황체형성호르몬(Luteinizing hormone, 약어 LH)은 뇌하수체 전엽(adenohypophysis)의 생식샘 자극 세포(gonadotroph cell)에서 합성·분비되는 당단백 호르몬이다. 난포자극호르몬(FSH)과 함께 생식 기능을 조절하는 핵심 호르몬으로, 시상하부에서 분비되는 생식샘 자극호르몬 방출호르몬(GnRH)의 자극을 받아 맥동적으로 분비된다.
구조
황체형성호르몬은 α 서브유닛(92개 아미노산)과 β 서브유닛(121개 아미노산)으로 구성된 이량체(heterodimer)이다. α 서브유닛은 난포자극호르몬(FSH), 갑상샘자극호르몬(TSH), 융모성생식샘자극호르몬(hCG)과 공통이며, β 서브유닛이 각 호르몬의 생물학적 특이성을 결정한다. 전체 분자량은 약 28 kDa이다.
기전
황체형성호르몬은 표적 세포의 세포막에 있는 G-단백질 결합 수용체(LH/CG 수용체)에 결합하여 아데닐산 고리화효소(adenylyl cyclase)를 활성화시키고, 세포 내 cyclic-AMP(cAMP) 농도를 증가시킨다. 이는 단백질 키네이스 A(PKA)를 활성화하여 스테로이드 생성 및 배란 등 최종 생리 작용을 유도한다.
여성에서의 기능
여성의 월경 주기에서 황체형성호르몬은 다음과 같은 역할을 수행한다.
- 난포기(follicular phase): 난소의 난포막 세포(theca cell)를 자극하여 안드로스텐다이온(androstenedione)을 생성하게 하며, 이는 과립막 세포에서 에스트라디올(estradiol)로 전환된다.
- 배란기: 에스트라디올 농도가 임계치에 도달하면 에스트로겐의 음성 되먹임이 양성 되먹임으로 전환되어 LH가 급격히 증가하는 'LH 서지(LH surge)'가 발생하며, 이는 배란(ovulation)을 촉발한다.
- 황체기(luteal phase): 배란 후 난포는 황체(corpus luteum)로 전환되며, 황체형성호르몬은 황체를 자극하여 프로게스테론(progesterone)을 분비하게 한다. 임신이 이루어지지 않으면 황체는 퇴화하고 LH 수치는 감소한다.
남성에서의 기능
남성에서 황체형성호르몬은 고환의 라이디히 세포(Leydig cell)를 자극하여 테스토스테론(testosterone)을 생성·분비하게 한다. 이로 인해 남성에서는 간질세포자극호르몬(ICSH, Interstitial Cell-Stimulating Hormone)이라고도 불린다. 테스토스테론은 정자 형성(spermatogenesis), 남성 2차 성징 발현, 성기능 유지에 관여하며, 증가된 테스토스테론은 시상하부-뇌하수체 축에 음성 되먹임을 가하여 LH 분비를 억제한다.
조절
황체형성호르몬의 분비는 시상하부의 GnRH에 의해 조절된다. GnRH는 키스펩틴(kisspeptin)을 비롯한 여러 신경전달물질(도파민, 세로토닌, 노르에피네프린, 글루타메이트 등)의 조절을 받는다. 성 스테로이드 호르몬(에스트로겐, 프로게스테론, 테스토스테론)은 음성 되먹임을 통해 LH 분비를 억제한다.
임상적 의의
황체형성호르몬 수치 측정은 다음과 같은 상황에서 임상적으로 활용된다.
- 여성 불임 평가 및 배란 시기 확인: 배란 예측 키트(소변 내 LH 측정)
- 생식샘 기능 저하증(hypogonadism)의 감별: 원발성(primary) 생식샘 부전 시 LH가 증가하고, 이차성(secondary, 시상하부-뇌하수체 기원) 부전 시 LH가 감소한다.
- 성조숙증(precocious puberty) 또는 성발달 지연 평가
- 다낭성 난소 증후군(PCOS), 터너 증후군, 칼만 증후군(Kallmann syndrome) 등 관련 질환의 진단
- 보조생식술(ART)에서 LH 보충 요법의 효용성 연구
정상 수치 참고 범위
정상 수치는 검사 방법, 검사실, 키트 제조사에 따라 차이가 있으며, 일반적인 참고 범위는 다음과 같다.
- 성인 남성: 1.0~5.3 mIU/mL
- 여성 난포기: 0.8~10.4 mIU/mL
- 여성 배란기: 2.9~41.1 mIU/mL
- 여성 황체기: 0.5~7.6 mIU/mL
- 폐경기 여성: 14.4~52.8 mIU/mL
