부갑상선호르몬과 비타민 D, 칼시토닌의 칼슘 항상성 조절 기전

목차
1. 부갑상선호르몬(PTH): 혈중 칼슘 농도를 높이는 조절자
 2. 칼시트리올(Calcitriol, 1,25-(OH)₂-D₃): 비타민 D의 활성형
3. 칼시토닌(Calcitonin): 칼슘 과잉을 막는 브레이크

 

 

 

 

인체는 뼈 건강을 유지하고 근육·신경계 기능을 정상적으로 수행하기 위해 혈중 칼슘 농도를 일정하게 유지해야 한다. 칼슘이 부족하거나 과잉될 경우 생리적 균형이 무너져 다양한 문제를 유발할 수 있다. 이때 작용하는 것이 바로 세 가지 주요 호르몬이다. 부갑상선호르몬(PTH), 칼시트리올(비타민 D의 활성형), 그리고 칼시토닌이 서로 상호작용하며 혈중 칼슘 농도를 정밀하게 조절한다.

오늘은 각 호르몬의 합성과 분비 조절, 그리고 표적기관에서의 작용을 체계적으로 알아본다.

 

 1. 부갑상선호르몬(PTH): 혈중 칼슘 농도를 높이는 조절자

 

 1-1. 합성과 분비 조절

부갑상선은 갑상선 뒤쪽에 작은 쌀알 크기로 네 개 존재하며, 이곳의 주세포에서 펩타이드 호르몬인 PTH가 합성된다.
부갑상선 세포막에는 칼슘 수용체(CaSR)가 존재하여 혈중 칼슘 농도 변화를 감지한다.

• 혈중 칼슘↓ → PTH 분비 촉진
• 혈중 칼슘↑ → PTH 분비 억제

칼슘이 낮을수록 PTH가 더 많이 분비되며, 이는 칼슘 항상성을 회복하기 위한 생리적 반응이다.

 

 1-2. 작용 기관과 기전

PTH는 뼈, 신장, 소장(간접적)에 작용하여 혈중 칼슘 농도를 증가시킨다.

▶ 뼈는 파골세포(osteoclast)를 활성화시켜 뼈에서 칼슘과 인산염을 유리하고 혈중 칼슘과 인의 농도 증가시킨다.  이 작용을 뼈 흡수(bone resorption)라고 한다

▶ 신장은 칼슘의 재흡수 증가하고 소변으로 배출되는 칼슘 감소시켜 인산염의 재흡수 억제한다. 이후 인 배출 촉진하여 비타민 D3의 활성화 촉진히하여 칼시트리올 생성 유도한다.

▶ 소장은 간접적으로 PTH 자체는 소장에서 직접 작용하지 않지만,비타민 D3의 활성형 전환을 유도하여 소장 내 칼슘 흡수를 증가시킨다.

 

 2. 칼시트리올(Calcitriol, 1,25-(OH)₂-D₃): 비타민 D의 활성형

 

2-1. 합성 경로

칼시트리올은 비타민 D3의 최종 활성형이다.
체내에서 다음의 경로로 합성된다:

1. 피부 또는 음식 → 비타민 D3
2. 간 → 25-OH-D₃로 전환
3. 신장 → **1,25-(OH)₂-D₃(칼시트리올)**로 활성화
   • 이 단계는 PTH의 자극으로 촉진된다.

 2-2. 주요 작용

칼시트리올은 스테로이드 호르몬으로, 표적세포의 핵 수용체와 결합하여 유전자 발현을 조절한다.

▶ 소장에서 칼슘 결합 단백질(CaBP, Calbindin D-28K) 합성 촉진하고, 칼슘과 인산염의 흡수 증가한다.

▶ 신장에서 칼슘과 인산염 재흡수 증가하여 뼈 형성에 필요한 무기질 확보

▶ 뼈에서 파골세포 활성화하여 일시적 칼슘 유리한다. 이후 조골세포에 의한 석회화 촉진하여 뼈 재형성(bone remodeling)을

조절한다.

칼시트리올은 PTH의 작용을 보완하며, 동시에 뼈 형성과 석회화에도 관여한다는 점에서
단순히 혈중 칼슘 증가에만 작용하는 것이 아님을 이해해야 한다.

 

3. 칼시토닌(Calcitonin): 칼슘 과잉을 막는 브레이크

 

 3-1. 분비 조절

칼시토닌은 갑상선의 부소포세포(parafollicular cell)에서 생성되는 펩티드 호르몬이다.
칼시토닌의 분비는 혈중 칼슘 농도가 과도하게 높아졌을 때 자극된다.

• 혈중 칼슘↑↑ → 칼시토닌 분비 촉진

PTH, 칼시트리올과 달리, 칼시토닌은 급성 고칼슘 상태에 반응하며,
일반적인 생리 상태에서는 큰 영향을 미치지 않는다.

 

3-2. 작용 기전

▶ 뼈에서 파골세포 억제하고 뼈 파괴 감소, 칼슘 유리 억제하고 혈중 칼슘 감소한다.

▶ 신장 및 소장에서는 직접적 영향은 크지 않으며 뼈를 통한 조절이 주 메커니즘이다.

칼시토닌은 뼈에서 칼슘 유리를 막는 유일한 호르몬으로,
PTH와 반대 작용을 수행하며 칼슘 항상성 조절의 균형추 역할을 한다.

 

 

 

혈중 칼슘 농도는 근육 수축, 신경 전달, 혈액 응고, 뼈 건강을 유지하는 데 필수적인 요소이다.
이 칼슘 농도는 PTH, 칼시트리올, 칼시토닌이라는 세 가지 주요 호르몬의 정교한 상호작용으로 조절된다.

호르몬의 주요 작용을 표로 정리한 것이다.

PTH	혈중 Ca²⁺ ↑	뼈 흡수 ↑, 신장 재흡수 ↑, 비타민 D 활성화
칼시트리올	혈중 Ca²⁺ ↑	소장 흡수 ↑, 뼈 석회화 ↑
칼시토닌	혈중 Ca²⁺ ↓	파골세포 억제, 뼈 파괴 억제

 

정상적인 칼슘 대사는 이 세 호르몬의 균형을 통해 유지되며,
하나라도 이상이 생기면 골다공증, 신경과민, 근육경련 등 다양한 문제를 유발할 수 있다.