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운동과 호르몬
Contents
1
신경계와 내분비계
2
호르몬의 특성
3
호르몬과 내분비계
4
호르몬과 운동능력
신경계와 내분비계
신경계
신체 내 여러 기관의 기능은 신경섬유를 통해 중추신경계에
의해 통합, 외적 환경의 변화나 정서적 환경 변화에 따른
세포의 항상성이 교란되는 것에 대해 신속히 반응
체내를 순환하는 혈류에 의해 운반되는 여러 종류의
내분비계
호르몬에 의해서 조정, 내분비선은 인체의 상황을
감시하여 지령을 내리는 기관이라고 할 수 있으며, 혈액
속으로 방출되는 호르몬은 전령으로서 역할을 하고
호르몬이 혈액순환에 의해 표적기관에 도달하면
표적기관은 명령을 수행
호르몬의 특성
호르몬의 특이성
대부분 특수한 표적기관이 있고, 표적기관에는 호르몬과 특수하게
결합할 수용체가 있음.
호르몬 분비의 조절기구
호르몬이 세포의 기능에 정확하게 영향을 주기 위해서는 분비량을
조절하는 기구가 있음.
호르몬의 항상성 유지
인체의 항상성을 유지하기 위해 방출 또는 억제 등 인체에
일어나는 여러 가지 상황에 맞게 조절하는 기능
호르몬의 특성
• 생명체는 무수히 많은 외부의 환경적 자극에
접하여 살고 있으며, 특정 자극에 접하게 될 때
그 생명체에 특정반응을 통해 체내 항상성을
유지하려고 함
• 반복적인 운동자극, 즉 트레이닝에 의한 어느
정도 지속적인 기능적 변화가 초래될 때,
그것을 적응이라고 함
• 유기체가 자신을 구성하고 있는 세포
들의 내적 환경을 안정되게 유지하려
는 경향을 항상성이라고 함
• 항상성을 유지하기 위해 인체가 사용
하는 주된 방법은 부적 피드백
(negative feed-back) 반응임
• 내분비
신경계
항상성
• 호르몬
– 내분비선에서 방출되고 혈류를
통해 수송되어 표적 기관에 특정
영향을 주는 화학 전령자
내분비계
구분
– endo(내부) + krinein(분비)
– 화학물질이 분비세포에서 혈중
으로 방출되는 현상
신경계
즉각적이고 신속함
반응속도 및 특징
(예: 외부자극)
내분비계
지속적이고 완만
함
(예: 2차성징)
자극전달 매체
뉴런
혈액
전달 특징
일정한 방향 전달
표적기관에 적용
작용 범위
좁음
넓음
호르몬과 내분비계
뇌하수체
: 뇌의 기저부위에 있는
무게 0.5~0.6mg의 작은 선
호르몬과 내분비계
시상하부 호르몬
뇌하수체의 여러 호르몬 분비를 촉진하거나 억제하는 호르몬, 이들 호르몬은
방출인자(releasing factor;RF) 또는 억제인자(release inhibiting factor;IF)
라고 부름
분비 촉진 인자(RF)
분비 억제 인자(IF)
성장호르몬 방출 인자(GHRF)
성장호르몬 억제 인자(GHIF)
프로락틴 방출 인자(PRF)
프로락틴 억제 인자(PIF)
갑상선 자극호르몬 방출 인자(TRF)
부신피질 자극 호르몬 방출 인자(CRE)
난포 자극 호르몬 방출 인자(FSH-RF)
황체형성 호르몬 방출 인자(LH-RF)
황체형성 호르몬 억제 인자(LH-IF)
시상하부와 뇌하수체의 연결구조
• 뇌하수체 후엽 : 축삭 말단부 주위에 모세혈관이나 혈관동이 모여 있어
호르몬을 혈액 중으로 분비(직접 혈액으로 호르몬을 분비하여 표적기관을 조절)
ex) 항이뇨호르몬(ADH, 바소프레신), 옥시토신
• 뇌하수체 전엽 : 후엽의 신경-분비신경에서 분비된 호르몬이 뇌하수체에 있는
정맥을 통해 뇌하수체 전엽세포로 운반(다른 내분비선을 자극하기 위한
호르몬을 분비하고)
ex) GH, TSH, ACTH, FSH, LH, 프로락틴 등
뇌하수체호르몬
• 자율신경계의 중추로서의 시상하부와 각종 내분비
조절기인 뇌하수체간에는 매우 밀접한 관련이 있음
성장호르몬(GH)
• 뇌하수체 전엽에서
분비되며 정상적 성장을
위해 필수적
• 운동 중 지방조직에서
지방산의 활용을
증가시켜 혈중 포도당
수준을 유지하도록 함
• 운동 시작 20분부터 분비
증가
갑상선자극호르몬(TSH)
• 갑상선의 성장과 발달 촉진
• 티록신(T₄)과 트리요드타이로닌(T₃)의 분비 자극
부신피질자극호르몬(ACTH)
시상하부뇌하수체부신축
(HPA axis)
호르몬의
분비 기전
난포자극호르몬(FSH)
• 난소의 난포를 자극하여 난자의 성숙 유도
• 에스트로겐의 분비 증가
• 남성의 정자 발생 유지 및 정자의 형성 촉진
황체형성호르몬(LH)
• 성숙한 난자를 난소로부터 난관으로 배출
• 배란 후 황체형성 촉진
• 프로게스테론 및 안도로겐의 분비 촉진
항이뇨호르몬(ADH, 바소프레신)
• 신장의 원위세뇨관과 집합관에서 수분의 재흡수를
촉진하여 소변량을 감소시킴(항이뇨작용)
• 운동 > 다량의 수분이 땀으로 배설 > 항이뇨호르몬↑
>체내의 수분량과 세포외액의 삼투압 유지
옥시토신(oxytoxin)
• 임신시 자궁의 근육층을 강하게 수축
• 유방근을 수축시켜 유즙의 유출을 촉진
• 자궁의 평활근 수축 > 분만 촉진
엔도르핀(endorphin)
• 인체 내부(endogenous) + 모르핀(morphins)
• 베타 엔도르핀(β-endorphin)이 운동과 관련됨
• 운동, 스트레스 자극에 반응하여 분비
• 무산소성 역치 이상의 수준에서 곡선적인 증가
• 탈진시 최대치에 도달, 휴식시의 2~5배
갑상선
• 트리요드타이로닌 (T ₃)과
티록신(T ₄)은 대사율을
유지시키고 다른 호르몬들이
충분한 효과를 발휘하는데 매우
중요한 역할
갑상선
부갑상선
부갑상선
• 칼시토닌 : 정상적인 근육과 신경 기능을 위한 중요한 이온인
혈장 칼슘의 감소에 최소한의 방법으로 관여
• 부갑상선 : 파라트 호르몬 분비-뼈로부터 칼슘을 유리시켜
혈액 중에 칼슘농도를 높인다.
호르몬과 내분비계
갑상선 호르몬
갑상선에서 분비되는
티록신(thyroxine:T4), 트리요드타이로닌(triiodothyronine:T3)를 말함.
세포 내에서의 대사과정과 열 생산에 관여,
개체의 항상성 조절체계를 조절하는 역할
티록신은 모든 세포에서의 대사를 촉진,
순환계, 신경계, 소화계에 특별한 작용
호르몬과 내분비계
부갑상선 호르몬
갑상선에서 분비되는 칼시토닌과 부갑상선 호르몬은 혈중 칼슘과 인 수준을
조절하는 역할, 상호 길항작용을 함.
칼시토닌은 혈중 칼슘농도를 감소,
뼈의 침착을 증진시킴
부갑상선 호르몬은 뼈, 신장 세뇨관에서
혈중으로 칼슘 수송을 증진시켜 혈중
캄슘농도를 상승시키는 작용
과잉시 신경이나 근육의 긴장도가 낮아져
결석, 구토, 골기질의 파괴 등이 일어남
부족시 근육의 경련을 동반하는 강직증
운동을 통해 골다공증의 진행 억제 가능
췌장호르몬
• 랑게르한스 섬에서 인슐린과 글루카곤 분비
• 혈당 조절, 상호길항적으로 작용
췌장
십이지장
인슐린(insulin)
호르몬과 내분비계
췌장 호르몬
췌장 소엽안에 있는 내분비작용을 하는 특수한 세포 집단인 랑게르한스 섬에서
주로 분비되는 호르몬은 인슐린과 글루카곤이며, 모두 혈당 조절에 길항작용 함.
인슐린은 혈당이 골격근 등 여러 조직세포의
세포막을 통해 세포 내로 유입되도록 하여
혈당 수준을 낮추는 작용을 함
글루카곤은 주로 간에서 해당 작용을 촉진시켜
혈당을 상승시키는 작용을 함.
호르몬과 내분비계
부신피질 호르몬
부신은 제1요추의 높이로 양쪽 신장의 상부에 붙어 있는 작은 내분비기관,
부신피질과 부신수질로 구성.
부신피질에서는
부신피질 자극호르몬에 의해 3가지 호르몬 분비
(당류피질 호르몬, 염류피질 호르몬, 성호르몬)
부신수질에서는
아드레날린, 노아드레날린 및 도파민을 합성 분비,
(카테콜라민)
호르몬과 내분비계
부신피질 호르몬
당류피질 호르몬의 분비는
ACTH에 의해 자극되어
대뇌피질 등의 스트레스`
외적 자극(stress)이나 내부의 평정상태
교란에 반응하여 활성화, 코티졸 분비
시상하부
인체가 스트레스에 직면하면
CRF
피드백 억제
뇌하수체
시상하부-자율신경계-부신수질의 신경
경로가 활성화, 에피네프린과
노에피네프린을 분비
ACTH
부신피질
당류피질 호르몬
표적기관
부신수질
카테콜라민
표적기관
(에피네프린, 노에피네프린)
호르몬과 내분비계
당류피질 호르몬 중 코티졸(cortisol)
당류피질 호르몬의 약 95%가 코티졸,
지방조직에서 지방산의 동원을 통해 조직의 지방이용을 촉진하고,
조직세포의 포도당 이용은 억제하여 혈당량을 증가,
장시간 운동시 뇌 및 신경조직에 충분한 에너지원을 보급
염류피질 호르몬 중 알도스테론(aldosterone)
염류피질 호르몬의 약 95%가 알도스테론,
신장에 작용하여 신장에 의한 수분, Na, K의 조절에 관여, 체액량을 일정하게 유지
호르몬과 내분비계
부신수질 호르몬
부신수질에 분포된 교감신경의 흥분에 의해 부신수질에서의 카테콜라민 분비
이 중 약 80%는 아드레날린(에피네프린)이고,
나머지는 노아드레날린(노에피네프린), 도파민이 분비
교감신경 흥분에 의해 분비가 촉진되며,
아드레날린은 주로 심장기능을 촉진시키는 작용이 강하고, 간 및 근육에서의
당원분해, 혈중으로의 글루코스 방출에 의한 혈당 상승 작용이 강함.
노아드레날린은 혈관 수축작용에 의한 혈압 상승작용이 강함.
이들 호르몬은 다같이 지방조직으로부터 유리지방산을 동원하는 강한 작용을 갖고
있으며, 췌장으로부터 인슐린 분비를 억제하는 인슐린 길항작용을 갖고 있음.
호르몬과 내분비계
성 호르몬
성선은 내분비기능을 갖는 생식기관으로 남성의 경우 고환, 여성의 경우 난소가 됨,
고환에서 분비되는 주 호르몬인 테스토스테론을 포함하여 남성호르몬으로서의
작용을 나타내는 호르몬의 여러 종류를 일괄하여 안드로겐이라 함.
약 90%는 고환에서 분비, 나머지는 부신피질에서 생성,
주로 성장과 분화, 생식기 기능을 유지, 단백질 합성을 왕성하게 하고,
단백질 파괴를 감소시켜 근육의 발달과 성장을 도움.
난소에서는 에스트로겐(난포 호르몬)과 프로게스테론(황체형성호르몬)을 분비.
임신부에서는 주로 태반에서 합성, 에스트로겐은 대부분 간에서 대사되며,
여성 생식기관의 성장과 발육에 영향
호르몬과 운동능력
성장호르몬과 운동
어린 시절 성장호르몬의 분비가 많으면 거대증, 부족하면 왜소증을 유발,
성인기에 성장호르몬이 초과되는 것을 선단비대증, 성인기에 과량의 성장 호르몬은
긴 뼈 말단의 송과체 성장판이 닫혀있기 때문에 키의 성장에 영향을 줄 수 없고,
손, 발, 얼굴의 뼈가 두꺼워지는 영구적 기형의 원인.
성장 호르몬은 근육의 단백질 합성을 증가시킨다고 연구발표,
이 효과를 위해 인위적으로 호르몬을 주입하였을 때 효과보다는
여러 부작용(당뇨병, 근육병, 생명 단축 등)이 나타났으나, 통제물질로 권고
성장호르몬에 미치는 훈련의 효과에 대해서는 대체로 일회성 운동에 대한
성장호르몬의 반응이 훈련 후에 감소된다고 보고하고 있음.
호르몬과 운동능력
갑상선호르몬과 운동
최대산소섭취량의 50%이상의 강도에서 운동 강도에 따라 점증적으로 증가
운동은 갑상선 호르몬 중 혈중 티록신 농도를 증가시키는 데,
영양소의 대사에 영향을 미쳐 성장을 정상으로 진행시키고,
골수에서의 적혈구 생성을 촉진, 신체기능을 향상시킴.
티록신의 분비가 과다할 경우 심박수 및 체온이 증가,
체력을 소모시켜 오히려 신체의 기능을 떨어뜨리며 쉽게 피로감을 느낌.
호르몬과 운동능력
부신피질 호르몬과 운동
부신피질 호르몬은 대부분 코티졸을 분비하며, 각종 스트레스에 대한
신체저항능력을 유지하여 생명유지의 역할을 함
코티졸은 고강도 운동에서 현저한 증가를 보이며, 최대 운동시에는
안정시 수준의 10배까지 증가, 하지만 저강도 운동에서는 분비의 증가를
보이지 않음.
반면 알도스테론은 항이뇨 호른몬의 신경분비와 함께 체액량 조절에 중요한
역할을 하므로, 운동시 증가하게 됨, 하지만 운동 전이나 운동 중 수분을
섭취할 경우 알도스테론의 반응은 감소
호르몬과 운동능력
부신수질 호르몬과 운동
운동은 부신수질에서 아드레날린과 노아드레날린의 분비를 증가,
아드레날린은 기초대사량 및 중추신경계의 흥분을 증가시키고,
심박수 및 심장의 수축력을 증가시켜 심박출량을 증가시킴,
노아드레날린은 전신의 혈관을 수축하여 혈압을 상승시켜,
운동시 산소결핍 및 근 수축에 의한 대사산물에 반사적으로 분비
이는 순환기능을 항진하고 해당 작용을 촉진하여 운동에 대한 신체조건을
좋게 만들어 줌
운동과 인슐린 변화
운동과 글루카곤의 변화
운동과 인슐린 변화
글루카곤(glucagon)
• 랑게르한스섬의
α세포에서 분비되고,
포도당과 유리지방산
의 동원을 촉진
• 간에 저장된 포도당
분해 와 지방조직으로
부터 유리지방산의
동원 자극
호르몬과 운동능력
췌장 호르몬과 운동
운동으로 인해 혈중 인슐린 농도는 휴식시 수준의 50% 이하로 감소
운동 강도 및 시간이 증가할수록 그 감소폭은 커짐
이는 운동시 혈중 인슐린농도가 감소되는 것은 교감신경계의 흥분도가 증가되어
인슐린의 분비가 억제되기 때문
반면, 혈장 글루카곤은 운동 수행시 점차적으로 증가하여 혈중 포도당 농도를
일정하게 유지
적절한 운동 수행은 인슐린의 감소 및 혈중 글루카곤 기능의 향상이
동시에 나타나면서 신체 조직에 대한 포도당 공급을 일정하게 유지
성선호르몬
난
소
자
궁
질
운동시 증가
성선호르몬
방광
전립선
수정관
정소
운동시 약간 증가
호르몬과 운동능력
성 호르몬과 운동
테스토스테론은 근단백질 합성 및 적혈구 생성, 뼈부피의 증가,
근글리코겐 저장량 증대와 관련이 있어 이론적으로 볼 때 운동은 성호르몬의
증가를 활성화하여 이러한 여러 가지 생리적 작용이 발생했을 가능성이 있음
하지만 체내에서의 정상적인 분비가 아닌
스테로이드 호르몬 제재를 복용할 경우 윤리적 뿐만 아니라 여러 부작용의
위험성도 매우 심각
여성에게는 남성에의 2차 성징, 음핵 확대, 월경 분순 등이 일어났으며,
남성에게는 정액생산 감소, 정소기능 감소, 유방 발육, 간기능 저하 등이
일어났으며, 흥미롭게도 아나볼릭 스테로이드 복용은 에스트로겐만 증가되는
연구 결과가 있었음
호르몬
운동에 대한
반응
트레이닝에 대한 반응
기능
카테콜라민
증가
강도 높은 운동의 경우 더 많은 양
분비. 노르에피네프린>에피네프린. 혈액 글루코스 증가
트레이닝 후 감소
성장호르몬
증가
비단련자가 더 많은 증가. 단련자
는 빠르게 감소
알려져 있지 않음
ACTH-코티졸
증가
고강도운동에서 더 큰 폭의 증가.
최대하운동 후에는 증가 폭이 감소
간에서 글루코스신생합성 증
가
TSH-갑상선호르몬
증가
운동과 함께 갑상선호르몬의 대사
회전이 증가
알려져 있지 않음
LH
변화없음
없음
없음
테스토스테론
증가
없음
알려져 있지 않음
에스트라디올- 프로
게스테론
증가
월경 주기의 황체기 동안 증가
알려져 있지 않음
인슐린
감소
트레이닝 후 감소 둔화
혈액 글루코스 사용의 자극
감소
글루카곤
증가
트레이닝 후 증가 둔화
글리코겐 분해와 글루코스신
생합성을 통한 혈액 글루코스
증가
레닌-안지오탠신-알
도스테론
증가
쥐의 트레이닝 후 증가
혈장량 유지를 위한 소디움
체내 보존
ADH
증가
없음
혈장량 유지를 위한 수분 체
내 보존
PTH-칼시토닌
알려져 있지
않음
없음
뼈의 적절한 발달