복잡한 호르몬 생리? ‘자동차 생산과정’ 떠올려 보세요

내분비생리

‘호르몬(hormone)’은 특정 세포에서 혈액으로 분비되는 화학물질 전달자(messenger)로 ‘흥분하다’ ‘부추기다’라는 뜻의 그리스어 동사에서 이름이 비롯됐다. 내분비계통(endocrine system)은 호르몬 분비를 통해, 느리지만 광범위하게 우리 몸의 항상성을 조절한다.

호르몬은 종류에 따라 성장과 발달, 대사, 생식, 체온을 포함하는 다양한 체내 환경을 조절한다. 호르몬은 특정 장기에 작용하는 분자로 특이수용체를 가진 세포만이 반응한다. 이들 세포를 ‘표적 세포(target cell)’라고 하고 표적 세포가 있는 장기를 ‘표적 장기(target organ)’라 한다. 호르몬은 ‘세포막의 수송, 유전자와 단백질 합성 그리고 효소작용의 속도’ 중의 하나를 조절하면서 표적 세포를 작동시킨다.

내분비계통은 시상하부(hypothalamus; H), 뇌하수체(pituitary gland; P), 표적 장기(target organ; O) 사이의 복잡한 관계를 구성하며 존재한다. 내분비계통을 쉽게 이해하기 위해서는 적절한 비유가 필요한데, 내분비계통을 ‘자동차 회사’를 상상해 대입해보면 좋다. 내분비계가 ‘자동차 회사’라면 호르몬은 ‘지시와 주문서’라 생각할 수 있다.

H. ‘시상하부(hypothalamus)’는 자동차 회사의 brain인 ‘사장’으로 자동차 시장의 상황에 따라 모든 자동차의 공급을 결정하게 된다.
P. ‘뇌하수체(pituitary gland)’는 사장실 아래 ‘본사’에 있는 사업부서로 앞엽은 승용차를 담당하는 부서, 뒤엽은 트럭, 버스 같은 차량을 담당하는 부서이다.
O. ‘표적 장기(target organ)’는 각 지역으로 흩어져 있는 자동차 생산 ‘공장’이라 생각하자.

만약 시장에서 스포츠카를 사려는 사람이 많아지면, 사장(hypothalamus)은 스포츠카를 더 만들라고 본사에 ‘지시(releasing hormone)’를 내리게 되고, 본사(pituitary gland)는 스포츠카를 몇 대 만들지 고민한 뒤, 지역에 있는 스포츠카 생산 공장에 구체적인 ‘주문서(tropic [stimulating] hormone)’를 보낸다. 공장(target organ)에서는 필요한 대수의 스포츠카를 생산하여 납품한다. ‘사장-본사-공장(hypothalamus-pituitary-organ)’의 개념으로 이해하면 되는 것이다. 우리 몸에는 호르몬과 관련된 다양한 축(HPO axis)들이 존재한다. 만약 여러분이 HPO axis를 잘 알고 있다면, 내분비 질환이 생겼을 때 어디에 어떤 문제가 생겼는지 쉽게 이해할 수 있다.

‘갑상선(thyroid)’을 예로 들어보자!

인체가 ‘스트레스와 저혈당’이라는 상황에 있으면, 갑상선은 갑상선호르몬(T3, T4)을 만들어서 분비한다. 갑상선호르몬(T3, T4)은 대사를 증가시켜 체온과 혈당을 적절하게 조절하고 성장과 발달을 유지하는 역할을 한다.

H. 시상하부(사장)는 갑상선호르몬-분비호르몬(thyroid hormone-releasing hormone: TRH, 지시)을 분비한다.
P. 뇌하수체(본사)는 TRH에 반응하여 갑상선자극호르몬(thyroid stimulating hormone: TSH, 주문서)을 분비한다.
O. 갑상선(공장)은 TSH에 자극받아 갑상선호르몬(T3, T4, 자동차)을 만들어서 분비한다.

정상적인 시스템에서는 만약, 혈액의 갑상선호르몬(T3, T4) 농도가 높으면 시상하부의 TRH 분비와 뇌하수체의 TSH 분비가 줄어들어 갑상선호르몬 생산이 감소한다. 하지만, ‘갑상선항진증’이라면 계속해서 갑상선호르몬(자동차 생산)을 만들어낸다.

갑상선항진증에서 지시와 주문서(TRH, TSH)가 많고 공장이 생산을 멈추지 않는다면, 사장과 본사에 문제(시상하부, 뇌하수체 종양)가 생겼을 가능성이 있다.

하지만, 지시와 주문서(TRH, TSH)에는 적게 만들라는 주문이 보내졌는데 공장이 생산을 멈추지 않는다면 공장 자체의 문제(갑상선염, 갑상선암)라 생각할 수 있다. 물론 정확한 검사를 해야 하지만, 이때는 방사선동위원소 요오드를 이용하여 갑상선 세포를 파괴하거나 갑상선을 절제하는 ‘공장 폐쇄’가 치료일 것이다.