[Endocrinology] 라는 원서 책의 1~2과를 정리한 내용입니다.
우리 몸의 내분비 시스템을 잘 이해하고 있으면 갑상선 관련 질환, 당뇨, 고혈압 등 우리 주변에서 흔히 관찰되는 많은 질환들을 이해하는데 도움이 될 것입니다.
신경계, 근골격계 등과 함께 우리 몸의 중요한 한 축을 이루고 있는 내분비의 세계로 들어가 봅시다.
당시에는 새하얀 표지의 깔끔한 책이었는데, 요즘은 개정판이 많이 나왔으리라 생각됩니다.
내분비학 1과
l Introduction to Endocrinology
(1) Historical perspective
- 1849년에 Berthold 라는 프랑스 과학자가 endocrine experiment 를 처음 함.
- 1950년도에 vertebrate 과 invertebrate endocrine systems 이 completed 됨
- An endocrine chronology
è 1849년에 Berthold : castrated cockerels -> comb 와 wattles(육수) 가 발달하지 못함
è Bayliss 와 Starling 이라는 캐나다 생리학자가 1920 년도에: small intestine 의 mucosa 로부터의 substances 가 pancreatic juice 를 자극함 -> secretin
è 1905년에 Starling : 이 factor 에 hormone 이라는 용어를 도입함
l Berthold Experiment : the First endocrine experiment
l 그 다음 장
(1) 1889년에 Von Mering 과 Minkowski 가 : 개로부터 pancrease 를 removal 시킴 -> diabetes mellitus 증상이 나타남 , carbohydrate metabolism 의 defect 로부터 초래됨.
(2) 1922년도에 Banting 과 Best : islets of Langerhans -> carbohydrate metabolism 의 control 에 있어서 필수적인 부분 , pancreatic islets 의 extracts 이 blood glucose level 을 dramatic 하게 낮춤 : 이 물질에 대해 1912년에 Schaefer 가 insulin 이라는 이름을 붙임
(3) Walter Cannon : ANS(autonomic nerve systems) -> gastrointestinal(GI) smooth muscle cell 이 contraction 하고 relaxation 함 , GI secretion
(4) 1921년에 Otto Loewi : effector cell activity 를 control 하기 위한 chemical messengers -> acetylcholine , norepinephrine
(5) 1953년에 sanger : insulin 을 위한 amino acid sequence 를 밝혀냄 그래서 노벨 상을 받음
(6) 1950년대 Vincent du Vigneaud : oxytocin 과 vasopressin 을 synthesized 해 냄. 그래서 노벨상을 받음
l Neuropeptides and nobel prize
(1) Sutherland , 1962 : a secondary messenger 로서의 c AMP 를 발견 해서 1971년도에 노벨상을 받음
(2) Andrew Schally 와 Roger Guillemin : TRH(thyrotropin releasing hormone) 의 구조 -> 250,000 마리의 돼지의 hypothalamus 로부터 extraction 시킴.
(3) Schally : GnRH 의 chemical structure 를 제공함 -> synthetic GnRH 를 가지고 인간과 domestic animal 의 fertility 를 control 하는 게 가능해 짐.
(4) Guillemin : somatostatin 의 구조 -> pituitary somatotropin (growth hormone)에 대해 inhibitory , Schally , Guillemin , Rosalyn Yalow 는 1978년에 노벨상을 받음
(5) Rita Levi-Montalcini 와 Stanley Cohen : NGF , EGF 를 발견해서 1988년도에 노벨 상을 받음
l C AMP 와 TRH 의 구조
l 내분비학의 과학
(1) 내분비 선: 자신들의 호르몬을 immediate extracellular space 로 분비한다.
(2) Comparative endocrionology:
- Similar peptide structures 의 amino acids sequences 를 비교
- Drosophila : genes of hormones 은 glands 로부터 large chromosomes 을 사용하여 visualized 시킬 수 있다.
(3) Clinical endocrinology:
- 재조합 기술에 의해 human GH 와 insulin gene 을 박테리아에 집어 넣을 수 있게 됨 -> 호르몬의 대량 생산이 가능해짐
l The concept of homeostasis
(1) Claude Bernard , 19세기의 프랑스 생리학자다. : 그가 말하기를 “all the vital mechanisms , however varied they may be , have only one objective , that of preserving constant conditions of life in the internal environment.”
(2) Walter Cannon : organism 내에서 most of the steady states 를 유지하는 coordinated physiological processes 는 너무 복잡하다. 그리고 그래서 , living beings 에게 peculiar 하다. -> I have suggested a specific designation for these states -> homeostasis
(3) Homeostatic settings : not invariant 하다. -> timing 이나 , development 하는 stage , age , reproductive status 에 좌우 된다.
(4) Feedback systems : negative feedback , positive feedback stimulus
l Negative and positive feedback system
l Two-hormone feedback system
l Hormone and homeostasis
(1) Glucose homeostasis
- Normal human 내에서 blood glucose 는 a precise concentration으로 유지된다. : many factors 가 관련되어 있는데 , 가령 food intake , rate of digestion , metabolism , excretion , exercise , physiological states 등이 관여 한다.
- Insulin and glucagon
(2) Calcium homeostasis
- 칼슘 이온은 blood clotting , cellular secretary process , muscle contraction , cellular signal transduction process 에 다 필요하다. -> calcitonin , parathoromone 은 칼슘의 level 에 관여한다.
è Parathoromone : 1) stored calcium 을 방출하기 위해 뼈에 작용한다.
2) gut 에서 칼슘 absorption 을 자극한다.
3) kidney 에 의해 urine 으로부터 칼슘의 재 흡수를 증강 시킨다.
-> calcitonin : 뼈에 칼슘을 deposit 시킨다.
* glucose homeostasis
* calcium homeostasis
* sodium homeostasis
(1) sodium homeostasis :
- 나트륨은 body 로부터 계속적으로 lost 된다. : kidney 에 있는 osmoreceptors 는 blood 내의 나트륨의 농도를 monitor 한다.
- Renin : a plasma protein 을 angiotensin II 를 만들기 위해 a smaller peptide 로 split 시킨다. -> aldosterone 을 방출하기 위해 adrenal cortex 를 자극 시킨다.
- aldosterone -> urine 으로부터 나트륨의 reabsorption 을 일으킨다.
(2) an endocrine gland 로서의 heart
- De Bold : atria 로부터의 saline extract 는 urinary salt and water excretion 을 marked increase 시킨다.
-ANF (atrial natriuretic factor ) : polypeptide 로서 , overload volume 에 대해 생리적으로 반응하는 a major regulator 다. -> blood volume 을 낮춘다.
*homeostasis 에서 neuroendocrine integration
(1) water balance 의 control
- osmoreceptor and baroreceptor : osmolality 가 detected 된다.
-ADH(antidiuretic hormone) : kidney cells 에서 water 의 re-absorption 을 일으킨다.
-Vasopressin : smooth muscle cells 의 contraction 을 일으킨다. -> blood pressure 의 partial restoration 을 야기시킨다.
(2) body temperature 의 control
- TSH : thyroid hormones 을 방출한다. 그리고 metabolism 과 resulting heat production 을 자극한다.
(3) feeding behavior 를 control
- Glucostat : brain 의 basal hypothalamus 에 위치한다. -> blood 내의 glucose level 을 monitor 한다. -> the sensation of hunger 와 관련된 other neuronal centers 를 activate 시킨다.
l Hormones and behavior , growth regulation and cancer
(1) Sexual behavior :
- Hormone 은 courtship , mating , maternal behaviors 를 조절한다.
- Male 내의 libido : gonads 에 의해 만들어진 androgens 의 effects 다.
(2) Hormones and homosexuality :
- Anomalous sexual behaviors : some homosexual males 의 anatomy 는 male and female anatomical structure 사이 어딘가에 위치할 수도 있다. -> sexual activities 가 biologically driven 되었을지도 모른다.
(3) Oncogenes and proto-oncogenes :
- Normal cellular growth 의 control , abnormal cell growth 를 이끄는 cellular mechanisms 을 activate 시키는 growth factor 또는 growth factor receptors 를 만들고 , 그들 스스로 uncontrolled(mutated) 될 것이다.
2과 . Vertebrate endocrine system
l Vertebrate endocrine system
(1) Endocrine glands and their hormones
- Endocrine glands (ductless glands) 는 their products 를 directly 하게 blood stream 으로 분비한다.
- Adrenal steroidogenic tissue 의 hormone 들은 compact mass of tissue 내에서 합성된다.
(2) Bayliss and starling
- 소장은 bloodstream 으로 방출되는 the source of a substance 다. -> pancreas , secretin 등이 작용한다.
(3) Neurotransmitters:
- Chemical messengers 는 neurons 으로부터 , nerve 사이의 synapse 로 방출된다.
(4) ACTH 등과 같은 많은 peptide hormone. 은 classical sense 로 기능한다. Blood borne hormones 은 또한 central and peripheral nervous system 내의 specific neurons 내에서 합성된다. -> neurotransmitter 로 기능한다.
(5) Hypothalamus 는 가장 풍부한 chemical messenger 를 지닌다. 그리고 , endocrine hypothalamus 로 간주되어야 한다.
(6) Neurohormones : 이 hormones 은 nerve cells 로부터 만들어 진다. -> neuropeptides(dopamine 등)
- Neurohormones 은 bloodstream 으로 분비될지도 모른다. -> 이것들은 또한 neuronal function 을 조절하는데 , neurotransmitter 처럼 nervous system 내에서 이런 기능을 담당한다.
(7) Guillermin : hormone 은 a cell 에 의해 방출되는 any substance 로 정의된다. 그리고 another cell near or far 에서 작용하는 것이다. 그 source 의 singularity or ubiquity 와 관계없이 그리고 conveyance , blood stream , axoplasmic flow or immediate intercellular space 등에 관계 없이 말이다.
[Table2.1] 참고
l General classes of chemical messengers
(1) Peptide hormones :
- Amino acids 로 구성되어 있다. 3 amino acids , TRH : 180 A.A , pituitary gonadotropins -> peptide hormones
- Linear chain : 알파-MSH or angiotensin II
- A ring structure : disulfide bond 를 통한 bridge formation -> oxytosin (Fig 7.2) , vasopressin or somatostatin (figure 6.6)
è Two chains : insulin , FSH , LH 와 같은 larger hormones
è Interchain disulfide bonds : insulin , prolactin , GH
- Amino acids sequences 는 species 들 마다 다르다 : ACTH , calcitonin -> peptide hormone 의 two or more isoforms 이 a single species of animal 내에 존재할지도 모른다.
- Peptides 의 families
è NCG , relaxin , somatomedins
è Melanotropin family : ACTH , 알파-MSH , other melanotropins etc.
(2) Thyroid hormones :
- Throsine(T4) , triiodothyronine(T3) : normal growth and development 를 위한 indispensable.
(3) Steroid hormones :
- Adrenal or gonadal origin 의 steroidogenic tissue 에 의해 만들어 진다.
- Glucocorticoid : steroidogenic tissues 에 의해 만들어 진다. -> cortisol , corticosterone , and cortisone
- Gonadal origin 에 의해 만들어 지는 mineral corticoids -> aldosterone
è 이러한 corticoids 는 carbohydrate metabolism 과 electrolyte balance 에서 중요한 역할을 수행한다.
- Sex steroids: androgens , estrogens , and progestins -> gonads or ovaries 에서 만들어진다.(pregnancy 동안에는 , placenta 가 progestins 과 estrogens 을 만들어 내는 an additional source 가 된다.)
[Figure 2.1]
[Figure 2.2]
[Table 2.2]
(4) Neurotransmitter : - another nerve cells , a muscle cells , or a secretory cell 을 조절한다.(salivary gland cells)
- Acetylcholine , norepinephrine , dopamine , serotonin
- Dopamine : hypothalamus 로부터 방출 , 그리고 pituitary hormone secretion 을 조절하기 위해 blood borne hormone 으로서 작용하기도 한다.
(5) Neuropeptides:
- endorphins : the central nerve system 을 통해 widely 하게 distributed 된다. -> opiate receptors 상에서 기능한다. , methionine enkephaline , leucine enkephaline and 베타-endorpins.
l Neurotransmitters
[Figure 2.3]
(6) Chalones : - endogenous mitotic inhibitors , TGF-베타
(7) Peptide growth-stimulating factors : - NGF: neuronal maturation , EGF , erythropoietin (erythrocyte stimulating factors) , FGF 등등
(8) Eicosanoids : - prostaglandins 은 fatty acids 로부터 합성된다. ; thromboxanes , prostacyclines and leukotrienes
(9) Pheromones : - one animals 에 의해 liberated 되는 a chemical substance 다. 그리고 a recipient animal 의 chemoreception 에서 a relatively specific behavior modification 을 야기시킨다. -> air 에 의해 transported 되고 , olfactory 를 stimulate 시킨다.
(10) Other growth regulators : - cell function 을 조절하는 chemical messengers : H+ , HCl , Ca2+ , Na+ , glucose , arginine
[Figure 2.4]
[Figure 2.5]
[Table 2.3]
l Hormone synthesis
(1) Peptide hormones : ribosomes 상에서 합성된다. -> rough ER 로 전달된다. -> Golgi apparatus 로 간다 -> secretory vesicles
(2) Steroid hormones : - smooth ER 내에서 합성된다.
- Mitochondria 내의 complex multiple enzyme systems 은 formation of steroids 에 책임이 있다.
(3) Thyroid hormones : - thyroid gland 내의 production 과 secretion
(4) Neurotransmitters: - neurons 의 axonal endings 내에서 합성된다.
(5) Neuropeptides : - brain 내의 neuronal perikarya(핵 주위부) 내에서 합성된다.
(6) Prohormones : - preprohormone -> prohormone -> active hormone
l Control of hormone secretion
(1) 호르몬은 cell 내에서 합성되고 , secretory vesicles 내에서 packed 된다. : thyroid and steroid hormones 에서는 예외다.
(2) Stimulation 은 intrinsic (internal) 도 있고 extrinsic (light , sound , smell , temperatures 등) 도 있다.
(3) 호르몬은 other endocrine glands 의 other hormone secretion 을 자극한다. -> TSH , FSH , LH , and ACTH 는 gonads 의 target cells 을 자극한다. 그리고 thyroxine , gonadal steroid 등을 만들어 내기 위해 adrenal steroids 를 자극한다.
(4) Metabolic substrates (glucose , amino acids ,등) 와 ions ( Ca2+ 등) 은 hormone secretion 에 a selective stimulus 를 제공한다.
(5) Cellular receptors 는 hormones 또는 metabolites 과 interact 한다.
(6) Hormone secretion 과 관련된 Positive and negative inhibition : autoinhibition
l Hormone delivery
(1) Endocrine : messenger substances 는 bloodborne -> classical definition
(2) Neurocrine : neuron 은 exonal extensions 에 의해 its target cells 에 contacts 한다.
- Neuroendocrine : the nerve 에 의해 방출되는 hormone 은 bloodborne 이다.
(3) Paracrine : an adjacent cells 로 방출되는 호르몬의 diffuse
- Lumonal : 여기서 hormone 은 the lumen of the gut 으로 방출된다.
(4) Autocrine : 이런 특성을 지닌 hormones 은 그것을 만들어 내는 cell 상에서 fed back된다.
[Figure 2.7]
l Hormone circulation and metabolism
(1) Peptide hormones : - a short half life 를 지닌다. : shorter peptides 인 MSH 와 oxytocin 은 2~30 분이라는 특별히 짧은 half life 를 지닌다.
- Peptidases 는 biological regulation 에서 an essential role 을 수행한다.
è Exopeptidase , endopeptidase , insulinase ; disulfide bond 의 reduction
(2) Steroid and thyroid hormones :
- Steroid hormones 의 half life 는 plasmas proteins 에 binding 함으로써 증가된다.
- Thyroxine(T4) and triiodothyronine (T3) 은 many tissues 내에서 deiodinated 된다. -> sulfate and glucuronides 를 형성하기 위해 liver 내에서 conjugate 된다.
(3) Adrenal catecholamine and neurotransmitters : - COMT and MAO 에 의한 orthomethylation and oxidative deamination
- Neurotransmitter action 은 매우 빠르게 종료된다. -> presynaptic axon 으로 다시 재흡수되어 , 재사용 된다.
[Figure 2.7]
[Figure 2.8]
[Figure 2.9]
l Hormones 의 생리적인 역할
(1) 세포 합성과 , 다른 호르몬의 분비에 영향을 미친다.
(2) Metabolic processes 에 영향을 미친다. : most cells 내에서의 anabolic and catabolic ->
Carbohydrates , lipids 등의 synthesis 와 degradation 에 ……
(3) Muscle 의 metabolism 과 Contraction , relaxation 에 영향을 미친다.
(4) Reproductive processes 을 조절한다. -> gonadal differentiation , maturation , gametogenesis
(5) Hormones 은 cellular proliferation 에서 stimulatory or inhibitory 하다 -> growth 에 영향을 미친다.
(6) Inorganic cations 과 anions 의 excretion 과 re-absoprtion 에 영향을 미친다. -> Na+ , Ca+ , phosphate ions 등…
(7) 호르몬은 other hormones 의 effects 에 대해 permissive actions 을 지닌다. -> certain hormones 의 effectiveness 는 another hormones 의 action 에 의해 증강된다.
(8) Animal behavior 에서 중요한 역할을 한다. -> sexual and aggressive behavior
l Endocrine pathophysiology
(1) 충분한 호르몬을 만들어 내기 위한 a gland and tissue 의 실패 -> insulin
(2) 충분한 호르몬을 secrete 하는데 실패 -> tuberculosis 와 같은 질병에 의해 endocrine glands 가 파괴되었을 때
(3) Hormone secretion 의 overproduction -> excess cortisiol secretion 은 Cushing’s syndrome 을 야기한다. ; hyperglycemia 를 일으킨다.
(4) Excess hormone secretion 의 many endocrinopathies 는 neoplasm 으로부터 야기되는 거다. -> tumor 는 과도한 양의 호르몬을 만들어 낸다.
(5) Endocrine disorders 는 호르몬-target cell interaction 과 관련된 a number of events 로부터 야기될 수 있다. -> testicular feminizing syndrome ; target cells 은 hormones 과 반응하는데 실패한다.
* 모든 이미지는 구글 이미지를 통해 얻었습니다*
