신경전달물질과 작용해 인체 동하작용·항상성 역할 수행
이상 발생시 치료목표는 말초조직서 호르몬농도 일정 유지

갑상선에서 분비되는 갑상선호르몬은 주로 T4(T4:T3=4:1)로 분비가 됩니다. T4보다는 T3가 갑상선호르몬수용체에 강한 활성을 나타납니다.

T4는 말초조직에서 Iodothyronie-deiodinase(Selenocysteine-dependent Membrane Proteins)에 의해서 T3로 전환이 됩니다.

갑상선호르몬수용체(Thyroid Hormone Receptor, TR)는 인체에 여러 가지 형태를 가지고 있는데, 주로 TR-α1, TR-β1, TR-β2가 존재합니다.

∙TR-α1은 가장 많이 퍼져 있으며 심장 및 골격근에 특히 많이 존재합니다.

∙TR-β1은 주로 뇌, 간, 신장에 존재합니다.

∙TR-β2는 시상하부와 뇌하수체에 특징적으로 존재합니다.

TR은 유전자 전사를 통해서 대사 및 심장박동을 조절하고 기관의 성장에 중요한 역할을 수행합니다.

1) 갑상선호르몬수용체(Thyroid Hormone Receptor, TR)
TR은 갑상선호르몬이 결합을 하여서 활성을 나타내는 TypeⅡ Nuclear Teceptor(TypeⅠNuclear Receptor는 Steroid Hormone Receptor)입니다.

▲ <그림 1> TypeⅡ Nuclear Receptor LBD : Ligand-binding Domain, DBD : DNA Binding Domain, HRE : Hormone Response Elements RXR : Retinoid X Receptor, TR : Thyroid Hormone Receptor

TR과 RXR은 단백질의 사차구조(Quaternary Structure)를 가지고 있으며 이 두 개의 거대분자가 서로 비공유결합(수소결합, 이온결합, 소수성 상호작용)을 통해서 Hetero-dimer를 형성합니다.

갑상선호르몬이 없는 상태에서는 Ccorepressor가 TR에 결합을 하여서 유전자 전사를 억제합니다. TR과 RXR에 갑상선호르몬(T3)과 Retinoic Acid가 결합을 하게 되면 Corepressor대신에 Coacitvator와 RNA Polymerase가 결합을 하면서 유전자 전사가 시작됩니다.

유전자 전사를 통해 Na+/K+ ATPase합성, 미토콘드리아의 성장 및 분화, 미토콘드리아 분화에 따라 ATP생성에 필요한 효소(Respiratory Enzyme)의 합성이 증가합니다. 그리고 인체에 필요한 단백질 및 효소의 합성도 일어납니다.

2) 갑상선호르몬의 기능
갑상선 호르몬은 기초대사율(Basal Metabolic Rate, BMR)을 유지하는데 중요한 역할을 합니다. 또한 인체 대부분의 세포(성인의 뇌, 고환, 자궁, 림프절, 비장, 뇌하수체 전엽은 예외)의 산소소비를 증가시킵니다.

▲ <그림 2> 갑상선 호르몬의 영향- UCP : Uncoupling Protein

갑상선호르몬의 산소 소비와 ATP생성 증가 및 소비는 교감신경의 작용과 함께 다음과 같이 나타납니다.

① 갑상선호르몬은 인체에서 생성한 ATP의 1/3을 소비하는 Na+/K+ ATPase를 합성하고 인체의 대부분의 ATP를 공급하는 미토콘드리아의 분화 및 Respiratory Enzyme의 합성을 증가시킵니다.

② 부신수질(Adrenal Medulla)의 활성이 증가하면서 교감신경이 흥분합니다.

③ 교감신경의 흥분으로 심박출량의 증가와 호흡이 증가(Ventilation)하여 산소공급이 늘어납니다.

④ 음식물 흡수 증가와 인체에 저장된 Substrates(탄수화물, 단백질, 지방)이 미토콘드리아에 공급됩니다.

⑤ 미토콘드리아는 ATP생성을 증가시키고 Na+/K+ ATPase는 물질의 이동과 더불어 ATP를 소비시킵니다.

⑥ ATP 소비는 열을 발생시키며 땀이 증가하고 물의 소실이 일어납니다(Thermogenesis).

⑦ Substrates의 Oxidative Phospholyation(ATP생성)의 증가로 CO2(산소소비)가 증가하고 Urea(단백질소비)가 증가합니다.

⑧ 신장기능이 증가(Urea, Nitrogen 배출, K+이온도 같이 배출됨)하고 호흡이 증가(CO2배출)합니다.

갑상선호르몬으로 인해서 소비되는 대부분의 에너지는 인체에 저장이 되어 있던 내인성 단백질, 저장 지방, 탄수화물의 소비가 증가됩니다. 갑상선호르몬은 에너지 소비와 더불어 인체에 필요한 단백질 및 효소를 합성합니다.

① 성장호르몬과 함께 뼈, 치아, 상피세포, 모낭, 손톱의 성장 및 성숙을 증가시킵니다.

② 정상적인 중추신경계 발달에 중요한 역할을 하며 각성과 경계, 기억과 학습능력을 증가시킵니다. 또한 정상적인 감성을 유지하는 데 필요하고 말초신경 반사의 속도를 증가시킵니다.

③ 여성 난포의 발달과 배란에 필요하며 임신의 유지에 필요합니다. 남성에게는 정상적인 정자형성에 필요합니다.

갑상선호르몬은 성장호르몬, 프로락틴 및 신경전달물질과 같이 작용하여서 인체의 중요한 Anabolism과 항상성에 중요한 역할을 수행합니다.

3) 갑상선호르몬이상 치료약물

▲ <그림 3> 갑상선기능항진증 및 저하증

하시모토병 및 갑상선절제술 등은 갑상선호르몬분비 저하로 갑상선기능저하증이 나타나고, 그레이브스병 및 중독성 다결절 갑상선종 등은 갑상선호르몬 과다분비로 갑상선기능항진증이 나타납니다.

갑상선호르몬 이상을 치료하는 현재의 목표는 말초조직에서 호르몬농도를 일정하게 유지시키는 것입니다.

(1) 합성갑상선호르몬제

▲ <그림 4> 합성 갑상선호르몬 Liothyronine, Levothyroxine

Levothyroxine(l-thyroxine, T4)은 화학적으로 안정되고 항원성이 없으며 일정한 약효를 나타내므로 갑상선 보충요법으로 최적의 약물입니다.

Levothyroxine은 인체에서 T3로 전환이 되어서 활성이 나타나고 혈중에 갑상선호르몬 저장고 역할(혈중 반감기 7일정도)을 수행합니다.

Liothyronine은 T3로서 강력한 작용을 나타납니다. 1.5일의 짧은 반감기와 높은 심장부작용을 가지고 있고 용량조절에 어려움이 있어서 임상으로 사용하기 어렵습니다. 보통은 갑상선암 환자에서 진단용 시약으로 사용되며 Levothyroxine과 복합제제로 사용이 됩니다.

(2) 항갑상선호르몬제

▲ <그림 5> 항갑상선호르몬제 작용

항갑상선호르몬제는 Thioamide계로 분류되며 Propylthiouracil(PTU)과 Methiamazole(MMI, Carbimazole은 Methimazole의 활성형)이 있습니다.

PTU와 MMI는 요오드가 산화되어서 Thyroglobulin의 Tyrosine에 결합하는 작용(유기화)과 Monoiodotyrosine(MIT)과 Diiodotyrosine(DIT)가 결합(coupling)하여 갑상선호르몬으로 합성을 되는 것을 억제합니다.

또한 PTU는 말초조직에서 Mono-deiodianse를 억제함으로서 T4가 T3로 전환을 방해함으로서 갑상선호르몬의 활성이 억제됩니다.

또, 갑상선기능항진증은 많은 임상 증상이 β-adrenalin Receptor와 관련을 가지고 있습니다. 베타차단제는 갑상선기능항진증으로 나타나는 심계항진, 불안, 진전, 등과같은 갑상선 중독 증상을 완화시킬 목적으로 사용됩니다.

특히 Propranolol은 말초조직에서 T4가 T3로 전환되는 것을 억제하지만 갑상선호르몬합성에는 아무 영향을 미치지 못해서 항갑상선제의 보조치료요법으로 사용됩니다.

4) 갑상선호르몬에 대한 작은 생각
강은 항상 흐르며 결코 멈추질 않습니다. 비가 많이 내리면 강물이 많아지고 가뭄이 들면 강바닥이 보일정도로 마르는 경우도 있습니다. 겨울이 되면 얼기도 합니다. 강이 어떤 형태를 가지고 있든지 우리는 그것을 강이라 하고 강이라서 늘 변화합니다.

생명도 마찬가지입니다. 비록 생명이 자연보다 존재하는 시간이 짧을지라도 그 원리는 같습니다. 생명은 항상 음식을 먹어야 합니다. 많이 먹으면 살이 찌고 적게 먹으면 살이 빠집니다.

어제의 나와 오늘의 내가 다른 것을 발견하지 못하지만 세포를 구성하는 물질은 늘 변화 합니다. 생명이란 어찌보면 “변하지만 변하지 않는 것”이라 볼 수 있습니다.

생명에서 대사는 결코 우연히 일어나는 것이 아닙니다. Catabolism과 Anabolism은 정교하게 조절이 되고 그 중심에는 인체의 많은 신경전달물질과 호르몬이 있고 그 중심에는 갑상선호르몬이 있습니다.

음식섭취가 증가하면 갑상선호르몬 분비가 증가하면서 인체의 대사가 증가하고 음식섭취가 줄어들면 갑상선호르몬 분비가 줄어들면 인체의 대사가 감소합니다.

또한 체온유지나 임신, 성장기처럼 인체의 대사가 올라가야 하는 경우 갑상선호르몬분비가 증가하고 음식의 섭취량도 늘어납니다.

갑상선호르몬은 인체가 무엇을 먹든 음식 섭취량이 차이가 있다고 하더라도 인체를 항상 일정하게 유지시킵니다.

생명의 역사를 보면 기아와 포만의 반복입니다. 갑상선호르몬은 생명이 어느 순간(기아, 포만)에 있든 그 생명력을 유지할 수 있게 합니다. 갑상선호르몬의 이 놀라운 능력은 우리가 다이어트를 쉽게 할 수 없는 이유이기도 합니다.

참고문헌
Thyroid Hormone, Dr. Abdul Wahab Aslam, Shaheed Mohtarma Benazir Bhutto Medical University
위키피디아 검색 ; Nuclear Receptor, Thyroid Hormone Receptor, Protein Dimer
파마코세라피 임상약학백과사전, 조윤커뮤니케이션
갑상선 약물치료의 최신지견, 연세대학교 의과대학, 박경혜·이은직
갑상선 질환의 약물치료, 서울대병원 약제부, 류소연

신창우 약사
▲충청북도 청주 출생 ▲1995년 충북대학교 약학대학 졸업 ▲現충청북도 단양군 시장약국 대표약사 ▲PAACM 정회원

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