뇌하수체 전엽
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1. 개요
뇌하수체 전엽은 뇌하수체의 세 엽 중 하나로, 뇌하수체 호르몬을 생성하여 혈류로 방출하는 역할을 한다. 뇌하수체 전엽은 원위부, 결절부, 중간부로 구성되며, 시상 하부에서 분비되는 호르몬에 의해 조절된다. 뇌하수체 전엽에서 분비되는 호르몬은 성장, 생식, 스트레스 반응, 체온 유지 등 다양한 생리적 과정에 영향을 미친다. 뇌하수체 전엽의 기능 이상은 뇌하수체 기능 항진증 또는 저하증을 유발할 수 있으며, 뇌하수체 선종과 같은 질환과 관련될 수 있다.
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갑상샘자극호르몬은 뇌하수체에서 분비되어 갑상선을 자극하여 티록신과 트라이아이오도티로닌 생산 및 분비를 촉진하는 당단백질 호르몬으로, 갑상선 기능 이상 진단 및 치료 지표로 활용되며 갑상선 호르몬의 음성 피드백에 의해 분비가 억제된다. - 뇌하수체 - 뇌하수체 후엽
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뇌하수체는 터키안에 위치한 콩알 크기의 기관으로, 전엽, 중엽, 후엽으로 구성되어 인체의 생리 기능을 조절하는 호르몬을 분비하며, 시상하부의 조절을 받고 기능 이상 시 질병을 유발하고 외배엽과 신경외배엽에서 발생한다.
| 뇌하수체 전엽 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 전구체 | 구강 점막(라트케 주머니) |
| 동맥 | 상 뇌하수체 동맥 |
| 정맥 | 뇌하수체 정맥 |
| 메시 이름 | Anterior Pituitary Gland |
| 메시 번호 | A06.407.747.608 |
| 도를란트 사전 접두사 | a_14 |
| 도를란트 사전 접미사 | 12111161 |
 | |
2. 구조
뇌하수체는 터키 안장이라고 불리는 뼈로 된 공간 안에 위치하여 보호받는다. 뇌하수체는 전엽, 중간엽, 후엽의 세 개의 엽으로 구성되어 있다. 많은 동물에서 이 엽들은 뚜렷하게 구분되지만, 인간의 경우 중간엽은 세포층이 얇고 불분명하여 전엽의 일부로 간주되기도 한다. 모든 동물에서 육질의 선상 전엽은 신경으로 구성된 후엽의 신경분부와 구별된다.
전엽은 원위부, 결절부, 중간부의 세 부분으로 구성된다.
2. 1. 원위부 (Pars distalis)
원위부(Pars distalis)는 뇌하수체 전엽의 대부분을 차지하며, 뇌하수체 호르몬이 주로 생성되는 곳이다.[1] 원위부는 염색체 공포세포와 염색 친화 세포 두 종류의 세포를 포함한다.[1] 염색 친화 세포는 호산성 세포(알파 세포)와 호염기성 세포(베타 세포)로 더 나눌 수 있다.[1] 이 세포들은 함께 뇌하수체 전엽의 호르몬을 생성하여 혈류로 방출한다.뇌하수체 전엽은 선상피이므로 여기에 있는 세포 자체가 호르몬을 생성한다. 전엽의 세포는 염색성의 차이에 따라 '''산호성 세포(acidophil)''', '''염기호성 세포(basophil)''', '''색소 혐성 세포(chromophobe)'''의 3가지로 나눌 수 있다. 산호성 세포는 펩티드 호르몬을, 염기호성 세포는 주로 당단백질 호르몬을 만들며, 색소 혐성 세포는 호르몬 분비 후의 세포 등이다. 뇌하수체 전엽에서 분비되는 주요 호르몬은 아래 표와 같다.
| 호르몬 | 영어 이름 | 약칭 | 구조 | 염색성 | 작용 기관 | 효과 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 부신피질 자극 호르몬 | Adrenocorticotropic hormone | ACTH | 폴리펩티드 | 염기호성 | 부신 | 당질 코르티코이드 분비 |
| β-엔도르핀 | Beta-endorphin | 폴리펩티드 | 염기호성 | 오피오이드 수용체 | 통각 완화 | |
| 갑상선 자극 호르몬 | Thyroid-stimulating hormone | TSH | 당단백질 | 염기호성 | 갑상선 | 갑상선 호르몬 분비 |
| 난포 자극 호르몬 | Follicle-stimulating hormone | FSH | 당단백질 | 염기호성 | 생식샘 | 생식계 조절 |
| 황체 형성 호르몬 | Luteinizing hormone | LH, ICSH | 당단백질 | 염기호성 | 생식샘 | 성호르몬 분비 |
| 성장 호르몬 | Growth hormone | GH, STH | 폴리펩티드 | 산호성 | 간, 지방 조직 | 성장 촉진(주로 간에서 IGF-1 생성)과 지방·탄수화물 대사 |
| 프로락틴 | Prolactin | PRL | 폴리펩티드 | 산호성 | 난소, 유선 | 에스트로겐 분비와 유즙 합성 |
2. 2. 결절부 (Pars tuberalis)
뇌하수체 결절부는 뇌하수체 원위부에서 위로 뻗어 올라와 뇌하수체 줄기(깔때기 줄기 또는 infundibulum이라고도 함)와 연결되는 혈관이 풍부한 덮개의 일부를 형성한다. (뇌하수체 줄기는 시상 하부와 뇌하수체 후엽을 연결한다.) 뇌하수체 결절부의 기능은 잘 알려져 있지 않다. 그러나 이 부분은 TSHB(갑상샘 자극 호르몬, TSH의 β 소단위체) 형태로 내분비 신호를 수신하여, 뇌하수체 결절부에 광주기(낮의 길이)에 대한 정보를 전달하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 이 소단위체의 발현은 송과체로 전달된 빛 정보에 대한 반응으로 멜라토닌의 분비에 의해 조절된다.[2][3] 이전 연구에서 이 부위에서 멜라토닌 수용체의 국소화가 확인되었다.[4]
뇌하수체 결절부의 주요 세포는 낮고 원주형이며, 세포질에는 다수의 지질 방울, 글리코겐 과립 및 드물게 콜로이드 방울이 포함되어 있다. 기능적 생식샘자극호르몬 생성 세포의 희소한 개체군이 존재한다( ACTH, FSH, 및 LH에 대한 면역 반응으로 나타난다).[5]
2. 3. 중간부 (Pars intermedia)
중간엽은 뇌하수체 전엽과 뇌하수체 후엽 사이의 경계를 형성하며, 뇌하수체 전엽과 후엽 사이에 위치한다. 사람에게서는 매우 작고 불분명하다.3. 발생
뇌하수체 전엽은 외배엽에서 유래하며, 더 구체적으로는 배아 발달 중인 경구개(입천장)의 일부인 라트케 낭에서 유래한다. 라트케 낭 또한 외배엽에서 기원한다.
이 낭은 결국 인두와의 연결이 끊어지고 뇌하수체 전엽으로 발달한다. 라트케 낭의 앞쪽 벽은 증식하여 낭의 대부분을 채우며, 이는 뇌하수체 전엽의 원위부와 결절부를 형성한다. 뇌하수체 전엽의 뒤쪽 벽은 중간부를 형성한다. 위쪽 입천장 연조직에서 형성된다는 점은 신경외배엽에서 기원하는 뇌하수체 후엽과 대조적이다.
뇌하수체는 선상피와 신경 조직이라는 전혀 다른 기원을 가진 것들이 결합하여 만들어진 것이지만, 이 중 전엽과 중엽은 선상피에서 유래한다. 이들은 처음에는 구강와라고 불리는 원시 입의 천장 외배엽성 부분이 위로 함입되어 라트케 낭이라는 구조를 만든다. 그리고 뇌 쪽에서 뻗어 나온 깔때기라고 불리는 부분과 접촉한다. 이 라트케 낭과 깔때기가 뇌하수체가 되며, 라트케 낭 중 깔때기와 접하는 벽면이 중엽이 되고, 라트케 낭의 주된 부분이 전엽이 된다. 이러한 기원 때문에 뇌하수체 전엽과 중엽은 '''선성 뇌하수체'''라고 불린다. 발달함에 따라 라트케 낭의 경부는 퇴축하여 입 쪽에서 분리되어 나비뼈에 덮이게 된다.
4. 기능
뇌하수체 전엽은 성장 호르몬 분비 세포(GH), 유즙 분비 세포(PRL), 생식샘 자극 호르몬 분비 세포(LH 및 FSH), 부신피질 자극 호르몬 분비 세포(ACTH), 갑상선 자극 호르몬 분비 세포(TSH) 등 다양한 내분비 세포를 포함하며, 이들 세포에서 분비되는 특정 호르몬을 통해 신체 기능을 조절한다.[7]
4. 1. 호르몬 종류
뇌하수체 전엽은 5가지 유형의 내분비 세포를 포함하며, 분비하는 호르몬에 따라 성장 호르몬 분비 세포(GH), 유즙 분비 세포(PRL), 생식샘 자극 호르몬 분비 세포(LH 및 FSH), 부신피질 자극 호르몬 분비 세포(ACTH), 갑상선 자극 호르몬 분비 세포(TSH)로 정의된다.[7] 또한 내분비 세포 집단을 자극하고 지원하는 것으로 생각되는 비내분비 여포성 성상 세포도 포함하고 있다.뇌하수체 전엽에서 분비되는 호르몬은 표적 조직의 증식이나 비대 등 성장에 직접적인 영향을 미치는 영양 호르몬과, 표적 조직 또는 다른 내분비선에 작용하여 호르몬을 방출하고 연쇄적인 생리 반응을 일으키는 지향성 호르몬으로 나뉜다.[6]
| 호르몬 | 다른 이름 | 기호 | 구조 | 분비 세포 | 염색 | 표적 | 효과 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 부신피질 자극 호르몬 | 코르티코트로핀 | ACTH | 폴리펩타이드 | 부신피질 자극 세포 | 염기성 세포 | 부신 | 글루코코르티코이드, 무기질 코르티코이드, 안드로겐 분비 |
| 갑상선 자극 호르몬 | 갑상선 자극 호르몬 | TSH | 당단백질 | 갑상선 자극 세포 | 염기성 세포 | 갑상선 | 갑상선 호르몬 분비 |
| 난포 자극 호르몬 | - | FSH | 당단백질 | 생식샘 자극 세포 | 염기성 세포 | 생식선 | 생식 기관 성장 |
| 황체 형성 호르몬 | 루트로핀 | LH, ICSH | 당단백질 | 생식샘 자극 세포 | 염기성 세포 | 생식선 | 성 호르몬 생성 |
| 성장 호르몬 | 성장 호르몬 | GH, STH | 폴리펩타이드 | 성장 호르몬 분비 세포 | 산성 세포 | 간, 지방 조직 | 성장 촉진; 지질, 탄수화물 대사 |
| 프로락틴 | 락토트로핀 | PRL | 폴리펩타이드 | 유즙 분비 세포 | 산성 세포 | 난소, 유선, 고환, 전립선 | 에스트로겐/프로게스테론 분비, 젖 분비, 정자 형성, 전립선 비대증, TSH 및 ACTH 분비 |
[8][9]
뇌하수체 전엽 세포는 염색성에 따라 산호성 세포(acidophil), 염기호성 세포(basophil), 색소 혐성 세포(chromophobe)로 나뉜다. 산호성 세포는 펩티드 호르몬을, 염기호성 세포는 당단백질 호르몬을 만들며, 색소 혐성 세포는 호르몬 분비 후의 세포 등이다. 뇌하수체 전엽에서 분비되는 주요 호르몬은 다음과 같다.
| 호르몬 | 영어 이름 | 약칭 | 구조 | 염색성 | 작용 기관 | 효과 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 부신피질 자극 호르몬 | Adrenocorticotropic hormone | ACTH | 폴리펩티드 | 염기호성 | 부신 | 당질 코르티코이드 분비 |
| β-엔도르핀 | Beta-endorphin | 폴리펩티드 | 염기호성 | 오피오이드 수용체 | 통각 완화 | |
| 갑상선 자극 호르몬 | Thyroid-stimulating hormone | TSH | 당단백질 | 염기호성 | 갑상선 | 갑상선 호르몬 분비 |
| 난포 자극 호르몬 | Follicle-stimulating hormone | FSH | 당단백질 | 염기호성 | 생식샘 | 생식계 조절 |
| 황체 형성 호르몬 | Luteinizing hormone | LH, ICSH | 당단백질 | 염기호성 | 생식샘 | 성호르몬 분비 |
| 성장 호르몬 | Growth hormone | GH, STH | 폴리펩티드 | 산호성 | 간, 지방 조직 | 성장 촉진(주로 간에서 IGF-1 생성), 지방·탄수화물 대사 |
| 프로락틴 | Prolactin | PRL | 폴리펩타이드 | 산호성 | 난소, 유선 | 에스트로겐 분비, 유즙 합성 |
(난포 자극 호르몬과 황체 형성 호르몬은 생식샘 자극 호르몬으로 총칭된다.)
4. 2. 시상하부의 조절
뇌하수체 전엽의 호르몬 분비는 시상하부에서 분비되는 호르몬에 의해 조절된다. 시상하부의 신경내분비 세포는 뇌 기저부에 있는 정중융기로 축삭을 뻗는다. 이 부위에서 이들 세포는 뇌하수체 전엽으로 직접 이동하는 작은 혈관(시상하부-뇌하수체 문맥)으로 물질을 방출할 수 있다.뇌하수체 전엽에는 '''뇌하수체 문맥계'''라는 정맥성 문맥계가 있다. 전엽에서의 호르몬 분비를 촉진하는 '''분비 호르몬''' (생식샘 자극 호르몬 분비 호르몬, 성장 호르몬 분비 호르몬 등)이나 억제하는 '''분비 억제 호르몬''' (소마토스타틴 등)은 시상하부의 신경 분비 세포에서 만들어진 후, 뇌하수체와의 경계 부근의 정중 융기에 있는 1차 모세 혈관망에 방출되는데, 이것들은 일단 문맥에 모인 후, 전엽 안에 다시 2차 모세 혈관망으로 퍼져 특정 표적 세포의 호르몬 생성을 조절한다. 반면 후엽은 신경 분비 세포가 직접 축삭을 뻗어 오고 있다.
4. 3. 기타 조절 기전
GABA는 황체형성 호르몬 (LH)과 성장 호르몬 (GH)의 분비를 자극하거나 억제할 수 있으며, 갑상선 자극 호르몬 (TSH)의 분비를 자극할 수 있다. 프로스타글란딘은 부신피질 자극 호르몬 (ACTH)을 억제하고 TSH, GH 및 LH의 방출을 자극하는 것으로 알려져 있다.[10] 임상 증거는 시상하부-뇌하수체 축 내에서 GABA의 작용 부위에 따라 GABA가 성장 호르몬 (GH) 분비에 미치는 흥분 및 억제 효과에 대한 실험적 결과를 뒷받침한다.[11]5. 뇌하수체 전엽의 영향
뇌하수체 전엽은 체온 유지, 생식샘 기능, 스트레스 반응, 발달, 수유, 노화, 촉각 반응, 일주기 리듬 등 다양한 생리적 과정에 영향을 미친다. 이러한 영향은 뇌하수체 전엽에서 분비되는 여러 호르몬들에 의해 조절된다.
5. 1. 체온 유지
뇌하수체 전엽의 항상성 유지는 우리 몸의 생리적 안정에 매우 중요하다. TSH의 혈장 수치가 증가하면 대사 증가와 피부 혈관 확장 등의 작용을 통해 고체온증이 유발된다. LH 수치가 증가하면 대사 작용이 감소하여 저체온증이 유발된다. ACTH은 대사를 증가시키고 피부 혈관을 수축시키는데, 혈장 수치가 증가하면 고체온증을 유발하고, 프로락틴은 온도가 낮아짐에 따라 감소한다. 난포 자극 호르몬 (FSH) 역시 정상 수치 이상으로 증가하면 대사 기전 증가를 통해서만 저체온증을 유발할 수 있다.[12]5. 2. 생식샘 기능
생식샘 자극 호르몬 분비 세포는 주로 뇌하수체 전엽에서 분비되는 황체 형성 호르몬(LH)으로, 암컷 포유류에서 배란 주기를 자극한다. 한편, 수컷에서는 LH가 안드로겐의 합성을 자극하여 지속적인 짝짓기 욕구와 함께 정자의 지속적인 생산을 유도한다.[6]5. 3. HPA 축 (시상하부-뇌하수체-부신 축)
뇌하수체 전엽은 스트레스 반응에 역할을 한다. 시상하부에서 분비되는 부신피질 자극 호르몬 방출 호르몬 (CRH)은 ACTH 방출을 자극하고, 이는 부신 피질에서 글루코코르티코이드의 생산으로 이어지는 연쇄 반응을 일으킨다.[6]5. 4. 행동에 미치는 영향
;발달: 성장 호르몬(GH), 황체 형성 호르몬(LH), 난포 자극 호르몬(FSH)의 분비는 생식선 발달을 포함한 정상적인 인간 발달에 필수적이다.[13]
;수유
: 프로락틴 분비는 수유에 필수적이다.[13]
;스트레스
: 시상하부-뇌하수체-부신 축(HPA)을 통해 작동하는 뇌하수체 전엽은 신경내분비계의 스트레스 반응에 큰 역할을 한다. 스트레스는 시상하부로부터 부신피질 자극 호르몬 방출 호르몬(CRH)과 바소프레신 분비를 유도하며, 이는 뇌하수체 전엽으로부터 부신피질 자극 호르몬(ACTH) 분비를 활성화시킨다. 이어서, ACTH는 부신 피질에 작용하여 코르티솔과 같은 글루코코르티코이드를 생성하게 한다. 이러한 글루코코르티코이드는 CRH와 ACTH 생성을 늦추기 위해 음성 피드백을 통해 뇌하수체 전엽과 시상하부에 다시 작용한다.[14][15] 스트레스 상황에서 증가된 코르티솔은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있다.
:* 대사 효과 (포도당, 지방산, 아미노산 동원)
:* 뼈 재흡수(칼슘 동원)
:* 교감 신경계 반응(투쟁-도피) 활성화
:* 항염증 효과
:* 생식/성장 억제[13]
쥐에게 뇌하수체 전엽 절제술(뇌하수체 절제술)을 시행했을 때, 쥐의 회피 학습 메커니즘이 둔화되었지만, ACTH 주사를 투여하자 수행 능력이 회복되었다.[13] 또한, 스트레스는 황체 형성 호르몬(LH) 및 난포 자극 호르몬(FSH)과 같은 생식 호르몬의 방출을 지연시킬 수 있다.[16] 이는 뇌하수체 전엽이 스트레스 반응을 위한 더 큰 경로의 일부일 뿐만 아니라 행동 기능에도 관여한다는 것을 보여준다. HPA 호르몬의 과잉 활성이 스트레스 관련 피부 질환 및 피부 종양과 관련이 있다는 증거가 있다.[17]
;노화
: 시상하부-뇌하수체-생식선 축을 통해 작용하는 뇌하수체 전엽은 생식계에도 영향을 미친다. 시상하부는 생식샘 자극 호르몬 방출 호르몬(GnRH)을 분비하고, 이는 LH와 FSH 분비를 자극한다. 이어서 생식선은 에스트로겐과 테스토스테론을 생성한다. 정상 노화로 인해 생식샘 자극 호르몬(LH와 FSH) 분비가 감소하는 것은, 궁극적으로 테스토스테론 생산이 감소하기 때문에 노인 남성의 발기 부전[13][16] 및 쇠약[18]의 원인이 될 수 있다. 이러한 낮은 수준의 테스토스테론은 성욕 감소, 웰빙 및 기분 저하, 근육 및 뼈 강도 감소, 신진대사 저하와 같은 다른 영향도 미칠 수 있다.[16]
;촉각 반응
: 어미의 보살핌을 시뮬레이션하기 위해 붓으로 쓰다듬어준 유아 쥐는 뇌하수체 전엽에서 성장 호르몬(GH)의 더 많은 분비와 결합을 보였다.[13]
;일주기 리듬
: 눈에 의해 수신된 빛 정보는 일주기 조율자(시교차 상핵)를 통해 송과체로 전달된다. 빛이 줄어들면 송과체에서 멜라토닌 분비를 자극하며, 이는 시상하부-뇌하수체-생식선 축의 분비 수준에도 영향을 미칠 수 있다.[13] 멜라토닌은 LH와 FSH의 수치를 낮출 수 있으며, 이는 에스트로겐과 테스토스테론의 수치를 감소시킬 것이다. 또한, 멜라토닌은 프로락틴 생산에도 영향을 미칠 수 있다.[19]
6. 임상적 의의
뇌하수체 전엽의 기능 이상은 다양한 질환을 유발할 수 있다. 뇌하수체 전엽의 기능 이상에는 크게 뇌하수체 기능 항진증과 뇌하수체 기능 저하증이 있다. 뇌하수체 기능 항진증은 뇌하수체가 과도한 양의 호르몬을 분비하는 질환이며, 뇌하수체 기능 저하증은 뇌하수체 전엽에서 분비되는 호르몬의 분비가 감소하는 것을 특징으로 한다.
6. 1. 뇌하수체 기능 항진증
뇌하수체 기능 항진증은 뇌하수체가 과도한 양의 호르몬을 분비하는 질환이다. 이러한 과다 분비는 종종 뇌하수체 선종(종양)의 형성으로 이어지며, 극히 일부를 제외하고는 양성이다. 전뇌하수체 종양에는 주로 세 가지 유형이 있으며, 각 유형과 관련된 질환이 있다. 예를 들어, 말단 비대증은 뇌하수체 선종에서 종종 분비되는 성장 호르몬(GH)의 과다 분비로 발생한다. 이 질환은 신체 변형과 사망을 초래할 수 있으며[20], 사춘기에 뼈의 골단판이 닫히기 전에 발생하는 앙드레 더 자이언트와 같은 "거인"에게서 나타나는 호르몬 질환인 거인증으로 이어질 수 있다.[13] 가장 흔한 유형의 뇌하수체 종양은 프로락틴종으로, 프로락틴을 과다 분비한다.[21] 세 번째 유형의 뇌하수체 선종은 과도한 ACTH를 분비하며, 이는 차례로 코르티솔의 과다 분비를 유발하여 쿠싱 증후군의 원인이 된다.[13]뇌하수체 선종이라고 불리는 양성 종양이 있으면, 위에 언급한 것과 같은 호르몬 분비 이상이 일어날 수 있다. 그 중에서도 많이 보이는 것은 프로락틴 생산 선종과 성장 호르몬 생산 선종이다. 전자는 무월경이나 불임을, 후자는 거인증이나 말단 비대증을 일으킨다. 또한 뇌하수체 선종은 확대되면 바로 아래의 시신경 교차부(시교차)가 압박되어 시각, 시야에 장애가 발생할 수 있다.
6. 2. 뇌하수체 기능 저하증
뇌하수체 기능 저하증은 뇌하수체 전엽에서 분비되는 호르몬의 분비 감소를 특징으로 한다. 예를 들어, 사춘기 이전에 성장 호르몬(GH) 분비가 감소하면 소인증을 유발할 수 있다. 또한, 부신 기능 부전은 부신 피질에 충분한 양의 코르티솔을 생산하라는 신호를 보내지 않는 부신피질자극 호르몬(ACTH)의 분비 감소로 인해 발생할 수 있는데, 이는 생명을 위협하는 질환이다.[22] 뇌하수체 기능 저하증은 외상성 뇌 손상, 종양, 결핵, 또는 매독 등을 포함한 여러 원인으로 인해 뇌하수체 전엽 조직이 파괴되거나 제거되어 발생할 수 있다. 이 질환은 과거에는 시몬스병으로 불렸지만, 현재 질병 데이터베이스에 따르면 쉬한 증후군으로 불린다.[22] 출산과 관련된 혈액 손실로 인해 뇌하수체 기능 저하증이 발생하는 경우, 이 질환을 쉬한 증후군이라고 한다.7. 역사
선뇌하수체(腺腦下垂體)는 "샘 아래 성장"을 뜻하며, 이는 그리스어 ''adeno-'' ("샘"), ''hypo'' ("아래"), ''physis'' ("성장")에서 유래했다.
참조
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서적
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