31강. 생식계(reproductive system)
추천글 : 【생물학】 생물학 목차
1. 개요 [본문]
2. 생식소 호르몬 [본문]
3. 생식계의 발생 : 배아관 [본문]
4. 남성의 생식계 [본문]
5. 여성의 생식계 [본문]
6. 생식주기(월경주기) [본문]
7. 수정 [본문]
8. 임신과 출산 [본문]
a. 임신진단키트
1. 개요 [목차]
⑴ 세포분열(cell division)
① 유사분열(mitosis) : 체세포 분열
② 감수분열(meiosis) : 생식세포 분열 (이배체 → 반수체)
○ 생식소에서 발생
○ 매 세대에서 유전물질의 양이 두 배가 되는 것을 방지
⑵ 배우자와 접합자
① 배우자(gamete) : 반수체(haploid), n
② 접합자(zygote) : 배우자 두 개가 만나 형성된 개체, 이배체(diploid), 2n
③ 수정(fertilization) : 정자와 난자의 융합
○ 정자(sperm) : 운동성 배우자
○ 난자(egg) : 비운동성 배우자
○ 암컷 : 큰 배우자인 난자를 생산하는 개체
○ 수컷 : 작은 배우자인 정자를 생산하는 개체
④ 생식소 : 배우자를 생산하는 기관. 즉, 정소와 난소
⑤ 수정 방법
○ 체내수정 : 교미를 통해 생식관 내부에서 수정. 포유류, 조류, 파충류, 상어 등
○ 체외수정 : 암컷이 물에 알을 낳으면 수컷이 정자를 뿌림. 어류, 양서류 등
⑶ 생식
① 무성생식 : 유사분열만 수행, 유전적으로 동일한 자손의 형성
○ 분열법(division) : 유사분열을 통해 동일한 2개의 세포로 분리, 말미잘 등
○ 출아(budding) : 체세포의 일부가 떨어져 나가 새로운 개체 형성, 히드라 등
○ 재생(regeneration) : 전체 재생의 경우가 생식의 한 형태, 불가사리·편형동물 등
○ 단위생식(parthenogenesis) : 미수정란의 발생, 진딧물(암·수)·벌(수) 등
② 유성생식 : 감수분열 존재, 유전적 다양성 확보 → 진화에 유리
○ 배우자 형성(gametogenesis) → 교배(mating) → 수정(fertilization)
○ 염색체 재조합을 통해 다양한 자손을 창조하여 다양한 환경에 적응할 수 있음
○ 자웅동체와 자웅이체
2. 생식소 호르몬 [목차]
⑴ 개요
① 대부분의 생식소 호르몬은 스테로이드 (예외 : LH, FSH)
⑵ GnRH
① 기능 1. 뇌하수체 전엽 호르몬, LH와 FSH 분비 촉진
⑶ 여포자극호르몬(follicle stimulating hormone, FSH) : 펩티드 호르몬
① 남성
○ 기능 1. 테스토스테론과 함께 세르톨리 세포 자극 → 정자 생산
② 여성
○ 기능 1. 여포의 과립세포를 자극하여 방향화 효소(aromatase) 분비 촉진
○ 기능 2. 초기 성숙 : 여포의 성숙
⑷ 황체형성호르몬(Luteinizing hormone, LH) : 펩티드 호르몬. 뇌하수체에서 분비됨
① 남성
○ 기능 1. 레이디히 세포를 자극하여 테스토스테론 분비 촉진
○ 기능 2. 테스토스테론은 FSH와 함께 세르톨리 세포를 자극
② 여성
○ 기능 1. 여포의 과립세포를 자극하여 테스토스테론 분비 촉진
○ 기능 2. 후기 성숙 : 배란 촉진
○ 기능 3. 기타 안드로겐 분비 촉진
○ 테스토스테론은 과립세포에서 분비되는 방향화 효소에 의해 에스트로겐으로 전환
⑸ 안드로겐(androgen) : 테스토스테론, 안드로스테론, DHA를 통칭
① 기능 : 남성 생식에 중요한 스테로이드 호르몬
○ 기능 1. 정자 생산
○ 기능 2. 남성 2차성징 발달 : 남성 생식기 발달, 체모의 굵기와 분포, 근육량 증가, 낮은 목소리
○ 기능 3. 에스트로겐에 의한 유방 생장 억제
○ 기능 4. 세르톨리 세포를 통한 정자 형성 개시 및 유지
○ 기능 5. LH에 대한 음성되먹임으로 시상하부를 통한 GnRH 방출 및 뇌하수체 전엽의 LH 분비 억제
○ 기능 6. 보조 생식기관의 분화 유도와 기능 유지
○ 기능 7. 뼈대 생장 촉진 (사춘기) 및 뼈대 생장 중단 (사춘기 말)
○ 기능 8. 성 욕구와 공격적 행동
○ 기능 9. 신장의 적혈구 생성소 분비 촉진
② 여성도 난소와 부신 피질에서는 소량 생성
③ 종류 1. 테스토스테론
○ estrone, estradiol과 메틸기, 이중결합, 케톤기 유무만 차이날 뿐 굉장히 유사함
○ 남성에서 테스토스테론은 정소에서 분비되지만 약 5%는 부신피질에서 유래
④ 종류 2. 안드로스테론
⑤ 종류 3. DHA (dehydroepiandrosterone) : 가장 대표적으로 DHT가 있음
⑥ 종류 3-1. DHT(dehydrotestosterone)
○ 테스토스테론은 말초조직에서 5α-reductase에 의해 DHT로 전환됨
○ 전립선 암 및 전립성 비대증 : 암세포가 DHT에 의해서 자극됨. DHT를 억제하기 위해 5α-reductase를 억제하여 치료
○ 부신 성기 증후군
○ 21-α-hydroxylase가 부족해서 콜레스테롤이 전부 성호르몬이 되어 DHT 기능이 강화됨
○ 코티코스테론, 코티솔, 알도스테론이 부족해지고 여성이 남성처럼 됨
○ 코티솔, 알도스테론 처방으로 부신 성기 증후군을 완화 가능
⑦ 뇌 : 아로마타아제의 작용으로 테스토스테론이 에스트로겐으로 전환
⑧ 거세 : 정소 제거. 모든 보조 생식시관 감퇴. 조선시대 내시
⑹ 에스트로겐(estrogen) : 에스트론, 에스트라디올, 에스트리올을 통칭
① 구조
Figure. 1. 에스토로겐 수용체의 기능적 도메인
○ AF : 활성인자(activation factor)
○ DBD : DNA 결합 자리(DNA-binding domain)
○ D : heat shock proteins binding domain
○ F : C 말단 도메인
② 메커니즘
○ 유전적 경로 : 에스트로겐이 ERα 또는 ERβ와 결합한 뒤 target DNA 내 ERE 또는 AP-1에 작용하여 전사 활성
○ 비유전적 경로 : 에스트로겐 + ERα / ERβ 또는 에스트로겐 + GPR30이 MAPK, cAMP를 포함하는 신호전달계를 작동
③ 기능 : 여성 생식에 중요한 스테로이드 호르몬
○ 기능 1. 2차 성징 : 외부생식기 발달, 유방 생장, 체지방 축적, 피지샘 분비, 좁은 어깨, 둔부 확장, 음모 발달, 골 성장, 골단 생장 폐쇄
○ 기능 2. 생식주기 : 자궁내막(endomet rium) 생성, 자궁내벽 발달, 난자 성숙, 여포 생장, 자궁 프로게스테론 수용체 증가
○ 기능 3. 수정 시 : 자궁경부의 투명한 얇은 점액 분비 자극 (정자 운동에 영향)
○ 기능 4. 임신 시 : 옥시토신 수용체 증가, 자궁벽 수축, 섬모 운동 증가, 젖 방출 촉진
○ 기능 5. 출산 전 : 프로락틴 분비 촉진을 통해 유방 발달, 젖 분비 억제
○ 기능 6. 출산 후 : 에스트로겐과 황체호르몬 수준이 감소하면 젖 분비 증진
○ 기능 7. 혈장 콜레스테롤, 혈관 및 혈액 응고에 영향을 미쳐서 동맥경화 억제
○ 기능 8. 에스트로겐이 결핍되면 갱년기 질환인 골다공증의 발병 위험이 높아짐
○ 기능 9. 뇌 신경에 영향을 미쳐서 학습 및 기억 향상 작용
○ 기능 10. 시상하부 및 뇌하수체 피드백
○ 기능 11. 폐경 조절
○ 기능 12. 체온을 살짝 낮춤
④ 생성 : 테스토스테론을 생성한 뒤 방향화 효소(aromatase)로 에스트로겐으로 전환
○ 남성의 뇌, 피부, 간, 지방조직에서 테스토스테론을 에스트로겐으로 전환
○ 25 ℃에서 거북이의 aromatase는 활성이 작아 수컷 거북이가 태어남
○ 32 ℃에서 거북이의 aromatase가 활성이 좋아 암컷 거북이가 태어남
⑤ 남성에게도 소량 생성
○ 남성에 에스트로겐이 많아지면 여유증 야기
○ 수생동물 수컷의 정소가 자성화되어 정소에서 알을 생산하게 할 수도 있음
⑥ 종류
○ 에스트론, 에스트라디올(estradiol), 에스트리올 등이 있음
○ 에스트라디올(estradiol) : 에스트로겐 중 가장 강력한 호르몬
○ 주로 에스트로겐은 17b 에스트라디올의 형태로 존재하지만 폐경기 이후 estrone으로 존재함
⑺ 황체 호르몬(프로게스테론, progesteron) : 스테로이드 호르몬
① 생성 장소 : 황체(corpus luteum, yellow body), 태반
○ 임신을 하면 황체 호르몬은 태반에서 만들어짐
② 시상하부 및 뇌하수체 피드백
③ 기능 1. GnRH 조절
○ 소량 : GnRH 촉진 → FSH, LH 촉진
○ 과량 : 강력하게 GnRH 억제 → FSH, LH 억제 → 새로운 여포 발달을 못하게 함
④ 기능 2. 임신 준비
○ 자궁 경부에서 진한 점액 분비 : 두꺼워진 자궁 내벽 유지
○ MPF를 활성화하여 난자 세포분열 재개
○ 자궁 내막을 배아의 착상에 적합한 분비조직으로 전환
○ 자궁관과 자궁 근층의 수축 억제
○ 질 상피세포의 증식 억제
○ 유방 생산 촉진
○ 프로락틴의 젖산 효과 억제
⑤ 기능 3. 설정점을 높여 체온을 살짝 높임
⑥ 기능 4. 혈관 ↑, 글리코겐 축적
⑦ 자궁경부의 점액 형태와 체온 변화 : 배란 지표
⑻ anti-Müllerian hormone : 당단백질
⑼ 인히빈(inhibin) : 펩티드 호르몬
① 생성 : 남성은 정소의 세르톨리 세포, 여성은 난소 내 여포의 과립세포에서 분비
○ 난소 내 유일한 펩티드
② GnRH, FSH 억제 : FSH를 선택적으로 억제하여 생식주기에서 다른 여포의 성숙을 방지
⑽ 액티빈(activin) : 펩티드 호르몬
① 뇌하수체, 정소, 난포액에 존재
② 발생 과정에도 관여 : 식물극에 위치
⑾ 인간 융모성 생식선 자극 호르몬(hCG, human chorionic gonadotropin)
① 배란된 난자가 착상하면 hCG를 분비
② hCG는 LH와 유사한 작용을 하여 에스트로겐, 프로게스테론을 과량 분비시켜 황체 유지. 난소 주기 억제
③ hCG 농도는 임신 2 ~ 3개월 동안 유지되다가 감소
④ 황체는 임신 5주 이후 퇴화하고 hCG의 기능은 태반이 담당
⑤ 임신진단키트 : hCG를 검출
3. 생식계의 발생 : 배아관(embryonic duct) [목차]
⑴ 양성잠재성 생식샘
① 생식구조는 발생 7주까지 분화를 시작하지 않음
② 발달신호가 전달되면 수질은 정소로 분화하여 남성 생식기가 됨
③ 발달신호가 없으면 피질은 난소로 분화하여 여성 생식기가 됨
④ 양성잠재성 내부생식기 : 배아 신장으로부터 유래된 볼프관(Wolffian duct), 뮬러관(뮐러관, Müllerian duct)이 있음
○ 발생 과정이 진행되면서 한 쌍의 관은 발달하고 다른 쌍의 관은 퇴화
⑤ 양성잠재성 외부생식기 : 생식결절, 오도주름, 요도고랑, 음, 음낭 등으로 구성
⑵ SRY(sex region of Y chromosome) : 남성 Y 염색체에 존재하는 성 결정 부위
① SRY는 생식샘 수질을 정소로 분화시키고 레이디히 세포와 세르톨리 세포 자극
② 레이디히 세포(Leidig cell) : SRY에 의해 테스토스테론과 그의 유도체인 DHT(dihydrotestosterone) 분비
○ 테스토스테론 : 볼프관 분화, 복부로부터 음낭 이동에 관여
○ DHT : 외부 생식기 분화 등 남성 성징 조절에 관여
③ 세르톨리 세포(Sertoli cell) : SRY에 의해 항뮬러호르몬(AMH, anti-Müllerian hormone) 분비
⑶ 남성 : 볼프관 → 정관, 부정소, 정낭으로 분화
① 레이디히 세포가 분비하는 테스토스테론이 볼프관을 적극적으로 발달시킴
② 세르톨리 세포가 분비하는 AMH가 뮬러관을 능동적으로 퇴화
③ 가성반음양(pseudohermaphroditism)
○ 남성은 테스토스테론을 DHT로 전환하는 효소인 5α-환원효소를 물려받음
○ 이 효소가 결핍되어 있는 환자는 DDT가 형성되지 않아서 출생시 생식기가 여성처럼 나타남
○ 예를 들어, 남성 외부생식기와 전립선이 태아 발생 동안 충분히 발생하지 못함
○ 사춘기가 되면 정소는 다시 테스토스테론을 분비하여 자연스럽게 치료됨
④ 잠복고환증
○ 정소가 복강에 잔존하면 온도가 높은 상태에 놓이게 되어 정자 발달 이상 및 불임을 초래할 수 있음
⑷ 여성 : 뮬러관 → 질의 상부, 수란관, 자궁, 자궁관, 나팔관, 경부, 질로 분화
① 레이디히 세포가 테스토스테론을 충분히 분비하지 않아 볼프관이 퇴화되고
② DHT가 없으면 외부 생식기는 여성의 특징을 띠게 됨
③ 세르톨리 세포가 AMH를 충분히 분비하지 않아 뮬러관이 자연적으로 발달
4. 남성의 생식계 [목차]
⑴ 생식기관
① 볼프관으로부터 부정소와 정낭이 만들어짐
② 정소(고환, testis) : 정자 생성, 호르몬 생산, 정상적으로 정자가 발달하기 위해서 비교적 낮은 온도가 요구됨
○ 태아 7월 경 복강에서 음낭으로 하강
○ 신생아의 1 ~ 3%가 하강 불량
○ 80%는 성장하면서 저절로 하강
○ 체온보다 4 ~ 5℃가 낮아야 정자 형성 : 35 ℃이상이면 평활근 이완
③ 부정소(부고환 epididymis) : 정자 저장 및 농축, 운동성 부여 (= 정자 성숙), 사정 시 연동운동으로 이동
④ 전립선(prostate) : 프로스타글란딘, 영양분, 알칼리성 물질을 포함한 묽은 액체를 분비하여 운동성 강화
○ 정액의 60%인 프로스타글란딘은 여성의 생식기 내에서 정자의 운동과 여성 생식관 운동을 촉진
○ 전립선 비대 : 빈뇨 및 잔뇨감. 전립선 특이 항원(PSA) 검사로 진단
⑤ 정낭(seminal vesicle) : 정액 성분의 대부분을 분비함
○ 포도당·과당이 포함된 점액질 분비
○ 알칼리성으로 여성의 산성분비물로부터 정자 보호
○ 과당은 정자가 사용하는 대부분의 에너지를 제공
⑥ 쿠퍼샘(cowper's gland) : 쿠퍼액(투명, 점액질, 알칼리성) 분비 → 정액 분비 전 오줌의 산성 중화 및 요도 정리
○ 추가적으로 소량의 윤활성 점액을 분비
⑦ 요도
○ 생식관(사정관)과 배설관이 요도를 공유함
○ 사정관은 정낭에서 나온 관, 전립선에서 나온 관과 합쳐진 후 요도와 연결
○ 요도구선(방울요도샘)에서 나온 관은 별도로 연결
⑧ 귀두
○ 포경수술 : 귀두포피 제거. 음경암, 성병, 자궁감염 감소. 종교의식인 할례와 관련
⑵ 정소
① 기저막 : 이물질 침입 방지, 혈액-정소장벽을 형성하여 물질이동 조절
② 세정관(seminiferous tubule)
○ 정자 생성
○ 레이디히 세포, 세르톨리 세포 포함
○ 총 연장하면 약 250 m
③ 레이디히 세포(Leydig cell)
○ 세정관들의 틈새에 위치
○ 호르몬 자극 : LH의 자극을 받아 테스토스테론과 기타 남성호르몬 분비
○ 호르몬 분비 : 테스토스테론 분비
④ 세르톨리 세포(Sertoli cell)
○ 세정관 벽에 삽입되어 정자들의 생성, 발달을 가장 많이 케어해줌
○ 호르몬 자극 : 테스토스테론과 FSH의 자극을 받아 정자 생성을 돕는 이웃분비인자를 분비
○ 호르몬 분비 : anti-Müllerian hormone, ABP(androgen binding protein), 인히빈
○ 영양분 공급
○ 혈액-정소장벽(blood-testis barrier)을 이루어 정자를 면역공격으로부터 보호
○ 정자세포 세포질 잔여체를 식세포 작용으로 분해
⑶ 정자
① 반수체 핵
② 첨체(acrosome) : 골지체 기원. 난자 침투를 위한 가수분해효소 포함. 첨체반응을 위해 골지체 다수 존재
③ 편모(중편) : 미토콘드리아 다수 존재. ATP 생성
④ 꼬리 : 편모운동. 속도 1~4 mm/min
⑤ 여성 생식계의 화학적 환경에 노출되어야 수정 능력 획득
Figure. 5. 남성의 생식계 호르몬 관계도
⑷ 정자의 생산
① 사춘기 ~ 일생까지 세정관에서 정자의 생산은 지속됨
② 소요 기간 : 65일
③ 일일 생산량 : 3천 만
④ 일생 생산량 : 1012 ~ 1013 정자
⑤ 1회 사정량 : 1~3억 정자
⑸ 1st. 원시생식세포로부터 정원세포(spermatogonium) 생성
⑹ 2nd. 출생 ~ 사춘기 : 변화 없음
⑺ 3rd. 사춘기 내분비 변화
① 3rd - 1st. GnRH 분비↑ → 뇌하수체 전엽에서 FSH와 LH 분비
② 3rd - 2nd. LH → 레이디히 세포 자극 → 테스토스테론 분비↑
○ 팁. LH = for 레이디 = 남성성 = 테스토스테론
③ 3rd - 3rd. FSH → 세르톨리 세포 자극 → GPCR → 안드로겐 결합 단백질(androgen binding protein) 분비↑
④ 3rd - 4th. 테스토스테론 + 안드로겐 결합 단백질 → 세르톨리 세포 양성되먹임 자극
○ 정모세포는 테스토스테론 수용체를 갖고 있지 않아 테스토스테론에 직접 반응할 수 없음
○ 하지만 정모세포는 안드로겐 결합 단백질에 대한 수용체를 갖고 있어 테스토스테론에 반응할 수 있음
⑤ 3rd - 5th. 세르톨리 세포 형태 변화 : 밀착연접으로 연결돼 있던 세르톨리 세포들이 벌어짐
⑻ 4th. 세르톨리 세포들 사이로 정원세포가 세정관 피질에서 수질 방향으로 이동하면서 분화 진행
① 4th - 1st. 정원세포 세포질의 축적과 DNA의 복제로 제1정모세포(2n)가 생성됨
○ 제1정모세포는 제1감수분열 전기에 해당하는 세포
○ 남성은 태어날 때부터 정원세포를 가지고 태어남 : 여성은 난원세포를 가지고 태어나지 않음
② 4th - 2nd. 제1정모세포는 제1감수분열을 통해 2개의 제2정모세포(n) 생성
○ 제2정모세포는 제2감수분열 중기에 해당하는 세포
③ 4th - 3rd. 2개의 제2정모세포는 제2감수분열을 통해 4개의 정세포(spermatid)(n) 생성
④ 4th - 4th. 감수분열이 끝날 때까지 정세포들 사이의 세포질 연결이 유지, 세르톨리 세포 관여
⑤ 4th - 5th. 정세포는 정자세포로 분화
○ 정세포의 세포소기관 대부분은 정자로 분화하면서 소실
○ 예외 : 골지체, 첨체반응 목적
⑥ 4th - 6th. 성숙한 정자는 정세관 내강으로 방출
⑼ 5th. 부정소, 수정관
① 부정소까지 정자는 무운동성으로 세르톨리 세포의 분비물에 의해서 밀려나옴
② 정자 성숙 (운동성 획득), 고농축, 사정 시점까지 정자 저장, 연동운동으로 정자 이동
③ 수정관 절제 및 결찰 : 소량 액체의 정자는 분해되어 조직에 흡수
5. 여성의 생식계 [목차]
⑴ 생식기관
① 외부 생식기 : 대음순, 소음순, 음핵
② 난소(ovary) : 난자 성숙
○ 골반강 상부 양쪽에 하나씩 있으며 아몬드 크기 정도
○ 피질 : 결합조직층
○ 수질 : 여포세포, 과립세포, 난포막
○ 여포세포 : 안드로겐(주로 안드로스테네디온) 생산
○ 과립세포 : 방향화 효소를 생산하여 생성된 안드로겐을 에스트로겐으로 전환
③ 자궁(uterus) : 두터운 벽으로 구성된 근육성 기관, 태아 정착지
④ 수란관(자궁관, 나팔관, fallopian tube) : 섬모상피가 있어 수정란을 이동시킴
○ 난소에 인접한 복강으로 열려 있음 : 유일한 자연 통로
⑤ 경부 : 산도, 정자의 출입 통제
⑥ 질 : 산도, 성교
⑦ 생식관과 배설관은 완전 분리
⑵ 여성 생식세포 발달
① 1st. 원시생식세포(primodial germ cell)로부터 난원세포(oogonia) 생성
② 2nd. 배아 상태에서 난원세포는 증식(유사분열)
③ 3rd. 제1난모세포(primary oocyte) : 난원세포는 감수분열을 시작한 뒤 제1감수분열 전기에서 정지(atresia)한 형태
○ 제1난모세포는 46 염색체
○ 제1난모세포와 과립세포를 통틀어 원시여포라고 함
○ 제1난모세포는 감수분열로, 제1정모세포는 유사분열로 생성
④ 4th. 출생 ~ 사춘기
○ 태아 : 제1난모세포가 700만 개
○ 출생 직후 : 제1난모세포가 100만 개
○ 유아기 : 제1난모세포가 40만 개
○ 사춘기 : 제1난모세포가 20 ~ 40만 개
⑤ 5th. 사춘기가 되면 GnRH의 자극으로 뇌하수체 전엽에서 FSH 분비
⑥ 6th. FSH가 1차 여포가 성숙하는 것을 촉진하며 에스트로겐의 음성피드백과 최초 성숙 여포의 인히빈 분비로 한두 개의 여포만 선발
○ 1차 여포 : 여포의 크기가 커짐. 리보솜, mRNA, 세포소기관, 에너지 등이 축적
○ FSH의 자극으로 1차 여포가 에스트로겐을 생산하기 시작
⑦ 7th. 불균등 세포질 분열 : 자극된 제1난모세포는 제1감수분열을 진행하여 제1극체와 큰 딸세포 생성
⑧ 8th. 제2난모세포(secondary oocyte) : 제1 난모세포의 큰 딸세포가 제2감수분열 중기에서 정지한 형태. 23 염색체
○ 월경주기 8 ~ 9일 정도
⑨ 9th. 제2난모세포는 여포가 파열되어 배란
○ 배란 시 제2난모세포는 500 μm 정도
○ 월경주기 14일 정도
⑩ 10th. 배란 시 프로게스테론에 의해 MPF가 활성화
⑪ 11th. 정자가 수란관에서 제2난모세포와 수정 후 난자의 제2감수분열 재개
⑫ 12th. 불균등 세포질 분열을 통해 제2극체와 난세포 생성
○ 제1극체도 제2감수분열을 재개하여 2개의 제2극체 생성
○ 단, 제1극체는 분열하지 않을 수도 있음
○ 극체는 결국 퇴화됨
⑶ 여포의 발달
① 여포(follicle) : 내분비선 조직에 있는 주머니 모양의 세포 집합체, 난포세포와 과립세포로 구성
6. 생식주기(월경주기) (menstrual cycle) [목차]
Figure. 7. 여성의 생식계 호르몬 관계도
⑴ 개요
① 생식주기는 28일을 주기로 하며 14일경 배란, 28일경 월경이 일어남
② 배란 전을 난포기, 배란 후를 황체기라고 함
③ 생식주기는 여성의 생식세포 발달 5th ~ 10th와 동시진행
⑵ 1st. 여포의 성숙
① 1st - 1st. 강력하게 GnRH를 억제하는 황체가 소멸된 직후 약하게 FSH, LH의 분비 증가
② 1st - 2nd. 음성피드백 : 소량의 에스트로겐은 GnRH를 억제하여 FSH, LH 억제
○ 에스트로겐은 서서히 증가
③ 1st - 3rd. 초기 성숙 (2차 여포) : 수많은 여포 중 정말 한두 개는 한 발 먼저 초기 성숙이 이루어짐
○ 2차 여포는 제2난모세포를 갖고 있으며, 에스트로겐과 약간의 황체호르몬 분비
○ 초기 성숙의 경우 인히빈의 억제작용이 없어서 비교적 쉬움
○ 포막세포, 투명대, 난포동 등이 나타남
○ 포막세포 : 여포세포를 둘러쌈
○ 투명대 : 생식세포를 둘러쌈
④ 1st - 4th. 후기 성숙 : 여포가 초기에 성숙되면서 여포과립막 세포 증식 → 증식된 과립막 세포에 LH 수용체 발현
⑤ 1st - 5th. 여포 경쟁 : 여포 성숙 과정을 거치면 난소 내부의 여러 여포들이 성숙하는데, 최종적으로 한두 개의 3차 여포만 성숙하여 배란
○ 1st - 5th - 1st. 한 발 먼저 성숙한 여포가 분비하는 인히빈이 초기 성숙에 관여하는 FSH를 억제
○ 1st - 5th - 2nd. 낮은 에스트로겐 농도가 FSH, LH를 억제하면서 다른 여포의 성숙을 방지
○ 어중간하게 성숙된 여포는 도태시킴
○ 3차 여포 (그라프 여포) : 난포동이 큼. 에스트로겐 분비
⑶ 2nd. 자궁 내막 발달
① 2nd - 1st. 최초 성숙 여포가 낮은 에스트로겐 농도에도 불구하고 꾸역꾸역 방향화 효소와 테스토스테론 분비
○ 2nd - 1st - 1st. FSH : 여포의 과립세포를 자극하여 방향화 효소 분비 촉진
○ 2nd - 1st - 2nd. LH : 여포의 과립세포를 자극하여 테스토스테론 분비 촉진
○ 2nd - 1st - 3rd. 테스토스테론은 방향화 효소에 의해 에스트라디올(에스트로겐)로 전환
② 2nd - 2nd. 말을 잘 듣지 않는(?) 최초 성숙 여포로 인해 에스트로겐 농도가 서서히 증가
○ 낮은 농도에서 에스트로겐은 억제가 심해지므로 시간이 소요 : 생식주기만큼 시간을 벎
③ 2nd - 3rd. 에스트로겐 : 자궁 내막을 두껍게 만듦
⑷ 3rd. 에스트로겐 서지(estrogen surge)
① 3rd - 1st. 에스트로겐의 양이 임계값을 넘으면 GnRH를 촉진하여, FSH, LH의 분비 촉진
② 3rd - 2nd. 양성피드백 : 에스트로겐에 의해 증가한 FSH, LH가 에스트로겐의 농도를 더 높임
③ 3rd - 3rd. FSH, LH의 양이 폭발적으로 증가, FSH는 인히빈으로 인해 증가폭이 작음
○ 인히빈은 FSH를 선택적으로 억제하여 FSH의 분비량이 LH만큼 급증할 수 없도록 함
○ 만약 FSH 분비량이 LH만큼 증가한다면 초기 성숙을 담당하는 FSH에 의해 새로운 여포가 성숙 시작
⑸ 4th. 배란 : 월경 후 14일째
① 4th - 1st. 후기 성숙(배란 포함)을 담당하는 LH가 폭발적으로 증가하면서 프로스타글란딘 등을 분비하여 여포 파열 촉진
② 4th - 2nd. 여포가 파열되면서 난포동이 난포 세포를 방출함
③ 4th - 3rd. 난자가 빠져나간 여포는 황체가 되어 황체호르몬 분비
○ 프로스타글란딘은 여포가 황체로 되는 것을 촉진
○ 배란할 때 나타나는 급작스런 호르몬 변화로 배란통, 배란혈이 나타날 수 있음
④ 평생에 걸쳐 400 ~ 500회의 배란이 이루어짐
⑹ 5th. 황체 발달
① 5th - 1st. 배란 이후 에스트로겐을 분비해 줄 여포가 없으므로 에스트로겐 감소
② 5th - 2nd. 황체가 발달하면서 테스토스테론, 프로게스테론 분비 증가
③ 5th - 3rd. 음성피드백 : 과량 프로게스테론 → GnRH 억제 → FSH, LH 억제
○ 초기 성숙을 담당하는 FSH를 억제하므로 새로운 여포의 성숙 억제 → 배란 억제
○ 소량 프로게스테론 → GnRH 촉진 → FSH, LH 촉진
④ 5th - 4th. 테스토스테론, 프로게스테론은 자궁 내막을 발달시킴
○ 에스트로겐 : 자궁 내막을 계속 두껍게 만듦
○ 프로게스테론 : 자궁 내막 두께를 두껍게 유지
⑺ 6th - 1st. 배란된 난모세포가 수정되지 않을 경우
① 6th - 1st - 1st. 황체가 콜레스테롤과 지방을 늘려서 황체가 퇴화 → 백체 (결합조직) (수명 : 2주)
② 6th - 1st - 2nd. 월경 : LH, 프로게스테론의 분비가 중단돼 두껍게 유지되던 자궁 내막 붕괴
○ 월경을 더이상 하지 않는 폐경 시 남아 있는 1차 난모 세포는 없음
③ 6th - 1st - 3rd. ⑵ 과정으로 복귀
⑻ 6th - 2nd. 배란된 난모세포가 수정 시
① 6th - 2nd - 1st. 수정란이 자궁에 착상
② 6th - 2nd - 2nd. 프로게스테론은 MPF를 활성화하여 난자 세포분열 재개
③ 6th - 2nd - 3rd. 착상이 신호가 되어 인간 융모성 성선 자극 호르몬(hcG) 분비
④ 6th - 2nd - 4th. hcG는 수명이 2주밖에 안 되는 황체의 쇠퇴 방지
⑤ 6th - 2nd - 5th. 황체의 기능이 유지되어 월경 ×, 새로운 여포 성숙 방지
7. 수정(fertilization) [목차]
⑴ 성게의 수정 과정 : 수정의 모델동물로 성게가 많이 사용됨
① 1st. 유인 : 종특이성 없음
○ 1st - 1st. 난자가 주변에 리섹트 분자 방출
○ 1st - 2nd. 리섹트 분자는 정자와 반응하여 정자의 운동성 강화
○ 1st - 3rd. 무작위로 운동하는 정자가 난자 방향으로 운동시 더 빨라지므로 난자로 이동
② 2nd. 접촉
○ 2nd - 1st. 정자세포가 난자의 젤리층에 접촉
○ 2nd - 2nd. 정자의 첨체로부터 소낭의 세포외방출이 일어남
○ 성게의 난자 구조 : 젤리층(수용체 無) - 난황막(수용체 有) - 원형질막(수용체 有)
○ 포유류의 난자 구조 : 난구 세포층 - 투명대 - 난황막 - 원형질막
③ 3rd. 첨체반응
○ 3rd - 1st. 정자 첨체로부터 방출된 가수분해효소가 젤리층에 구멍 생성 (다수의 골지체 관여)
○ 3rd - 2nd. 활면소포체에서 다량의 Ca2+이 방출하여 성장하는 액틴 섬유가 첨체돌기 생성
○ 3rd - 3rd. 정자의 머리에서 튀어나온 첨체돌기의 빈딘 단백질과 난황막의 빈딘 수용체와 결합
○ 빈딘(binding) : 종특이성을 가짐
④ 4th. 난황막에 구멍 생성 → 정자와 난자의 세포막 융합 → 정자의 핵이 난자의 세포질로 삽입
⑤ 5th. 다수정 급속 방지(fast block to polyspermy) : 성게만 해당
○ 5th - 1st. 정자와 함께 Na+과 Ca2+이 수정란 내 유입
○ 5th - 2nd. 막이 탈분극
○ 5th - 3rd. 음이온이 탈분극된 막을 둘러쌈
○ 5th - 4th. 음이온으로 둘러싸인 막으로 음하전의 정자의 2차 수정 제한
⑥ 6th. 다수정 완만 방지(피층반응) : 정자와 난자가 결합한 뒤 약 1분 뒤에 일어남
○ 6th - 1st. 난황막과 원형질막 분리 : 2차 정자와 수정란의 원형질막 원천봉쇄
○ 6th - 1st - 1st. 수정란의 활면소포체에서 Ca2+ 방출
○ 신경전달물질처럼 소낭의 배출에는 항상 Ca2+가 관여
○ 6th - 1st - 2nd. Ca2+ 파동 : 방출된 Ca2+이 소낭이 있는 곳으로 적극적으로 이동 (비확산)
○ 인위적으로 2개의 정자가 한 난자와 결합시 Ca2+ 파동은 각각 발생
○ A23187 : 인지질 이중층을 가로질러 Ca2+을 이동시키는 화합물
○ A23187을 처리하면 수정 없이 수정막이 형성되고, Ca2+과 결합하는 킬레이트제(BAPTA)는 수정막 형성을 억제함
○ 6th - 1st - 3rd. 수정란의 올리고다당류 소낭, 즉 피층과립을 원형질막과 난황막 틈으로 방출
○ 6th - 1st - 4th. 피층과립은 삼투압이 높아 물이 유입
○ 6th - 1st - 5th. 난황막과 세포막 사이에 위란강 형성
○ 6th - 2nd. 원형질막 수용체 제거 : 피층과립 속 물질이 정자가 결합하는 막수용체 절단
○ 6th - 3rd. 수정막 형성 : 피층과립 속 효소가 난황막을 경화하여 수정막 형성
⑦ 7th. 난할
⑵ 포유류의 수정
① 개요
○ 포유류에서 난자와 정자의 수정은 수란관에서 일어남
○ 약 3억 개의 정자 중 단 200여 개만이 수란관에 있는 난자에 도달
○ 많은 정자들이 질 상부의 산성 조건에서 생존하지 못함
○ 정자가 질 상부에서 수란관까지 이동하는 데 약 30분 소요
② 1st. 정자가 여포 세포를 침투
③ 2nd. 정자 머리가 투명대의 종 특이단백질(ZP3)에 결합
④ 3rd. 첨체의 효소가 방출되어 투명대가 분해되고 터널이 형성됨
⑤ 4th. 난자와 정자의 막이 융합
⑥ 5th. 정자의 핵이 난자 세포로 들어감
⑦ 6th. 제2 감수분열이 끝난 난자 핵이 정자 핵과 융합
⑧ 7th. 접합자가 난할 시작
8. 임신과 출산 [목차]
① 포유류의 수정
② 난할
○ 포유류의 난할은 동물계에서 가장 느림
○ 난할 중인 배아는 수란관의 섬모에 의해 자궁으로 이동
○ 수정란은 약 일주일 후 포배기(배반포, blastocyst)라는 배 상태에 이름
③ 배아 유전자의 발현
○ 성게의 경우, 포배 중기에 배아 유전자의 발현이 일어남
○ 포유류의 경우 2세포기나 4세포기에 배아 유전자의 발현이 일어남
④ 착상
○ 수정 후 약 1주일 정도 지나면 착상
○ 포배기 후 며칠 뒤 자궁내막에 착상
○ 배아가 프로게스테론의 작용으로 자궁에 착상
Figure. 9. 사람에서 난자의 형성 과정과 수정란의 초기 발생 과정
A : 2세포기 배아, B : 제1난모세포, C : 제2난모세포
⑵ 임신(pregnancy)
① 정의
○ 하나 이상의 배아가 자궁에 있는 상태
○ 수정일 ~ 수정 후 266일 또는 마지막 월경일 ~ 280일
○ 임신 징후 : 무 월경 + 구토 증세
○ 임신 검사 : 소변 내 hCG 유무, 초음파 검사
② 1/3분기 (~ 12주) : 임산부와 배아 모두에게 가장 급격한 변화가 일어나는 시기
○ 자궁 확장으로 방광 압박, 빈뇨 증세
○ 배반포 성장 : 자궁내막에 착상한 배반포가 성장하여 배아의 신체구조 분화 시작
○ 발생 초기 2-4주 : 배아는 자궁 내막에서 직접 영양분을 얻음. 영양세포층(trophoblast)은 확장되어 태반 형성에 기여
○ 4주 후 심장 박동, 8주 후 사지형성 시작
○ 기관형성(organogenesis)
○ 수정 후 8주가 되면 신체 각 기관이 형성됨
○ 1/3분기 말에 대부분의 기관 형성 시작
○ hCG 분비로 황체 유지 : 임신 4개월까지
③ 2/3분기 (13주 ~ 26주)
○ 태아 600g까지
○ 하복부 불러옴, 유방 확장, 초유 분비
○ 16주 태아의 움직임 감지 : 2/3분기 말기가 되면 손가락 빨기
○ hCG 분비량이 감소하여 황체 퇴화
○ 태반에서 프로게스테론이 분비되어 임신 유지
○ 고농도 프로게스테론 : 자궁경부의 보호마개 형성. 모체 부위 태반 성장. 자궁 확장. 난소주기 억제
④ 3/3분기 (27주 ~ 40주)
○ 태아 크기 증가 : 태아의 움직임이 감소
○ 자궁확장 : 복부기관 압축, 모체의 숨가쁨, 소화불량, 변비, 빈뇨, 근육경직, 다리 관절 부종, 태아의 모체 장기 압박
○ 태아 생리작용 : 소화 시작, 글리코겐 저장, 오줌 생성, 주기적인 수면과 활동
○ 에스트로겐 : 프로락틴의 분비 자극, 출산 전이므로 유즙 분비 억제
○ 프로락틴 : 가슴 생장 촉진, 유선의 유즙생성기구 강화
○ 프로스타글란딘 : 태반에서 분비, 자궁벽 수축
○ 옥시토신 : 자궁 평활근 수축을 양성피드백으로 유도하여 분만 촉진
⑤ 태반에서의 물질 교환
○ 태반에서 모체와 태아의 혈액이 직접 섞이지 않음 : 항원항체반응 및 혈액형 응집반응 방지
○ 탯줄 동맥 : 이산화탄소, 노폐물 많음
○ 모체 → 태아 : 산소, 영양소 전달
○ 태아 → 모체 : 이산화탄소, 노폐물 전달
○ 탯줄 정맥 : 산소, 영양소 많음
○ 양수 : 태아의 건조 방지, 외부 충격 완화
○ 역류 물질 교환을 통해 물질 교환 효율을 높임
⑥ 입덧
○ hCG 원인설 : 입덧이 임신 6~7주 정도에 hCG의 수치가 증가하는 시기와 일치한다는 것을 근거로 함
○ 새로운 견해 : 육식으로 단백질 과다, 분해 산물의 독성으로부터 임산부 및 태아를 보호하기 위한 것. 채식주의자는 입덧 없음
⑶ 출산 : 배란으로부터 280일 후 또는 수정으로부터 266일 후 태아가 모체로부터 나오는 현상
① 분만 시 자궁 수축 촉진 : 에스트로겐, 옥시토신 (양성되먹임)
○ 1단계 : 경부 팽창 (1 mm → 10 cm)
○ 2단계 : 아기 분만
○ 3단계 : 태반 분만
② 출산 후 태반이 제거되면서 에스트로겐과 프로게스테론을 더이상 분비하지 않음
③ 에스트로겐의 분비량이 줄어들어 젖분비 시작
④ 양성되먹임 : 출산 후 아기가 포유를 하게 되면 뇌하수체 전엽에서 프로락틴 분비 촉진
⑤ 젖먹임의 빈도가 감소할 때 배란이 다시 시작
○ 출산 후 2개월 동안은 에스트로겐과 프로게스테론이 적어 배란이나 월경이 일어나지 않음
⑷ 쌍둥이
① 이란성 쌍둥이(dizygotic twin) : 2개의 정자와 2개의 난자가 동일한 자궁 내에서 수정
○ 한 생식주기 중에 두 여포가 독립적으로 배아가 되어 착상한 경우
② 일란성 쌍둥이(monozygotic twin)
○ 착상 이전(수정 후 5일 전)에 분리 : 2개의 융모막과 2개의 양막
○ 수정 후 5 ~ 10일에 분리 : 동일한 융모막 안에서 2개의 양막으로 나뉘어 성장
○ 수정 후 10 ~ 14일에 분리 : 1개의 융모막과 1개의 양막, 4~6 %로 드묾
○ 배아를 발생의 첫 한 달 중에 떼어 놓으면 일란성 쌍둥이가 될 수 있음
Figure. 10. 일란성 쌍둥이가 생성되는 3가지 방식
우측 방식으로만 샴쌍둥이가 생길 수 있음
⑸ 피임
① 성교 중단
② 리듬 조절법 (자연주기법)
○ 리듬 조절법 : 로마 카톨릭교에서 유일하게 인정한 피임법
○ 월경 14 ± 1일 배란
○ 난자의 수명 2일, 정자의 수명 5일
○ 가임기간 : 배란 전 5일 ~ 배란 후 2일
③ 체온법 : 체온 측정으로 배란일 예측
④ 경부 점액법 : 자궁경부 점액의 탁도와 점도로 배란일 예측
⑤ 피임약
○ 경구피임약의 형태로 프로게스테론과 에스트로겐이 2:1의 비율로 혼합된 제재를 많이 사용
○ 효과 1. 시상하부를 억제하여 GnRH의 분비를 억제시킴으로써 배란을 억제함 (효율 95%)
○ 효과 2. 점액이 진해서 정자의 운동을 방해 (효율 95%)
○ 효과 3. 난자의 착상을 방지 (비상 피임약) (효율 80%)
○ 복합 피임약, 미니 피임약, 비상 피임약 (응급 피임약) 등이 있음
○ 부작용 : 월경주기 교란, 태아 혈액 응고, 유방암, 자궁 및 난소암, 난소 낭종, 메스꺼움, 구토, 복부 통증, 피로, 두통
⑥ 질 고리 : 질에 삽입하면 배란을 방지하고 경부 점액이 짙어지게 황체호르몬과 에스트로겐을 공급 (효율 99%)
⑦ 경부 캡, 격막 (페서리), 스폰지, 여성 콘돔, 남성 콘돔
⑧ 살정자제 : 성교 1간 전에 질에 삽입하면 정자를 죽임
⑨ 자궁 내 피임기구 : 플라스틱 기구를 자궁에 삽입. 골반 염증질환 증가 위험
⑩ 여성 불임법 (난관수술) : 심하게 꼬인 관으로 난관을 영구적으로 봉쇄 (효율 99.5%)
⑪ 남성 불임법 (정관수술) : 정관을 결찰하여 정액으로 정자가 사정되는 것을 방지 (효율 99.9%)
⑹ 불임
① 정의 : 1년 이상 성생활에도 임신이 되지 않는 것
② 원인 1. 남성 불임 (90%)
○ 정자 수 부족, 정자 운동성 부족, 정자 모양 부적합 (머리 비대 또는 왜소, 머리 2개, 꼬리 2개 등)
○ 정상인의 경우 2억 ~ 3억 마리의 정자 중 25% 정도가 기형
○ 기형 정자들은 수란관까지 이동 경쟁에서 탈락
○ 아트라진 : 농약 성분. 정자 생존력 감소
○ 트리클로로에틸렌 : 그리스 제거용, 세척용 용매. 비정상 정자 생산
③ 원인 2. 여성 불임
○ 자궁내막증 : 자궁 내면 조직들이 난소와 수란관에서 자라 호르몬에 따라 반응하는 질환
○ 원인 1. 월경혈 역류 (주원인)
○ 원인 2. 가족력이 있을 수 있음
○ 원인 3. 여성 호르몬 과다
○ 원인 4. 월경 주기가 27일 이하로 짧거나 월경기간이 7일 이상 긺
○ 원인 5. 빠른 초경
○ 원인 6. 출산 횟수가 적은 여성
○ 난소 조직에서 흉터를 만들어 배란 교란
○ 가임기 여성의 3 ~ 10 %, 불임여성의 25 %
○ 여성 감염 및 성병으로 생긴 흉터가 관 구조를 막아서 불임을 야기할 수 있음
○ DEHP : 내분비 교란 및 발암 물질
⑺ 성병
입력 : 2019.01.26 20:13
수정 : 2022.06.06 22:30
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