태아 내분비계

태아의 내분비계(시상하부-뇌하수체-표적기관)는 아주 일찍부터 발달하기 시작합니다.

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태아 시상하부

대부분의 시상하부 호르몬은 자궁 내 시기에 형성되기 시작하므로, 모든 시상하부 핵은 임신 14주까지 분화됩니다. 임신 100일째에는 뇌하수체 문맥계 형성이 완료되고, 시상하부-뇌하수체 계는 임신 19~21주까지 형태학적 발달을 완료합니다. 시상하부 신경체액 물질에는 세 가지 유형이 있습니다. 아민성 신경전달물질(도파민, 노르에피네프린, 세로토닌)과 시상하부에서 합성되어 문맥계를 통해 뇌하수체로 유입되는 펩타이드, 방출 및 억제 인자입니다.

생식선자극호르몬 방출호르몬(GnRH)은 자궁 내에서 생성되지만, 출생 후 이에 대한 반응이 증가합니다. GnRH는 태반에서도 생성됩니다. GnRH와 함께, 태아의 시상하부에서 초기 발달 단계에 유의미한 양의 갑상선자극호르몬 방출호르몬(TRH)이 발견되었습니다. 임신 1기와 2기에 시상하부에 TRH가 존재한다는 것은 이 시기에 TSH와 프로락틴 분비를 조절하는 역할을 할 가능성을 시사합니다. 같은 연구진은 10~22주령 태아에서 면역반응성 소마토스타틴(성장호르몬 방출 억제 인자)을 발견했으며, 태아가 성장함에 따라 그 농도가 증가하는 것을 확인했습니다.

부신피질자극호르몬 방출호르몬은 분만이 시작되는 데 영향을 미치는 것으로 생각되는 스트레스 호르몬이지만, 태아 호르몬인지 태반 호르몬인지는 아직 밝혀지지 않았습니다.

태아 뇌하수체

태아 뇌하수체에서 ACTH는 발생 10주차부터 검출됩니다. 제대혈의 ACTH는 태아에서 유래합니다. 태아의 ACTH 생성은 시상하부의 조절을 받으며, ACTH는 태반을 통과하지 않습니다.

태반에서 ACTH 관련 펩타이드(융모막 부신피질자극호르몬, 베타-엔돌핀, 멜라닌세포 자극호르몬)의 합성이 관찰되었습니다. ACTH 관련 펩타이드의 함량은 태아가 발달함에 따라 증가합니다. 이러한 펩타이드는 생후 특정 시기에 태아 부신에 대한 영양적 역할을 수행하는 것으로 추정됩니다.

LH와 FSH 수치의 역학에 대한 연구에 따르면, 태아에서 두 호르몬의 최고 수치는 임신 중반(20~29주)에 나타나며, 임신 말기에는 수치가 감소하는 것으로 나타났습니다. FSH와 LH의 최고 수치는 여아 태아에서 더 높습니다. 이 저자들은 남아 태아의 임신이 진행됨에 따라 고환 호르몬 생성 조절이 hCG에서 LH로 전환된다고 주장합니다.

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태아 부신

임신 중반에 이르러 태아의 부신은 태아 내부 영역이 발달하여 태아 신장 크기에 도달합니다. 태아 내부 영역은 전체 부신의 85%를 차지하며 성 호르몬 대사와 관련이 있습니다(출생 후 이 부분은 생후 약 1년경에 폐쇄됩니다). 나머지 부신 부분은 최종("성인") 영역을 구성하며 코르티솔 생성과 관련이 있습니다. 태아의 혈액과 양수 내 코르티솔 농도는 임신 마지막 몇 주 동안 증가합니다. ACTH는 코르티솔 생성을 자극합니다. 코르티솔은 매우 중요한 역할을 합니다. 글리코겐 생성 효소, 티로신 및 아스파르트산 아미노전이효소 등 태아 간의 다양한 효소계의 형성과 발달을 유도합니다. 이 효소는 소장 상피의 성숙과 알칼리성 인산분해효소의 활성을 유도합니다. 태아기 헤모글로빈에서 성인형 헤모글로빈으로의 체내 이동에 관여하며, 제2형 폐포 세포의 분화를 유도하고, 계면활성제 합성과 폐포 내로의 방출을 자극합니다. 부신 피질의 활성화는 분만 시작에 관여하는 것으로 보입니다. 따라서 연구 자료에 따르면, 코르티솔의 영향으로 스테로이드 분비가 변화하고, 코르티솔은 태반의 효소계를 활성화하여 비결합 에스트로겐 분비를 유도하는데, 이는 nr-F2a 방출과 분만의 주요 자극제입니다. 코르티솔은 부신 수질의 아드레날린과 노르아드레날린 합성에 영향을 미칩니다. 카테콜아민을 생성하는 세포는 이미 임신 7주차에 결정됩니다.

태아 생식선

태아의 생식샘은 부신과 같은 기저부에서 기원하지만, 그 역할은 상당히 다릅니다. 태아의 고환은 임신 6주차에 이미 눈에 띄게 됩니다. 고환의 간질 세포는 테스토스테론을 생성하는데, 이는 남아의 성적 특성 발달에 중요한 역할을 합니다. 테스토스테론이 최대로 생성되는 시기는 융모성 생식선자극호르몬의 최대 분비 시기와 일치하는데, 이는 임신 전반기에 태아의 스테로이드 생성 조절에 융모성 생식선자극호르몬이 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다.

태아 난소와 그 기능에 대해서는 알려진 바가 훨씬 적습니다. 태아 난소는 발생 7~8주에 형태학적으로 발견되며, 스테로이드 생성 능력을 시사하는 특징을 가진 세포들이 발견되었습니다. 태아 난소는 임신 말기에야 활발한 스테로이드 생성을 시작합니다. 태반과 모체-태아 기관에서 스테로이드가 대량 생성되기 때문에, 암컷은 성 분화를 위해 난소에서 자체적으로 스테로이드를 생성할 필요가 없는 것으로 보입니다.

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태아의 갑상선과 부갑상선

갑상선은 임신 8주차부터 활동을 시작합니다. 갑상선은 임신 10~12주차에 특징적인 형태학적 특징과 요오드티로닌 축적 및 합성 능력을 갖추게 됩니다. 이 시기에 태아의 뇌하수체에서는 갑상선자극호르몬(thyrotroph)이, 뇌하수체와 혈청에서는 중성지방(TG)이, 혈청에서는 T4가 검출됩니다. 태아 갑상선의 주요 기능은 조직 분화, 특히 신경계, 심혈관계, 근골격계 분화에 관여하는 것입니다. 임신 중반까지는 태아 갑상선 기능이 낮게 유지되다가 20주 이후에는 상당히 활성화됩니다. 이는 시상하부 문맥계와 뇌하수체 문맥계의 융합 과정과 TSH 농도 증가에 의한 것으로 추정됩니다. TSH 농도는 임신 3기 초에 최대치에 도달하며, 임신 말기까지 증가하지 않습니다. 태아 혈청 내 T4와 유리 T4의 함량은 임신 마지막 삼분기 동안 점진적으로 증가합니다. T3는 태아의 혈액에서 30주까지 검출되지 않다가 임신 말기에 이르러서 그 함량이 증가합니다. 임신 말기의 T3 증가는 코르티솔 증가와 관련이 있습니다. 출생 직후 T3 수치는 자궁 내 수치보다 5~6배 더 크게 증가합니다. TSH 수치는 출생 후 증가하여 30분 후에 최대치에 도달한 후 생후 2일째에 점차 감소합니다. T4와 유리 T4 수치 또한 생후 첫날 말기에 증가하고 생후 1주 말기에 이르러서 점차 감소합니다.

갑상선 호르몬은 뇌 내 신경 성장 인자 농도를 증가시키는 것으로 알려져 있으며, 이러한 조절 효과는 뇌 성숙 과정에서 나타납니다. 요오드가 부족하고 갑상선 호르몬 생성이 부족하면 크레틴병이 발생합니다.

부갑상선은 출생 시 칼슘 대사를 활발하게 조절합니다. 태아와 산모의 부갑상선 사이에는 상호 보완적인 기능적 관계가 있습니다.

흉선

흉선은 태아의 가장 중요한 샘 중 하나로, 배아 발달 6~7주에 나타납니다. 임신 8주에 림프구인 전흉선세포(prothymocyte)가 태아의 난황낭과 간에서 이동한 후 골수에서 흉선으로 이동합니다. 이 과정은 아직 정확히 밝혀지지 않았지만, 이러한 전구세포가 흉선 혈관의 해당 세포에 선택적으로 결합하는 특정 표면 마커를 발현할 수 있는 것으로 추정됩니다. 흉선에 도달하면 전흉선세포가 흉선 기질과 상호작용하여 T 세포 특이적 표면 분자(CD4+ CD8)의 활발한 증식, 분화 및 발현을 초래합니다. 흉선은 임신 12주에 피질과 대뇌의 두 영역으로 분화됩니다.

흉선에서는 주요 조직 적합성 복합체(MHC)에 따라 복잡한 세포 분화와 선택이 이루어지는데, 마치 이 복합체에 부합하는 세포들이 선택되는 것처럼 보입니다. 유입되고 증식하는 모든 세포 중 95%는 마지막 분열 후 3~4일 후에 세포자멸사를 겪습니다. 추가 분화를 거치는 세포 중 5%만이 생존하며, 특정 CD4 또는 CD8 마커를 가진 세포는 임신 14주에 혈류로 유입됩니다. 흉선 호르몬은 T 림프구의 분화에 관여합니다. 사이토카인과 케모카인의 역할, 이 과정을 담당하는 유전자의 발현, 그리고 특히 모든 종류의 항원을 인식하는 수용체의 발달이 밝혀지면서 흉선에서 일어나는 과정, 즉 세포의 이동과 분화에 대한 이해가 더욱 깊어졌습니다. 모든 수용체 레퍼토리의 분화 과정은 임신 20주에 성인 수준에서 완료됩니다.

CD4와 CD8 마커를 발현하는 알파-베타 T4 세포와 달리, 감마-베타 T 림프구는 CD3를 발현합니다. 임신 16주차에는 말초혈액의 10%를 차지하지만, 피부와 점막에 다량 존재합니다. 성인의 세포독성 세포와 유사한 작용을 하며, 인터페론-γ와 TNF를 분비합니다.

태아 면역능력 세포의 사이토카인 반응은 성인보다 낮으므로 림프구를 자극할 때 il-3, il-4, il-5, il-10, IFN-y는 낮거나 사실상 감지할 수 없으며, il-1, il-6, TNF, IFN-a, IFN-β, il-2 - 태아 세포의 유사분열 인자에 대한 반응은 성인과 동일합니다.