체온이 상승하거나 하강할 때 뇌하수체와 시상하부의 체온 조절이 궁금해요

Question

추운 곳에 가거나 더운 곳에 있을 때 뇌의 시상하부가 체온 변화를 감지하고 조절하는 항상성 시스템이 궁금합니다. 피부 털세움근 수축, 혈관 수축 및 확장, 땀 분비, 티록신 호르몬 분비를 통한 열 발생량 조절 메커니즘이 알고 싶어요.

Answer 1

안녕하세요. 우리 몸의 체온은 외부 기온이 변하더라도 일정한 범위로 유지되는데, 이 항상성 조절의 중심에는 시상하부가 있습니다. 시상하부는 혈액의 온도와 피부 등에 존재하는 온도수용체에서 전달되는 정보를 종합하여 현재 체온이 설정된 범위에서 벗어났는지를 판단합니다. 특히 시상하부의 앞쪽 영역은 열을 방출하는 반응에, 뒤쪽 영역은 열을 보존하고 발생시키는 반응에 중요한 역할을 합니다. 반면 뇌하수체는 시상하부의 명령을 받아 갑상샘 호르몬 조절에 관여하는 내분비 기관으로, 체온 조절을 직접 담당하는 중심이라기보다는 대사량을 조절하여 장기적인 열 생산에 기여합니다.

추운 환경에 노출되면 피부의 냉각수용체와 혈액 온도의 변화가 시상하부에 전달되는데요, 체온이 낮아질 위험을 감지하면 시상하부는 먼저 피부의 혈관을 수축시킵니다. 혈관이 수축하면 피부로 흐르는 혈액량이 줄어들어 피부를 통해 외부로 빠져나가는 열이 감소합니다. 동시에 털세움근이 수축하여 털이 서는데, 사람에서는 털이 많지 않아 보온 효과가 크지는 않지만 소름이 돋는 현상으로 나타나고, 털이 풍부한 포유류에서는 털 사이에 공기층을 만들어 열 손실을 줄이는 데 더욱 효과적입니다.

체온이 더 떨어지면 시상하부는 떨림, 즉 근육의 빠른 비자발적 수축을 유발합니다. 근육의 수축에는 에너지가 소비되며 그 과정에서 상당한 양의 열이 발생하며, 또한 교감신경계의 작용을 통해 갈색지방조직의 열 발생을 촉진할 수 있습니다. 특히 신생아에서는 갈색지방을 이용한 비떨림성 열 발생이 체온 유지에 중요합니다.

장기적으로는 갑상샘 호르몬도 관여하는데요, 시상하부에서 갑상샘자극호르몬방출호르몬이 분비되면 뇌하수체 전엽이 갑상샘자극호르몬을 분비하고, 이 호르몬이 갑상샘을 자극하여 티록신과 삼요오드티로닌의 생성을 증가시킵니다. 특히 실제 조직에서 활성이 강한 삼요오드티로닌은 세포의 산소 소비와 에너지 대사를 증가시키는 방향으로 작용하여 장기적인 열 발생에 기여합니다. 다만 추위에 노출되었을 때 체온을 즉시 올리는 주된 방법은 혈관 수축과 떨림이며, 갑상샘 호르몬에 의한 대사 변화는 상대적으로 느린 조절이라고 볼 수 있습니다. 반대로 더운 환경에서는 시상하부가 체온 상승을 감지하고 열을 몸 밖으로 내보내는 방향으로 반응합니다. 피부의 혈관을 확장하면 피부로 이동하는 혈액량이 증가하여 체내의 열이 피부 표면으로 이동하기 쉬워지며, 이후에는 땀샘에서 땀이 분비되고, 땀이 피부 표면에서 증발하면서 주변의 열을 빼앗아 체온을 낮춥니다. 특히 땀이 실제로 피부를 적시는 것보다 증발하는 과정이 체온을 낮추는 데 핵심적입니다. 습도가 높으면 땀이 잘 증발하지 않아 더위를 더 심하게 느끼는 이유도 여기에 있습니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

시상하부는 혈액과 피부의 온도 정보를 받아 체온을 일정하게 유지합니다 .추우면 피부혈관 수축, 털세움, 떨림과 함께 갑상선축을 통해 티록신 분비가 늘어 열 방생이 증가하고 더우면 혈관 확장과 땀 분비로 열을 방출합니다