1. 성호르몬
가. 설명
호르몬은 혈류 안으로 분비되어 생리작용을 조절하는 화학물질이다. 우리가 주로 관심을 갖는 내분비샘은 성 호르몬을 분비하는 난소와 정소, 그리고 그 분비를 조절하는 뇌하수체이다. 성 호르몬은 생식계의 발달과 기능, 그리고 성 행동에 결정적으로 중요하다. 성 호르몬은 스테로이드 호르몬이고 테스토스테론이나 에스트로겐 등과 같은 성 호르몬은 잘 알려져 있다. 스테로이드는 4개의 탄소 고리를 가진 콜레스테롤에서 합성된 분자이다. 기본적인 콜레스테롤 구조의 작은 변화가 호르몬의 효과에 심오한 결과를 불러일으킨다. 테스토스테론은 남성 발달에 가장 중요한 호르몬이지만 여성에게서 중요한 에스트라디올과 분자 구조상 몇 군데만 다를 뿐이다.
나. 남성 호르몬과 여성 호르몬
스테로이드 성 호르몬은 종종 '남성' 또는 '여성' 호르몬이라고 한다. 그러나 남성도 '여성' 호르몬을 갖고 있고 여성도 '남성' 호르몬을 갖고 있다. 이런 명칭은 남성이 더 높은 농도의 안드로겐(androgen) 또는 남성 호르몬을, 그리고 여성이 더 많은 에스트로겐(estrogen) 또는 여성 호르몬을 갖고 있다는 사실을 반영한다. 테스토스테론(testosterone)은 안드로겐이고 에스트라디올(estradiol)은 에스트로겐이다. 그런데 콜레스테롤을 성 호르몬으로 만드는 일련의 화학 반응을 통하여 남성 호르몬인 테스토스테론으로부터 여성 호르몬 중 하나인 에스트라디올이 합성된다. 아로마테이즈(aromatase)라는 효소가 이 반응을 일으킨다. 구조적인 특성 때문에 스테로이드 호르몬은 다른 호르몬들과 다른 방식으로 작용한다. 바소프레신이나 옥시토신과 같은 단백질 호르몬들은 세포막의 지질 이중층을 통과하지 못한다. 그러므로 이 호르몬들은 세포 밖에 있는 결합 부위인 수용체에 작용한다. 이와 대조적으로, 스테로이드 호르몬은 지방이고 세포막을 쉡게 통과하여 세포질 안에 있는 수용체와 결합할 수 있다. 수용체와 결합한 스테로이드는 세포핵을 통과하여 유전자의 발현을 조절한다. 여러 수용체의 농도 차이 때문에 스테로이드 호르몬이 뇌의 특정 영역에서 작용할 수 있다.
안드로겐은 부신과 여러 장소에서도 소량이 분비되지만 주된 분비 장소는 정소이다. 테스토스테론은 가장 풍부한 안드로겐이고 주된 남성화 호르몬이다. 출산 전, 테스토스테론 농도의 증가는 남성의 생식계 발달에 필수적이다. 그 후 사춘기에 테스토스테론 증가는 근육과 사람의 수염 발달 촉진부터 사자의 갈기 형성에 이르기까지 이차 성징의 발달을 조절한다. 흥미롭게도 유전적 경향을 가진 사람에게는 테스토스테론이 또한 대머리의 원인이 된다. 여성에게 테스토스테론의 농도는 대략 남성의 10% 정도이다. 남성의 테스토스테론 수준은 스트레스, 운동, 공격성 행동 등 여러 요인에 의하여 하루 중에도 다양하게 변한다. 테스토스테론 분비가 원인인지 결과인지 확실하지 않지만 사회적인 도전, 노여움, 분쟁 등이 테스토스테론의 분비 증가와 상관관계가 있는 것으로 알려진다.
주된 여성 호르몬은 난소에서 분비되는 에스트라디올과 프로게스테론(progesterone)이다. 이미 언급한 것처럼, 에스트라디올은 에스트로겐이고 프로게스테론은 프로게스틴(progestins)이라는 또 다른 종류의 여성 스테로이드 호르몬이다. 에스트로로겐 농도는 아동기에는 상당히 낮지만 사춘기에 증가하고, 여성 생식계의 성숙과 젖가슴 발달 등을 조절한다. 남성에게서처럼 여성에게도 성 호르몬들의 혈중 농도는 변동한다. 그러나 오르내리는 변동이 매일 급속도로 나타나는 남성과 달리 여성에게서는 호르몬 농도가 28일이라는 일정 주기에 따라 변한다.
다. 성 호르몬 조절[시상하부, 뇌하수체]
뇌하수체 전엽은 남성과 여성에서 정상적인 성 발달과 성 기능에 특히 중요한 두 가지 호르몬을 분비한다: 황체 형성 호르몬(luteinizing hormone, LH)과 난포 자극 호르몬(follicle-stimulating hormone, FSH). 이 호르몬들을 생식샘 자극 호르몬(gonadotropins)이라고 한다. 전체 뇌하수체 전엽 세포의 약 10%에 해당되고 뇌하수체 전엽에 널리 흩어져 있는 특정 세포가 LH와 FSH를 분비한다. 뇌하수체 전엽의 호르몬 분비가 시상하부에서 분비되는 시상하부 호르몬의 조절을 받는다고 설명했던 내용을 상기해보면, 시상하부의 생식샘 자극 호르몬 분비 호르몬(gonadotropins-releasing hormone, GnRH)은 이름에서 알 수 있듯이 뇌하수체에서 FSH와 LH의 분비를 자극한다. GnRH는 FSH보다 LH의 분비를 훨씬 더 일으키기 때문에 황체 형성 호르몬 분비 호르몬(LHRH)이라고도 알려져 있다. 뇌하수체 전엽에서 생식샘 자극 호르몬의 분비에 간접적으로 영향을 주는 수많은 심리적 환경적인 인자들이 시상하부 뉴런의 활성화에 영향을 끼친다. 하루 동안 광량의 변이에 따라 망막으로부터 시상하부로 유입된 신경 입력신호가 GnRH 분비의 변화를 유발한다. 사람이 아닌 다른 종에서는 생식 행동과 생식샘 자극 호르몬 분비가 계절에 따라 현저하게 달라진다. 빛이 송과샘에서 생식샘 자극 호르몬 분비를 억제하는 역할을 하는 멜라토닌(melatonin) 호르몬 생산을 억제하면 생식샘 자극 호르몬 분비가 증가한다. 이런 회로를 수단으로 생식 활성은 연중 낮 길이에 영향을 받는다. 결국 자손은 생존할 가능성이 가장 높은 계절에 태어난다. 사람에게서도 생식샘 자극 호르몬의 분비와 멜라토닌 수준 사이에 역의 상관관계가 있다.
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