[생리학] 11. 내분비선 (5) 갑상선과 부갑상선

11. 내분비선

 

11.5 갑상선과 부갑상선

갑상선(thyroid gland)은 후두 아래에 위치하며, 두 개의 엽(lobe)은 기관의 양쪽에 있고 갑상선 협부에 의해 연결됩니다. 갑상선의 무게는 약 20-25g로, 내분비선 중에서 가장 큽니다.

갑상선은 갑상선 소포(thyroid follicle)라고 불리는 수많은 구형 낭으로 구성되어 있습니다. 이 소포는 갑상선 티록신을 합성하는 소포세포(follicular cell)로 구성된 단순한 입방상피세포에 연결되어 있습니다. 소포 내부에는 고단백 갑상선 콜로이드(colloid)가 함유되어 있습니다. 갑상선은 티록신을 분비하는 소포세포뿐만 아니라 칼시토닌(calcitonin 또는 thyrocalcito-nin) 호르몬을 분비하는 부소포세포(parafollicular cell)도 가지고 있습니다.

 

 

(1) 갑상선호르몬의 생성과 작용

갑상선 소포는 혈액으로부터 활발하게 요오드를 흡수하여 콜로이드로 분비합니다. 요오드는 티로글로불린(tyroglobulin) 단백질 내의 티로신(tyrosine) 아미노산에 결합합니다. 하나의 요오드가 결합하면 모노요오드티로신(monoiodothyrosine, MIT)이 되고, 두 개가 결합하면 디요오드티로신(diiodothyrosine, DIT)이 됩니다.

디요오드티로신 두 분자가 결합하여 티록신(thyroxine 또는 tetraiodothyronine, T₄)을 형성하며, 하나의 MIT와 DIT의 결합으로 트리요오드티로닌(triiodothyronine, T₃)이 형성됩니다. 이 시점에서 T₃와 T₄는 아직 티로글로불린에 결합되어 있습니다. TSH의 자극을 받으면 소포세포는 T₃와 T₄를 티로글로불린에서 가수분해하고 자유 호르몬을 혈액으로 분비합니다.

갑상선 호르몬은 유전자 활성을 통해 단백질 합성을 자극하고, 신경계의 성숙을 촉진하며, 세포 호흡 속도를 증가시킵니다. 이 작용을 통해 티록신은 기초대사율(basal metabolic rate, BMR)을 높입니다. 칼시토닌(calcitonin)은 부갑상선 호르몬과 함께 혈중의 Ca²⁺ 농도를 조절합니다. 칼시토닌은 뼈에서 인산칼슘의 용해를 억제하고, 소변을 통해 칼슘 배설을 촉진합니다. 이 작용은 최종적으로 혈중 칼슘 농도를 낮춥니다.

 

◎ 갑상선질환

TSH는 뇌하수체 전엽으로부터 티록신 분비를 촉진시키는 것뿐만 아니라 갑상선의 성장에도 영향을 미칩니다. 이 효과는 요오드-결핍 갑상선종(iodine-deficiency goiter) 또는 비정상적인 갑상선 성장의 경우에 나타납니다. 음식을 통한 요오드 섭취가 충분하지 않으면 갑상선은 적절한 양의 T₃와 T₄를 합성할 수 없습니다. 만약 음성피드백이 정상적으로 이루어지지 않으면 비정상적으로 높은 농도의 TSH 분비가 발생하여 갑상선의 비정상적인 성장이 일어납니다.

갑상선 호르몬 분비의 부족은 갑상선기능저하(hypothyroid)라고 합니다. 이러한 사람들은 비정상적으로 낮은 기초 대사율, 체중 증가, 그리고 기면상태(lethargy)를 가지게 됩니다. 갑상선기능저하증(hypothyroidism)은 점액수종(myxedema)을 유발하며, 결합조직에 점액 단백질이 축적되고 손, 발, 얼굴, 눈 주위의 조직이 부어오릅니다. 갑상선기능저하증은 갑상선 결함, 부족한 TRH 분비, 부족한 TSH 분비, 요오드 섭취 부족 등으로 인해 발생할 수 있습니다.

또 다른 하나의 기전으로도 갑상선종(goiter)이 발생할 수 있습니다. 그레이브스병(Graves’ disease)의 경우, 자가 항체(autoantibody)가 갑상선에 TSH와 유사한 효과를 가집니다. 이 항체의 생성은 음성피드백에 의해 억제되지 않기 때문에 티록신이 과도하게 분비되더라도 갑상선에 대한 지나친 자극이 멈추지 않습니다. 그 결과로 갑상선기능항진(hyperthyroid)이 되고 갑상선종이 발생하게 되는데, 이를 갑상선 중독증(toxic goiter 또는 thyrotoxicosis)이라고 합니다. 이러한 상태는 흔히 안구 돌출(exophthalmos)과 동반됩니다. 갑상선기능항진증(hyperthyroidism)의 증상으로는 체중 감소와 함께 발생하는 높은 기초대사율, 초조함, 신경과민, 자극과민반응, 열에 대한 무감각 및 고혈압 등이 포함됩니다.

단백질 합성의 자극으로 인해 어린이들은 신체 성장과 중추신경계 발달을 위해 티록신을 필요로 합니다. 티록신에 대한 요구량은 특히 생후 3개월에서 6개월까지인 뇌가 가장 많이 발달하는 시기에 매우 높습니다. 이 기간 동안 갑상선기능저하증가 발생한다면 크레틴병(cretinism)에 걸릴 수 있습니다. 성장 호르몬 분비 부족으로 인한 난쟁이와는 달리 크레틴병 환자들은 중증의 지적 장애를 겪습니다. 태어나기 한 달 전에 티록신 치료를 받으면 거의 정상적인 지능을 회복할 수 있습니다.

 

(2) 부갑상선

작고 평평한 부갑상선(parathyroid gland)은 갑상선 측엽의 후방 표면에 파묻혀 있습니다. 일반적으로 네 개의 부갑상선이 있으며, 위쪽 한 쌍과 아래쪽 한 쌍으로 구성됩니다. 각 부갑상선은 길이가 3-8mm, 지름이 2-5mm, 두께가 1.5mm인 황갈색 소체입니다.

부갑상선호르몬(parathyroid hormone, PTH)은 부갑상선에서 분비되는 유일한 호르몬입니다. 그러나 부갑상선호르몬은 혈중 Ca²⁺ 농도를 조절하는 가장 중요한 호르몬입니다. 이 호르몬은 뼈, 신장, 장에서 작용하여 혈중 Ca²⁺ 농도를 증가시킵니다.