시상하부

그림 1. 시상하부의 위치 ()

시상하부(hypothalamus)는 시상(thalamus)의 아래쪽에 위치한 뇌 부위로(그림 1) 여러개의 서로 다른 기능을 하는 신경핵(nucleus)으로 이루어져 있으며, 우리몸의 항상성을 조절하는 중추이다.

목차

시상하부는 제3뇌실(third ventricle)과 접해 있는 안쪽 영역(medial hypothalamic area)을 앞쪽(anterior), 중간(tuberal), 뒷쪽(posterior)으로 크게 나누어 볼 수 있으며, 각 부분이 기능적으로 이질적인 여러 신경핵을 포함하고 있다. 뒷쪽 시상하부(posterior hypothalmus)에는 복측전유두핵(ventral premamillary nucleus)이 생식 기능과 관련한 기능을 가지고 있어 구별되며, 이 부분을 제외한 다른 뒷쪽 시상하부 영역은 기능적으로 비교적 균일하다. 시상하부의 가쪽 영역(lateral hypothalamic area)은 안쪽 영역과는 달리 앞쪽부터 뒷쪽까지의 넓은 부분에 비교적 비슷한 기능을 가진 신경세포들이 위치한다. 시상하부의 신경핵과 각각의 주요 기능을 아래 표 1에 정리하였다.

시상하부의 여러 부위가 심혈관계의 신경성 조절을 담당하고 있다. 일반적으로 시상하부 가쪽 영역(lateral hypothalamic area)과 뒷쪽 시상하부(posterior hypothalamus)의 자극은 혈압을 상승시키고, 시삭전영역(preoptic area)의 자극은 혈압을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 최근 시상하부의 심혈관 기능 조절 기전을 분자 수준에서 규명하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 시상하부의 심혈관 기능 조절은 교뇌(pons)와 연수(medulla oblongata)에 위치한 심혈관기능조절중추(cardiovascular) 및 자율신경계(autonomic nervous system)를 경유하여 나타난다.

시상하부의 앞쪽 시삭전영역(preoptic area)에 위치한 내측시삭전핵(medial preoptic nucleus) 등이 체온 조절 기능을 담당하고 있다.

시상하부는 아래 두 가지 기전을 통하여 체내 수분량을 보존한다.

1) 목마름(thirst) 유발: 시상하부 가쪽 영역(lateral hypothalamic area)에는 목마름을 느끼게 하여 수분 섭취를 증가시키는 중추가 위치하고 있다. 체내 전해질의 농도가 증가하여 삼투압(osmolarity)이 상승하면 이 중추가 활성화되어 목마름을 유발하여 수분 섭취를 증가시킨다.

2) 소변 생성 억제: 시상하부의 실방핵(paraventricular nucleus)과 시신경교차상핵(supraoptic nucleus)에는 항이뇨호르몬(antidiuretic hormone, ADH)을 분비하는 신경세포가 있다. 항이뇨호르몬은 바소프레신(vasopressin)이라고도 하며 신장의 세뇨관(renal tubule)에 물통로(water channel) 발현량을 증가시켜 수분의 재흡수를 촉진시켜 소변의 생성을 억제한다.

시상하부의 실방핵(paraventricular nucleus)과 시신경교차상핵(supraoptic nucleus)에는 옥시토신(oxytocin)을 분비하는 신경세포가 있는데, 옥시토신은 출산할 때 자궁의 수축을 촉진하고 모유 수유할 때 근상피세포(myoepithelial cell)의 수축을 촉진하여 유즙의 분비를 돕는다.

시상하부 내에서 식욕을 촉진하는 부위는 가쪽 영역(lateral hypothalamic area)이다. 이곳에 위치한 신경세포에서 분비되는 오렉신(orexin)이라는 뉴로펩티드(neuropeptide)가 식욕을 촉진하는 신경회로를 활성화시킨다. 시상하부의 활꼴핵(arcuate nucleus)에는 식욕을 억제하는 POMC 신경세포와 식욕을 촉진하는 NPY/AgRP 신경세포가 함께 위치하고 있다. 이 외에 시상하부 실방핵(paraventricular nucleus)과 복내측핵(ventromedial nucleus)에 식욕을 억제하는 신경세포들이 위치하고 있다.

시상하부 실방핵(paraventricular nucleus)에 위치한 신경세포들은 축삭을 정중융기(median eminence)로 보내서, 뇌하수체 전엽의 호르몬 분비를 촉진시키는 유리호르몬(releasing hormone)들을 분비한다. 뇌하수체 전엽의 부신피질자극호르몬(adrenocorticotropic hormone, ACTH)과 갑상선자극호르몬(thyroid stimulating hormone, TSH) 등이 이와 같은 기전으로 분비가 조절된다. 한편, 뇌하수체 전엽의 성장호르몬(growth hormone, GH)과 성선호르몬(gonadotropin, LH와 FSH)은 시상하부 활꼴핵(arcuate nucleus)에 위치한 신경세포에서 정중융기로 분비되는 유리호르몬에 반응하여 분비가 촉진된다. 활꼴핵에 있는 다른 신경세포인 TIDA 신경세포(tuberoinfundibular dopaminergic neuron)는 같은 기전으로 도파민(dopamine)을 분비하여 뇌하수체 전엽의 프로락틴(prolactin) 분비를 억제한다.

자율신경계(autonomic nervous system, ANS)