부신의 구조와 기능

나는 갑자기 왜 다음 글의 주제로 부신을 선택했는가. 그건 지금까지 공부를 하면서 부신과 관련된 내용이 종종 언급되었기에 한번 다시 공부를 해 보고 싶기도 하고, 카테고리 목록을 보니까 각 카테고리별로 글이 3개씩 있으면 보기 좋을 것 같아서 내분비 쪽에 글을 하나 더 쓰고 싶어서 그렇다. 그러면 이 글 다음에는 무슨 글을 쓰냐고? 그건 다음 주에 생각해 보는 걸로.

 

 

부신 (Adrenal Gland)

부신(副腎, Adrenal Gland)은 이름에서 알 수 있듯이 신장(腎臟, Kidney=Renal) 옆에 위치한 내분비 기관이다. 정확히는 신장 위쪽에 위치하므로 suprarenal gland라고도 한다.

 

이 부신은 바로 아래에 있는 신장과 마찬가지로 피질(cortex)과 수질(medulla)로 구성되어 있다. 기능도 여기서 간단하게 요약해 보면, 피질은 스테로이드 호르몬을 분비하고 수질은 교감신경의 신경전달물질인 카테콜아민을 분비한다. 이 내용에 대하여 조금 더 자세히 알아보도록 하자.

 

부신의 구조와 분비 호르몬.

 

이번에도 아래 내용을 굳이 전부 확인하고 싶지 않을 때 사용할 수 있는 정리 사진을 만들었다. 참고하길 바란다.

 

 

부신 피질 (Adrenal Cortex)

부신 피질은 크게 3개의 층으로 나눌 수 있다. 바깥쪽부터 사구층(zona glomerulosa), 다발층(zona fasciculata), 그물층(zona reticularis)으로 구성되어 있는데, 모두 스테로이드 호르몬을 분비하지만 세부적으로 보면 각기 다른 스테로이드 호르몬을 주로 분비한다.

 

<사구층 (zona glomerulosa)>

사구층에서 분비하는 스테로이드 호르몬은 mineralocorticoid이다. 대표적인 mineralocorticoid는 알도스테론(aldosterone)으로, 알도스테론의 작용은 신장과 밀접한 관련이 있기 때문에 이미 블로그에서 수차례 언급이 된 바 있다. 따라서 아래에 있는 글들을 참고하면 도움이 될 것이다.

 

[심혈관] 레닌-안지오텐신 시스템 (RAS)

[신장] 신장 세뇨관

[신장] 이뇨제

 

3개의 글에 흩어져 있는 내용들을 다시 정리해 보면, RAS의 영향을 받아 분비가 촉진되는 알도스테론은 신장 세뇨관의 집합관(collecting duct)에 있는 주세포(principal cell)에 작용하여 Na을 재흡수하는 ENaC 발현을 증가시킨다. (관련 유전자의 발현을 활성화시킨다.) 이를 통해 신장에서 Na과 수분의 재흡수가 증가하고 K의 분비는 늘어나며, 늘어난 혈액량에 의해 혈압이 상승하게 된다.

 

참고)
RAS 이외에 알도스테론의 분비를 촉진하는 요인에는 K (hyperkalemia), ACTH 등이 있다.

 

 

<다발층 (zona fasciculata)>

다발층에서 주로 분비하는 스테로이드 호르몬은 glucocorticoid이다. 대표적인 glucocorticoid는 코르티솔(cortisol)인데, 주된 기능은 이름에 'gluco-'가 있는 걸 보면 알겠지만 당(glucose)의 대사를 조절하는 것이다.

 

코르티솔 작용의 주목적은 전신에 에너지 공급을 쉽게 할 수 있게끔 혈액 내에 우리 몸의 주요 에너지원인 glucose의 양을 늘리는 것이다. 인슐린 때도 설명했지만 인체에서 glucose는 굉장히 중요한 영양소이기 때문에 간은 glucose를 생성하는 기능을 가지고 있다. 따라서 코르티솔은 간에서 포도당신생합성(gluconeogenesis)을 증가시켜 혈당을 높인다.

 

 그러면 글리코겐(glycogen)은 어떻게 될까? 인슐린의 작용을 생각해 보면 혈당을 낮추기 위해 글리코겐의 합성이 증가하였으므로, 반대로 이번에는 글리코겐의 합성은 감소할 것 같다. 하지만 실제로는 그 반대로, 코르티솔에 의해 글리코겐 역시 합성이 증가하게 된다. 다만 인슐린이 작용하여 합성이 증가하는 것과는 방식과 목적이 다른데, 코르티솔에 의한 글리코겐 합성 증가는 간에서만 이루어지고 목적 역시 에너지 저장이 아니라 나중에 포도당을 빠르게 공급할 수 있게 준비를 하는 것이다.

 

추가로 포도당신생합성에는 재료로 아미노산이나 글리세롤 등이 필요하기 때문에, 코르티솔은 단백질과 지방의 분해 역시 촉진하게 된다. (그렇지만 높은 코르티솔 수치가 장기간 지속되면 식욕 증가와 함께 지방의 재분배가 일어나 중심성 비만이 나타나게 된다.) 대체로 글리코겐을 빼면 인슐린(insulin)과 반대 방향으로 작용한다고 알아 두면 된다. (참고: 인슐린)

 

이러한 영양소의 대사 말고도 코르티솔은 중요한 기능이 하나 더 있는데, 바로 면역과 염증 시스템을 억제하는 것이다. 아무래도 우리 몸은 면역과 염증 시스템의 (과도한) 활성이 즉각적인 생존에 필요하지 않다고 판단하는 것 같다. 자세한 기전은 일단 생략하겠는데, 우리는 이 점을 이용해 자가면역 질환이나 염증 질환이 발생했을 때 스테로이드 약물을 사용하고 있다.

 

이 내용들 말고도 코르티솔은 우리 몸에서 여러 가지 작용을 나타내는데, 전부 스트레스 상황에서 즉각적인 생존을 위해 필요한 기능들을 활성화하는 방향으로 이루어진다. 그래서 코르티솔은 흔히 '스트레스 호르몬'이라고 불린다. 직접적으로 코르티솔의 분비를 촉진시키는 건 뇌하수체에서 분비하는 ACTH이고, ACTH의 분비는 시상하부에서 분비하는 CRH의 영향을 받는데, 시상하부에서 CRH를 분비하는 상황 중 하나가 바로 스트레스 상황이다.

 

추가로 전에 자율신경에 대한 설명을 할 때(링크) 교감신경의 기능이 「Fight or Flight」라는 말을 했는데, 이것이 바로 즉각적인 생존을 위해 필요한 기능들이다. 그렇기에 스트레스 상황에서 코르티솔의 분비와 교감신경의 항진(수질에서 E/NE 분비 증가)은 같이 이루어지게 된다. (속도는 조금 다르다. 교감신경 항진은 즉각적이고, 코르티솔 쪽은 단계가 좀 있다 보니 상대적으로 느리다)

 

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<그물층 (zona reticularis)>

그물층에서 주로 분비하는 스테로이드 호르몬은 gonadocorticoid이다. 대표적인 gonadocorticoid에는 DHEA, DHEAS, androstenedione이 있다. 이들은 전부 안드로겐이기에 여기서 분비되는 호르몬들을 부신 안드로겐(adrenal androgen)이라고도 한다.

 

안드로겐(androgen)은 남성호르몬이므로, 뭔가 이 부신 안드로겐은 남성에게 더 중요한 역할을 할 것 같지만 사실은 그 반대이다. 남성에게는 고환이라는 더 강력한 안드로겐(정확히는 testosterone) 생산소가 있기 때문에 부신에서 분비되는 안드로겐은 몸에 큰 영향을 미치지 않는다. (사춘기 이전에 영향을 좀 미치기는 한다.) 반대로 여성은 난소에서 주로 에스트로겐을 분비하기 때문에 체내에 더 강력한 안드로겐 생산소가 없다. 따라서 여성에서 부신 안드로겐은 남성에 비해 체모의 발달이나 성욕 등에 더 큰 영향을 미치게 된다.

 

 

부신 수질 (Adrenal Medulla)

부신 수질은 피질과는 다르게 층을 더 나누지는 않는다. 부신 수질에서 알아야 하는 구성 성분은 이곳의 대표적인 세포인 크롬친화세포(chromaffin cell)이다. 전에 자율신경에 대하여 설명할 때 사용한 사진에도 부신 수질이 언급되어 있듯이, 크롬친화세포는 교감신경의 presynaptic neuron과 연결되어 있다. 마치 postsynaptic neuron이 작동하는 것처럼, 크롬친화세포는 presynaptic neuron의 신호를 받고 (신경전달)물질을 분비한다. 그러나 일반적인 postsynaptic neuron과 다른 점은, 크롬친화세포는 축삭돌기가 없어 어딘가로 뻗어나가지도 않을뿐더러, 물질의 분비도 바로 근처에 있는 특정 표적을 향한 것이 아니라 그냥 혈액 내로 방출한다는 것이다.

 

크롬친화세포가 주로 분비하는 물질은 카테콜아민(catecholamine)인 에피네프린과 노르에피네프린이다. (80%가 에피네프린, 20%가 노르에피네프린이며 추가로 소량의 도파민도 분비한다.) 이들은 분명 신경전달물질로 쓰이는 물질이지만, 여기서는 혈액 내로 분비되고 이동하여 표적 세포에 도달한 다음 작용을 하기 때문에 호르몬으로 보는 것이 맞다. (그러니까 부신이 내분비 기관이겠지?)

 

분비된 노르에피네프린과 에피네프린은 혈류를 타고 돌아다니다가 아드레날린 수용체(adrenergic receptor)를 만나 결합하여 여러 가지 생리적 반응을 나타내게 된다. 이쪽 내용은 이미 전에 자율신경이나 교감신경계 작용 약물(아드레날린성 약물)을 다룰 때 설명했으므로 그쪽 글을 참고하기를 바란다.

 

 

참고)

로스 조직학 제7판 (번역본)

이우주의 약리학 강의 제8판