호르몬(hormone)은 그리스어로 "자극한다"는 뜻을 가진 말로 특정의 내분비세포나 분화한 세포조직에서 생체내외에서의 자극에 의한 신경전달, 뇌하수체호르몬의 되먹임(feedback) 정보, 직접, 간접의 영양정보에 응답하여 생산되어 체액(혈중농도는 저분자에서 10-6∼10-8M, polypeptide에서 10-9∼10-11M)으로 방출되고 혈류에 의해 표적기관(target organ)세포에 정보를 전달하여 세포나 조직의 성장, 심장박동, 혈압, 신장기능 등 각 기관의 기능발현과 이차성징, 월경, 임신, 유즙분비 등 성 성숙과 생식현상의 시기조정 그리고 위장관의 운동, 소화효소의 분비 등 소화기능 발현, 췌장이나 신장에서 체액성분 조절, 대사속도 조절 등과 같은 개체의 항상성의 유지, 성장, 분화, 출산을 위한 생리적 변화를 가져오는 조절물질이다. 현재 200여 종류가 존재하지만 그 중 뇌속에서 45종이 확인되어 있다. 내분비선에서 분비되는 호르몬을 선 호르몬, 위나 장관에서 분화한 세포나 세포집단에서 방출되는 호르몬을 소화관 호르몬이라 한다. 또 여러 가지 기관이나 일군의 세포에 의해 분비되어 원칙적으로 분비된 장소에서만 호르몬과 비슷한 작용을 나타내는 물질을 전달물질(mediator)라 한다.

내분비 기관

그림 1에 나타낸 것처럼 여러 기관에 내분비선이 존재하고 여기에서 선 호르몬이 분비된다. 분비된 호르몬은 혈류에 의해 표적기관으로 운반된다.

그림 1 내분비 기관의 위치

호르몬 작용기구

신경충동(nerve impulse)이나 스트레스와 같은 신경성자극이나 말초순환 호르몬의 되먹임 자극이 시상하부에 전달되고 이 자극의 강약에 의해 시상하부에서 각종의 뇌하수체호르몬 방출인자(liberin; releasing factor), 또는 방출억제인자(statin; inhibiting factor)가 분비된다.

이들이 뇌하수체에 자극을 주면 뇌하수체에서 다양한 내분비선 자극 호르몬이 분비되고 각종 내분비선은 이것의 자극을 받아 여러 가지 호르몬을 분비한다.

그림 2 시상하부에 의한 호르몬의 분비조절기구그림

스테로이드 호르몬과 갑상선 호르몬의 작용기구

표적기관의 세포내에 있는 수용체단백질(receptor protein)이 세포내로 들어가거나 호르몬과 결합하면 알로스테릭 효과(allosteric effect)에 의해 활성형의 복합체가 된다.

이 복합체가 핵으로 들어가 억제물질(repressor protein)과 결합하면 유전자에서 억제물질이 제거되고 RNA polymerase의 작용이 촉진되어 효소단백질 합성이 유도된다.

그림 3 호르몬에 의한 효소의 합성그림

아민 및 펩티드호르몬의 작용기구

혈액에 의해 운반된 호르몬은 표적기관의 세포막에 있는 호르몬 수용체와 결합하여 adenylate cyclase를 활성화한다. 이 효소는 ATP를 3', 5'-cyclic AMP로 전환한다. 3',5'-cyclic AMP는 세포내에서 제 2의 전령(second messenger)으로서 세포내의 수송과정에 관여하거나 protein kinase를 인산화 하는 것에 의해 glycogen phosphorylase를 활성화한다.

또 cyclic AMP는 phosphodiesterase에 의해 5'-AMP로 분해되므로 이들 호르몬의 작용은 일시적이다. 이 기구로 작용을 나타내는 호르몬에는 epinephrine, glucagon, 부신피질호르몬(ACTH), 황체형성호르몬(LH), 갑상선자극호르몬(TSH), 부갑상선호르몬(PTH) 등이 있다. 보통 세포의 기능 상태는 증식상(비적응상)과 정지상(적응상)으로 나누어지는데 증식상에서는 cyclic AMP의 함량이 낮고 정지상에서는 높다. 고등생물에서는 여러 가지 호르몬이 cyclic AMP 생산을 촉진하여 세포를 정지상으로 변화시킨다.