스테로이드호르몬이 표적세포에 작용하는 방식으로 옳은 것은?

스테로이드호르몬은 지질에 잘 녹아 세포막을 그대로 통과한 뒤 세포질이나 핵 안의 수용체와 결합해 유전자 발현을 조절하므로 작용이 느리게 나타나고 오래 지속된다. 펩티드호르몬은 막표면 수용체에 결합해 이차전령을 통해 빠르게 작용한다.

스테로이드호르몬의 작용 방식: 세포 안 수용체

이 문제는 호르몬이 표적세포에 신호를 전달하는 두 가지 큰 경로, 곧 세포막 표면 수용체를 이용하는 방식과 세포 안 수용체를 이용하는 방식을 구분할 수 있는지 묻습니다. 물리치료 임상에서는 코르티코스테로이드 주사나 장기 복용 약물이 근육·뼈·피부에 미치는 영향을 설명해야 하는 일이 많고, 이때 호르몬이 어떻게 작용하는지 아는 것이 출발점입니다.

정답은 보기 1번입니다. 스테로이드호르몬은 콜레스테롤에서 만들어지는 지용성 호르몬이라 인지질 이중층을 단순확산으로 통과할 수 있습니다. 세포 안으로 들어온 호르몬은 세포질 또는 핵에 있는 수용체와 결합하고, 이 호르몬-수용체 복합체가 DNA의 호르몬반응요소에 붙어 특정 유전자의 전사를 늘리거나 줄입니다. 글루코코르티코이드 수용체는 코르티코스테로이드 같은 리간드가 결합하면 핵 이동과 DNA 결합을 거쳐 유전자 발현을 조절합니다.^[1]그 결과 새 단백질이 합성되어야 효과가 나타나므로 작용은 수십 분에서 수 시간 걸려 느리게 시작되지만 한번 나타나면 오래 지속됩니다. 덱사메타손을 처리한 COS-1 세포 실험에서 글루코코르티코이드 수용체 사이의 상호작용은 세포질에서는 줄고 핵에서는 늘었습니다.^[2]다만 이는 배양세포 결과이므로 기전을 이해하는 예시로만 받아들이시면 됩니다.

보기별 해설

2번: 세포막 표면의 수용체와 결합한다 — 펩티드호르몬과 카테콜아민처럼 물에 녹는 호르몬의 방식입니다. 이들은 막을 통과하지 못해 표면 수용체에 붙고, 세포 안에서는 다른 신호물질이 이어받습니다.

3번: 이차전령을 통해 신호를 전달한다 — cAMP, IP3, 칼슘 같은 이차전령은 막수용체에 붙은 호르몬이 쓰는 경로입니다. 스테로이드호르몬은 이 단계를 거치지 않고 직접 유전자에 작용합니다.

4번: 신경섬유를 따라 표적까지 직접 전달된다 — 신경전달물질의 시냅스 전달을 설명하는 문장입니다. 호르몬은 내분비샘에서 혈액으로 분비되어 온몸을 돌다가 수용체가 있는 세포에 작용합니다.

5번: 혈장단백질과 결합한 상태로 작용한다 — 스테로이드호르몬은 혈액 속에서 운반단백질에 붙어 이동하지만, 표적세포에서 작용하는 것은 단백질과 떨어진 유리형 호르몬입니다. 운반되는 상태와 작용하는 상태를 섞어 놓은 오답입니다.

시험 포인트

수용체 위치로 정리하면 쉽습니다. 지용성 호르몬(스테로이드, 갑상샘호르몬)은 세포 안 수용체, 수용성 호르몬(펩티드, 아민)은 막수용체와 이차전령을 씁니다. 부신겉질의 코르티솔·알도스테론과 성호르몬이 스테로이드호르몬이라는 점도 함께 기억하십시오. 스테로이드를 오래 쓰는 환자에서 근위축과 골다공증이 문제 되는 것도 유전자 발현이 바뀌어 단백질 분해와 뼈 흡수가 늘기 때문이며, 운동 처방과 낙상 예방을 계획할 때 이 점을 고려해야 합니다. 시험에서는 느리고 오래 지속된다는 시간적 특징과 세포 안 수용체라는 위치를 짝으로 외워 두면 대부분의 변형 문제에 대응할 수 있습니다.

정리하면 스테로이드호르몬은 막을 통과해 세포 안 수용체와 결합하고 유전자 발현을 조절하므로 작용이 느리고 오래 갑니다.