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갑상선 호르몬 (Thyroid hormones)

갑상선 호르몬(Thyroid hormones)은 체내 에너지 대사와 체온 조절에 핵심적인 역할을 하는 내분비 호르몬입니다. 주로 T4(티록신, thyroxine)과 T3(트라이아이오도티로닌, triiodothyronine)의 형태로 존재하며, T3가 생리학적으로 더 활성형입니다. 이 호르몬들은 거의 모든 세포의 유전자 발현과 대사 경로를 조절하여, 탄수화물, 지질, 단백질 대사를 포함한 전신 생리 기능을 통합합니다.

개요

갑상선 호르몬은 체내 기초대사율을 조절하며, 열 생성, 산소 소비, 영양소 대사에 영향을 미칩니다

갑상선 호르몬(Thyroid Hormones)
✅ T3와 T4는 세포 핵 내 수용체와 결합하여 유전자 전사를 조절하고, 대사 경로를 활성화합니다.
✅ 생리적 농도에서는 성장, 열 생성, 에너지 소비를 조절하며, 과잉 또는 결핍 시 대사성 질환을 유발합니다.

합성과 활성화

T4는 갑상선에서 주로 분비되며, 말초 조직에서 효소적 전환을 통해 생리활성형인 T3로 전환됩니다.

활성화 과정(Activation of Thyroid Hormones)
🟦 T4는 상대적으로 비활성이며, 대부분 간과 신장에서 탈아이오딘화 효소(deiodinase)에 의해 T3로 전환됩니다.
🟨 T3는 T4보다 약 3~4배 더 강한 생리활성을 가지며, 핵 수용체에 결합하여 유전자 발현을 직접 조절합니다.

역할

thyroid hormone

Illustration by Servier Medical Art , Licensed under CC BY 4.0 (https://smart.servier.com/)

갑상선 호르몬은 다양한 대사 경로를 활성화하거나 억제하여 체내 항상성을 유지합니다.

기초대사율(Basal Metabolic Rate)

모든 조직의 에너지 소비량과 열 생성을 조절합니다.

기초대사율 증가
🟨 미토콘드리아 산화적 인산화를 촉진하여 ATP 생산을 증가시킵니다.
🟨 산소 소비와 열 발생이 증가하여 체온 유지에 기여합니다.

탄수화물 대사(Carbohydrate Metabolism)

에너지 공급을 위한 포도당 이용과 생산을 조절합니다.

탄수화물 대사 조절
🟦 간에서 포도당신생(gluconeogenesis)과 글리코겐 분해(glycogenolysis)를 촉진합니다.
🟦 세포 내 포도당 흡수와 해당작용(glycolysis)을 증가시킵니다.

지질 대사(Lipid Metabolism)

지방 분해와 콜레스테롤 조절에 관여합니다.

지질 대사 조절
🟥 지방산 산화를 촉진하여 에너지로 사용됩니다.
🟥 간에서 콜레스테롤을 담즙산으로 전환하여 혈중 콜레스테롤 농도를 낮춥니다.

단백질 대사(Protein Metabolism)

성장과 세포 회복에 중요한 단백질 합성과 분해를 조절합니다.

단백질 대사 조절
🟦 생리적 농도에서는 단백질 합성을 촉진하여 조직 재생과 성장에 기여합니다.
🟦 과도한 농도에서는 단백질 분해가 증가하여 근육 소실을 유발할 수 있습니다.

분비 조절 메커니즘

갑상선 호르몬은 시상하부-뇌하수체-갑상선 축(HPT axis)에 의해 Negative Feedback 방식으로 조절됩니다.

음성 피드백 조절(Negative Feedback)
🔴 시상하부는 TRH(Thyrotropin-Releasing Hormone)를 분비하여 뇌하수체 전엽을 자극합니다.
🔴 뇌하수체는 TSH(Thyroid-Stimulating Hormone)를 분비하여 갑상선에서 T4와 T3 분비를 유도합니다.
🔴 T3와 T4가 증가하면 TRH 및 TSH 분비를 억제하여 호르몬 농도를 일정하게 유지합니다.

아이오딘(Iodine)의 역할

아이오딘은 갑상선 호르몬의 구조적 필수 성분이며, 결핍 시 호르몬 합성에 장애가 발생합니다.

아이오딘과 갑상선 호르몬
🔴 T3는 3개의 아이오딘, T4는 4개의 아이오딘 원자를 포함합니다.
🔴 아이오딘 결핍은 갑상선 호르몬 합성을 저해하고, 갑상선비대증(goiter)이나 선천성 갑상선기능저하증을 유발할 수 있습니다.

임상에서

갑상선 호르몬의 이상은 전신 대사에 영향을 주며, 항진증과 저하증으로 구분됩니다.

항진증은 체중 감소, 열 과민, 심박 증가 등을, 저하증은 체중 증가, 무기력, 추위 민감성 등을 유발합니다.

대사성 질환과의 관련성
🟨 갑상선기능항진증(Hyperthyroidism)은 대사 항진으로 인해 체중 감소와 빈맥, 불면 등을 유발합니다.
🟨 갑상선기능저하증(Hypothyroidism)은 대사 저하로 인한 피로, 부종, 우울 등이 나타납니다.

갑상선 중독증과 기능항진증은 다른겁니다.

  • 갑상선 중독증 (Thyrotoxicosis)는 그냥 혈액 내 갑상선 호르몬이 과도하게 존재하는 모든 상태를 통칭하는 말입니다.
  • 반면, 갑상선 기능항진증(Hyperthyroidism)은 갑상선 자체가 너무 많은 호르몬을 생성하여, 갑상선 호르몬이 많아지는것입니다.
    • 즉, 갑상선 기능항진증이 갑상선 중독증의 원인 중 하나가 될 수 있는 것이죠.

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