의 흡수와 칼륨의 분비에 관여한다. 또 당질 코르티코이드( glucocorticoids)는 지방과 단백질 분해에 관여한다. 스트레스를 받으면 안드로젠( androgen, 스테로이드)이 분비되어 피부의 피지샘을 자극한다. 이들 호르몬은 스테로이드 성분으로 구조가 비슷한 호르몬이며, 나트륨과 칼륨의 배설에 대한 작용 및 포도당, 단백질의 대사에 대한 작용을 공통으로 하는데 이들 호르몬 작용을 나눈 것은 이 중 특히 강하게 작용하는 작용에 따라 나눈 것이다.

* 부신피질 호르몬 이상

부신피질로부터는 약 50종 이상의 스테로이드 호르몬이 분비되는데, 이들은 다시 당질 코르티코이드 호르몬(glucocorticoid group), 무기질 코르티코이드 호르몬(mineralocorticoid group) 및 성 호르몬(cortical sex hormone)의 세 group으로 분류된다.
무기질 코르티코이드의 활동이 저하되면 빈혈, 허약, 피곤, 혈액 내의 칼륨 농도 증가, 혈액 내의 나트륨 농도 저하, 검은 피부 등의 증세를 보이는 에디슨 병(Addison's disease)을 일으킨다.
당질 코르티코이드 호르몬의 분비 과다는 얼굴, 가슴, 복부의 비대, 혈당량의 증가와 당뇨 증세, 단백질의 손실, 근육이 약해지는 쿠싱병(Cushing's diease)에 걸리게 된다.
한편, 부신 피질의 성 호르몬(androgen)이 많이 분비되면 여성의 경우 남성의 2차 성징이 발현되고 남성에서는 성의 발달이 촉진된다.

2) 부신 수질(副腎髓質, adrenal medulla)

에피네프린은 흥분 상태에서 분비되는 호르몬으로 체내 모든 혈관을 확장시키는 것은 아니다. 심장과 뇌, 폐의 혈관을 확장시켜 이들 조직에 혈액이 보다 많이 들어올 수 있는 물리적인 환경을 조성하고 골격근에 혈액을 공급하는 혈관도 확장시켜 스트레스에 대항한 방어태세를 갖추게 된다. 하지만 이와는 반대로 소화기관의 혈관은 수축시키게 되는데 왜냐하면 스트레스 상황에서는 이런 조직의 중요성이 감소되기 때문이다. 우리가 밥을 먹고 바로 운동을 하면 소화가 잘 안 되게 되는데 그것은 운동을 위해 손발의 근육으로 혈액이 분배되어 소화력이 떨어지기 때문이다. 에피네프린의 혈압을 상승시키는 직접적인 원인은 혈관의 수축, 확장에 의한 것이 아니라 심장의 박동수와 수축력을 증가시키기 때문이다.
에피네프린(아드레날린)은 다시 epinephrine(adrenaline)과 norepinephrine(nor adrenaline)으로 세분할 수 있으며 구체적인 내용은 다음과 같다.

가) 노르에피네프린(Norepinephrine)

노르에피네프린(Norepinephrine)은 부신 수질에서 생성된다.
Norepinephrine은 교감신경전달물질로 말초혈관을 수축하여 저항성 증가와 혈압상승, 맥박수의 감소, 심박출력의 감소를 가져오는 작용을 하며, 혈당 상승 작용은 약하다. 부신 수질 종양에서는 노르에피네프린(norepinephrine) 함량이 높아지기 때문에 환자는 고혈압 발작을 일으키는 경우가 있다.

나) 에피네프린(Epinephrine)

에피네프린(Epinephrine)은 부신 수질 호르몬 및 신경전달물질로서의 세포 간 정보전달물질이며 사람의 위험 방위, 도주 등(fight or flight syndrome)에 관계하는 구급 호르몬으로 알려져 있다. 부신 수질 조직 1g당 1∼3㎎의 epinephrine이 함유되어 있다.
한랭, 피로, 쇼크 등의 스트레스에 의해 에피네프린(epinephrine)이 분비되어 뇌하수체 전엽을 자극하면 부신피질 자극 호르몬(ACTH)의 분비가 촉진되고 , 그 결과로 부신피질 호르몬 분비가 촉진되어 신진대사가 증진되는 일련의 스트레스 적응 반응이 형성된다. 에피네프린(Epinephrine)의 작용은 교감신경의 작용과 동일하다.
에피네프린(Epinephrine)은 간에서 glycogen을 분해하여 포도당을 생성하고, 근육의 포도당 흡수를 감소시켜 혈당을 높이고, 심장 박동수를 증가시키며 이로 인한 심박출력의 증가와 혈압상승 작용, 말초혈관 이완에 의한 저항성 감소 작용이 있으며 지방분해를 촉진하여 혈중 지방산의 증가를 가져오고 이것을 근육 활동의 에너지로 하는 작용이 있다. 또 인슐린(insulin) 분비를 저하시켜 말초조직에서의 포도당 소비를 억제하며, 이들의 작용으로 다량 생성된 포도당은 중추신경계에서 이용된다. 부신 수질은 교감신경과 협동하여 작용하므로 에피네프린(epinephrine)은 교감신경기능 검사 약으로 이용된다.

*부신 수질 호르몬 이상

부신 수질로부터 에피네프린과 노르에피네프린의 과소 분비는 일어나지 않으나, 과다 분비는 드물게 일어나는 반면 대단히 위험하다. 인슐린의 분비 과소나 에피네프린의 분비 과다는 당뇨병의 원인이 된다. 당뇨병에 걸리면 탈수 증세와 케톤산증, 갈증, 피로, 등이 나타나며 심하면 식욕 증진, 체중 감소, 말초 신경염, 고혈압, 동맥 경화 등의 합병증이 일어난다.

차. 생식선 호르몬

남성의 생식선은 정소이며 여성의 생식선은 난소이다.

1) 남성호르몬

사춘기가 되면 뇌하수체 전엽에서 분비되는 FSH(여포 자극 호르몬)의 자극을 받아 정소가 발달하며 정소의 세정관(細精管, seminiferous tubule)에서 정자를 생성하고 세정관(細精管, seminiferous tubule)의 간질세포(間質細胞, Leydig cell)에서는 남성 호르몬인 테스토스테론(testosterone)이 분비되며 테스토스테론(testosterone)이 안드로스테론(androsterone)이나 디히드로에피안드로스테론(dehydroepiandrosterone)으로 변하여 오줌으로 배설된다. 이들 남성호르몬을 총칭하여 안드로젠(androgen)이라 하며 테스토스테론(testosterone)이 대부분을 차지한다. 안드로젠(androgen)의 분비는 뇌하수체 전엽의 생식선 자극 호르몬에 의해 촉진된다.
여성의 난소에서도 안드로젠이 분비되며, 부신피질(副腎皮質, adrenal cortex)에서도 아드 레노스 테론(adrenosterone) 등의 안드로겐(androgen)이 다량 분비되지만 주로 단백질 합성에 관여한다.
남성의 일차적 성징인 정관, 정액 소낭(정낭, Seminal Vesicle), 요도구선(bulbourethral glands, Cowper's glands, 쿠퍼선), 외음부 등의 형태나 기능은 androgen의 영향을 받는다. 남성호르몬은 생식기의 발달과 유지 외에 수염, 음성변화, 근육 발달, 피부착색 등을 유발한다. 특히 단백질 합성 능력(anabolism)을 활발하게 한다.

2) 여성호르몬

사춘기가 되면 뇌하수체 전엽에서 분비되는 FSH(여포 자극 호르몬), LH(황체형성 호르몬)의 자극을 받아 여포(濾胞, follicle)에서는 에스트로겐(estrogen)이, 황체(黃體, corpus-luteum)에서는 프로게스테론(progesterone)이 분비되기 시작한다.
에스트로겐(estrogen)과 프로게스테론(progesterone)이 분비되면 생식기의 발달과 성주시가 일어나게 한다.
에스트로겐은 여러 조직세포를 증식시키고, 자궁의 민무늬근을 증식시켜 자궁 발육 및 성장, 음모 발생, 힙, 골반, 유방의 발달, 피하지방 발달 등으로 여성의 2차 성징을 발현한다.
사춘기 직후부터 뼈의 증식을 촉진하여 여아가 남아보다 사춘기의 키의 발육이 빠르나 지속기간이 4~5년으로 짧아, 사춘기 동안 지속적으로 성장하는 남아보다 작은 키가 된다. 에스트로겐(estrogen)은 일반적으로 에스트론(estrone, E1), 에스트라디올(estradiol, E2), 에스트리올(estriol, E3) 세 종류가 있다.
황체가 형성되면 프로게스테론과 단백질성 호르몬인 인히빈(inhibin, 여포의 과립막세포와 정소의 세르톨리세포에서 분비하는 물질)이 분비되어 FSH의 분비를 억제한다.
프로게스테론은 생식기의 발육과는 별로 관계가 없고, 자궁에 작용하여 수정란을 받아들이고, 유즙분비를 도우며, 자궁의 수축을 억제하여 유산을 방지한다.
프로게스테론은 임신을 지속시키며, 분만일이 다가오면 프로게스테론은 감소하고, 젖 분비 자극 호르몬(prolactin)이 증가하는데 이 프로락틴(prolactin)은 포도당 이용률을 높이고 지방과 단백질 합성을 유도하여 유즙 생성을 촉진시킨다. 또한 프로게스테론의 분비가 감소하고 자궁근에 예민한 에스트로겐의 혈중 농도가 증가하여 자궁근이 수축하면 뇌하수체 후엽의 옥시토신이 분비되어 자궁수축을 돕는다.
출산 후 수유를 하면 젖 분비 호르몬인 프로락틴(prolactin)이 프로게스테론의 분비를 촉진하여 뇌하수체 전엽의 생식선 자극 호르몬(FSH)의 분비를 억제하여 월경이 거의 없다.

9. 호르몬의 분해 및 배출

호르몬은 내분비선에서 항상 일정량이 분비되는데 많은 양이 간에서 분해되며 또한 오줌을 통하여 조금씩 배설된다.