칼슘 항상성 조절과 기타 호르몬의 합성과 분비, 작용

칼슘 항상성 조절

1. 칼슘 항상성 조절, 비타민 D와 칼시토닌의 합성과 분비 및 작용

혈장 내 칼슘이온의 농도는 10㎎/㎗로 유지되어야 합니다. 칼슘이온의 항상성은 3개의 기관(뼈, 신장, 소장)에서 3개의 호르몬(부갑상선호르몬, 칼시트리올, 칼시토닌)의 상호작용에 의해서 조절됩니다. 비타민 D3는 음식으로 섭취하던지 피부가 자외선을 받아 콜레스테롤로부터 합성됩니다. 비타민 D3는 간에서 25-수산화효소에 의해서 25-OH-D3로 전환된 후 신장으로 이동하여 1a-수산화효소에 의해서 1,25-(OH) 2-D3로 활성화됩니다. 이때 부갑상선호르몬이 신장에서 칼시트리올 합성을 촉진시킵니다. 그리고 스테로이드호르몬인 칼시트리올은 핵 내의 수용체에 결합하여 특정 유전자 발현을 조절함으로써 다음 표적세포에서 작용을 나타냅니다. 궁극적으로 노화된 뼈의 파괴를 증가시키고 새로운 뼈의 석회화를 촉진하여 뼈의 재형성을 가능하게 해 줍니다. 칼시트리올은 소장에서 비타민 D-의존 칼슘 결합 단백질인 칼빈딘 D-28K의 합성을 증가시킴으로써 칼슘의 흡수를 증가시키고 인산염의 흡수도 증가시킵니다. 또한 부갑상선호르몬은 신장으로부터 칼슘의 재흡수는 증가시키고 인산염의 재흡수는 억제한 반면, 칼시트리올은 칼슘과 인산염의 재흡수를 모두 증가시켜서 뼈의 석회화를 촉진합니다. 칼시트리올은 부갑상선호르몬과 함께 뼈의 파괴를 증가시켜 혈액으로 칼슘과 인산염을 제공하고 새로운 뼈가 형성되도록 뼈의 석회화를 촉진합니다. 칼시토닌은 갑상선의 소포 곁세포에서 합성되는 펩티드호르몬입니다. 부갑상선호르몬과 반대로 혈액 칼슘이온 농도가 증가되면 칼시토닌 분비가 증가되어 파골세포의 작용이 억제되어서 뼈의 파괴가 감소하여 혈액 칼슘이온 농도를 감소시킵니다. 부갑상선호르몬과 칼시트리온과 달리 칼시토닌은 단시간 내의 미세한 칼슘 농도 변화에 대해 반응하지 않고, 칼슘 농도가 매우 높은 생리적 환경에서 작용합니다.

2. 부갑상선호르몬의 합성과 분비, 작용

부갑상선은 갑상선 뒤쪽에 좌우 2개씩 모두 4개가 붙어 있고 노란색 쌀알 모양입니다.(길이 약 5 mm, 무게 약 120~140 mg) 부갑상선에서는 부갑상선호르몬을 분비합니다. 펩티드호르몬인 부갑상선호르몬의 합성은 부갑상선 세포막에 존재하는 칼슘 수용체가 혈액 칼슘 농도를 감지함으로써 조절됩니다. 혈청 칼슘 농도가 증가되면 Ca2+-수용체 복합체가 세포막 포스포리파아제 C를 활성화시켜서 2차 전령인 IP3/Ca2+에 의해 부갑상선호르몬 분비를 감소시키고, 혈청 칼슘 농도가 감소되면 Ca2+과 수용체의 결합이 줄어들면서 부갑상선호르몬의 분비가 촉진되어 칼슘의 항상성이 유지됩니다. 그리고 혈청 칼슘 농도를 정상 수준으로 올리기 위해서 부갑상선호르몬은 뼈, 신장, 소장으로 이동하여 다음의 작용을 수행합니다. 파골세포에서 뼈의 파괴를 촉진시켜서 칼슘과 인산염이 용해되어 혈액 속으로 흡수됩니다. 이를 뼈 흡수라고 합니다. 또한 신장에서 칼슘의 재흡수를 증가시키고 인산염의 재흡수는 억제시켜서 소변으로의 칼슘 배설을 감소시킵니다. 신장에서 비타민 D3를 활성화합니다. 신장에서 부갑상선호르몬에 의해서 활성화된 비타민 D3가 소장에서 칼슘과 인산염의 흡수를 증가시키도록 간접적으로 조절합니다.

3. 그 밖의 내분비선과 호르몬

생식선인 남성의 고환과 여성의 난소에서는 알도스테론과 코르티솔 합성은 일어나지 않지만 안드로겐 합성효소 활성은 높아서 안드로겐의 합성이 활발하게 일어납니다. 남성의 고환에서는 안드로스텐디온으로부터 강력한 남성호르몬인 테스토스테론이 합성되며, 여성의 난소에는 아로마타아제에 의해서 안드로겐으로부터 여성호르몬인 에스트로겐이 합성되어 각각 남성, 여성의 생식작용을 조절하게 됩니다. 에스트로겐은 에스트론과 에스트라디올 두 가지 형태로 생성되고 여성의 가임기 동안 분비되는 주 형태는 에스트라디올입니다. 임신기에는 태반에서 에스트리올 형태의 에스트로겐이 분비됩니다. 테스토스테론과 에스트라디올이 각각 남성, 여성의 특징적인 주요 성호르몬이지만, 매우 소량의 에스트라디올이 고환에서, 역시 매우 소량의 테스토스테론이 난소에서 분비됩니다. 배란 후의 여포를 황체라고 하며 황체호르몬인 프로게스테론이 분비됩니다. 위벽 내분비세포에서 소화를 돕기 위한 위산 생성을 촉진하는 호르몬인 가스트린이 분비되며 소장 내분비세포에서는 세크레틴, CCK 등이 분비되어 소화액 분비나 장의 운동을 조절하는 작용을 합니다. 이들 호르몬을 위장관호르몬 또는 소화관호르몬이라고 합니다. 심근에 분비되는 심방나트륨이뇨펩티드와 뇌 나트륨이뇨펩티드는 이뇨작용을 촉진하고 나트륨 항상성 조절, 혈관 확장작용을 나타내는 펩티드호르몬입니다. 신장, 부신 등 다른 호르몬계와 협조하여 체액용량이나 전해질 농도를 조절함으로써 혈압을 감소시키는 조절작용을 담당합니다.