비만은 여러 내분비 인자들에 의해 복합적으로 관여되는 대사질환으로, 실제 임상에서 치료방법을 적용하는데 있어 그 내분비 생리를 이해함이 필수적이다. 현재 많은 호르몬과 그 수용체, 그 상호작용 등에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으나 아직도 많은 부분에서 논란의 여지가 있다
국소의 지방침착은 특히 복부 비만이 문제가 되는데 이는 인슐린 비의존형 당뇨병(NIDDM), 뇌혈관질환, 심장질환 등의 주요 위험인자로 인식되어 그 내분비적 기전의 규명에 많은 노력이 집중되고 있다. 인슐린은 분비과잉과 말초에서의 저항이 문제가 되어 지방대사에 가장 주요한 작용을 하는 것으로 밝혀져 있다. HPA (Hypothalamo- pituitary-adrenal) axis의 증가된 감수성은 최근 대부분의 호르몬 이상을 설명하는데 기준이 되고 있다. 성호르몬, 성장호르몬, 코티졸 등은 모두 HPA axis의 이상으로 설명된다. 한편, 갑상선 호르몬은 열발생을 촉진하여 비만치료에 일부 응용되고 있으며, 지방세포에서 분비되는 렙틴은 최근 지방분해와 성생리에 중요한 영향을 미치는 것으로 보고되어 관심을 끌고 있다. 세로토닌은 우울증, 폭식증, 야식증, 거식증 등의 신경정신과적인 문제들과 연계되어 있다.
Insulin
인슐린 저항을 동반한 고인슐린혈증은 다른 어떤 내분비 기전의 이상보다 중심성, 내장성 비만에 지대한 영향을 미친다. 고인슐린혈증은 섭식량을 증가시키는 작용 외에 간, 지방조직에서 지방합성을 촉진한다. 혈중 지방의 지방조직에의 침착을 촉진하거나 지방조직에서 지방분해를 억제하는 등의 강한 지방축적 작용에 의해 단순성 비만 기전의 주요한 모델이 되고 있다. 또한 인슐린은 시상하부 외측핵에 있는 공복 혹은 섭식중추를 직접 자극하여 섭식을 증가시키는 작용이 있다.
Cortisol
Cortisol은 스트레스를 받거나 만성우울증, AIDS 등 장기간 지속되는 질병에 걸리면 그 체내 농도가 증가하기 때문에 스트레스 호르몬이라고도 불린다. 코티졸은 인슐린이 같이 존재하여야만 작용을 하는데 지방세포에서 triglyceride의 주요 합성조절원인 lipoprotein lipase를 자극하여 지방분해를 억제한다.
쿠싱증후군은 비만과 가장 흔히 관련되는 내분비 질환으로 체중 증가 현상은 특징적이며 지방은 몸통, 쇄골상부, 경부의 뒤쪽에 축적된다. Buffalo hump, Moon face의 양상을 띤다고 널리 알려져 있다. 쿠싱증후군은 치료될 수 있는 비만 형태이기 때문에 감별 진단이 필요하다.
Serotonin
세로토닌은 우울증을 치료하기 위해 세로토닌 재흡수 억제제를 투여하는 과정에서 체중감소효과가 부수적으로 나타나면서 비만치료제로 부각되었다. 세로토닌(5-hydroxytryptamine, 5-HT)은 내측 시상하부 중추에 존재하는 신경전달물질로서 식욕 및 음식물 선택에 있어서 중요한 조절자로 작용하며 탄수화물 섭취와 가장 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 국소적으로 세로토닌이 증가하면 식욕이 감소하게 되고, 감소할 경우에는 반대 현상이 나타난다.
Leptin
소위 Ob gene이라고 명명된 비만유전자는 백색지방세포에서 단백질 호르몬을 분비시키는데 이것이 leptin이다. 몇 가지 실험에서 보면 leptin을 투여한 쥐들은 투여 후 체내 지방이 분해되고 체중감소는 물론 콜레스테롤의 감소, 혈당감소를 볼 수 있었으며, 이런 결과는 후천적인 과식 및 지방식에 의해 발생되는 비만한 쥐에서도 효과적이었다고 보고되고 있다. Leptin이 체중을 감소시키는 기전은 leptin이 지방조직에서 분비되면 에너지대사 상태의 센서로 작용하게 되며 중추인 시상하부에 직접적으로 작용하거나 말초에서 되먹이기 기전중의 하나로 작용하여 지방생성 억제와 지방분해 촉진작용을 나타내게 된다.
한편, 비만인 사람들은 렙틴을 많이 생산하더라도 적절하게 전달되지 않아 식욕을 제어하지 못하는 경우가 많은데 그 이유에 대해서는 최근의 연구에서 cortisol등에 의해 leptin 수용체의 신호전달 체계가 문란해져서 leptin 저항이 생긴다고 보고되고 있다.
Catecholamine
카테콜아민은 교감신경계의 흥분을 전달하는 신경전달물질(neurotransmitter)로 도파민, 에피네프린, 노에피네프린 등을 통칭한다. 에피네프린은 해당(解糖)작용을 통해 혈중에 당(糖)을 유리시키면서도 동시에 혈중 유리지방산 농도를 함께 상승시키는 작용을 한다. 또한 지방세포의 호르몬 민감성 지방분해 효소(hormone-sensitive lipase)를 자극하여 지방분해를 강력하게 유발하는데 운동, 순환성 쇽, 근심 등의 스트레스 하에서 촉진된다.
비만환자에서 주요한 지방축적의 원인으로 피하 지방세포에서의 카테콜아민에 대한 저항성으로 보는 견해도 있다.
Thyroid hormone
갑상선 호르몬은 열발생을 증가시키고 탄수화물, 단백질, 지방대사에 관여하여 체중과 관련이 있다. 콜레스테롤의 합성 및 분해를 모두 촉진하는데 합성보다는 분해의 촉진이 더 현저하다. 따라서 갑상선 기능항진 상태에서는 혈청 콜레스테롤 농도는 감소되며 갑상선 기능저하 상태에서는 증가된다. 이러한 콜레스테롤의 변화는 갑상선 호르몬의 지질 단백 분해 증가에 기인한다. 또한 갑상선 호르몬은 카테콜아민 자극에 대한 감수성을 높임으로써 지방분해를 촉진한다.
지방세포에 대한 작용은 T3(triiodothyronine)가 T4(thyroxine)보다 강력하나 갑상선 호르몬의 체중감소에 대한 효과는 아직 이견(異見)이 의견이 많으며 갑상선 호르몬제제의 투약은 체중을 감소시키고 기초대사량을 증가시키지만 생리적 용량을 훨씬 초과한 것이어서 심장질환, 근위축, 근육량의 감소 등의 부작용이 나타날 수 있다.
Growth hormone
성장호르몬은 성장조절에 중요한 역할을 하는데 비만한 사람은 신체의 크기가 증가하므로 성장호르몬이 중요한 역할을 미칠 것으로 생각되나 비만한 사람에게서는 오히려 성장호르몬의 분비가 매우 감소되어 있고 다양한 자극에 대한 성장호르몬의 방출정도가 감소 또는 소실되어 있다.
성장 호르몬은 지방을 분해시키는 능력이 있는데 성장 호르몬의 결핍이 있으면 지방이 분해되지 못하여 비만이 되며, 비만이 되면 혈당이 높아져 성장호르몬의 분비가 억제되며, 사춘기도 보통사람보다 빨리 시작하게 된다. 또한, 성장호르몬이 부족하면 지방의 국소 침착이 생기는데 이는 실험적으로도 성장호르몬의 투여로 복부지방이 현격하게 감소된 보고가 있다. 이는 성장호르몬의 수용체가 다른 어느 신체부위보다 내장지방세포에 많이 분포되어 있기 때문이다.
Female sex hormones
에스트로겐이 정확하게 체내 지방대사에 미치는 영향은 완전히 규명되지는 않았으나 지방세포의 대사 조절에 관여하는 것으로 생각된다. 이러한 가정은 몇 가지 관찰을 통해 이루어졌는데 첫째, 지방세포의 분포가 남성과 여성에서 서로 다르다는 점, 둘째, 폐경 후 비만의 양상이 남성 국소비만인 중심성 복부비만으로 옮겨가는데 있다. 폐경 후 여성에게 HRT(hormone replacement therapy)를 시행하면 이러한 남성형 복부비만이 예방되는 효과가 있는데 이는 에스트로겐의 작용과 무관하지 않다.
Female sex hormones
남성에서 안드로젠의 일종인 테스토스테론은 성장호르몬과 함께 강력한 지방분해 호르몬으로 알려져 있다. 이들은 함께 작용하여 말초 지방세포의 교감신경 베타-아드레날린 수용체의 수를 증가시키고 호르몬 민감성 지방분해 효소의 수도 증가시켜 지방분해를 촉진한다. 테스토스테론은 남성과 여성에서 다르게 작용한다. 남성에서는 테스토스테론은 지방분해를 촉진하며 내장 지방량과 반비례하는 반면 여성에게서의 남성호르몬 과분비는 중심성 비만을 일으킨다. 이는 HPA axis의 과흥분으로 인한 증가된 코티졸 분비 뿐 아니라 부신에서의 안드로젠의 과생산에 기인한다.
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