갑상샘
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1. 개요
갑상샘은 목 앞쪽, 기도 주변을 나비 모양으로 둘러싸고 있는 내분비 기관이다. 갑상샘은 갑상선 호르몬(T3, T4)과 칼시토닌을 생성 및 분비하며, 갑상선 호르몬은 인체의 대사 과정을 촉진하여 체온 유지, 뇌와 뼈의 성장 발달에 기여한다. 갑상샘 기능 이상에는 갑상선 기능 항진증, 갑상선 기능 저하증, 갑상선염, 갑상선 결절, 갑상선종, 갑상선암 등이 있으며, 갑상샘 질환은 신체 검사, 혈액 검사, 영상 검사 등을 통해 진단한다. 갑상샘의 존재와 질병은 오래전부터 알려져 있었으며, 모든 척추동물에서 발견된다.
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| 갑상샘 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| |
| 명칭 | 갑상샘 |
| 로마자 표기 | gapsangsaem |
| 영어 명칭 | Thyroid gland |
| 그리스어 명칭 | θυρεοειδής |
| 라틴어 명칭 | glandula thyreoidea |
| 설명 | 갑상샘은 내분비계의 일부로, 대사에 영향을 미치는 호르몬을 분비한다. |
| 참고 | 가슴샘과 혼동하지 않도록 주의하십시오. |
| 구조 | |
| 전구체 | 갑상샘 곁주머니 (내배엽이 2번째 인두활로 확장된 것) |
| 계통 | 내분비계 |
| 동맥 | 상갑상샘 동맥 하갑상샘 동맥 |
| 정맥 | 상갑상샘 정맥 중간 갑상샘 정맥 하갑상샘 정맥 |
| 림프 | 갑상샘 림프관 |
2. 구조
갑상샘은 목의 한가운데, 앞으로 튀어나온 물렁뼈(갑상연골) 바로 아래쪽에서 기도 주위를 나비 모양으로 둘러싸고 있다.[66] 사람의 갑상샘은 H자형(또는 나비가 날개를 펼친 모양)을 하고 있으며, 갑상연골의 약간 아래쪽에 위치하며, 기관을 앞면에서 감싸듯이 존재한다. H자형은 갑상샘의 좌우 부분(우엽, 좌엽)이 상하로 뻗어 발달했으며, 이들이 폭이 좁은 중앙부(협부)에서 연결되어 있다는 의미이다.
2. 1. 형태 및 크기
갑상샘은 좌엽과 우엽, 그리고 이 둘을 연결하는 협부로 구성된 나비 모양의 기관이다. 한쪽 엽(날개)의 크기는 넓이 1cm~2cm, 두께 2cm~3cm, 높이 5cm 정도이며, 전체 무게는 약 15g~20g이다.[2] 보통은 근육으로 둘러싸여 있어서 겉으로 봐서는 볼 수 없고 거의 만져지지 않는다. 여성의 갑상샘이 남성보다 크고, 임신 중에는 크기가 증가한다.[2]
때로는 '피라미드엽'이라고 불리는 세 번째 엽이 존재하기도 한다.[2] 이 엽이 존재할 경우, 갑상샘 잘록(협부)에서 설골까지 뻗어 있으며, 하나에서 여러 개의 분리된 엽일 수 있다.[5] 피라미드엽은 갑상설관의 잔재로, 라루에트 피라미드라고도 불린다.[7]
갑상샘의 크기와 모양에는 여러 해부학적 변이가 존재한다.[2]
2. 2. 위치 및 주변 구조
갑상샘은 목 앞쪽에 위치하며 후두와 기관 앞쪽을 따라 위치한다.[66] 갑상 연골과 윤상 연골은 갑상샘 바로 위에 있으며, 아담의 사과 아래에 있다. 협부는 두 번째에서 세 번째 기관 링까지 뻗어 있으며, 엽의 가장 윗부분은 갑상 연골까지 뻗어 있고 가장 아랫부분은 네 번째에서 여섯 번째 기관 링 주위에 위치한다.[2] 설골하근은 갑상샘 앞에 위치하고 흉쇄유돌근은 측면에 위치한다.[2] 갑상샘 외측 날개 뒤에는 두 개의 경동맥이 있다. 기관, 후두, 하부 인두 및 식도는 모두 갑상샘 뒤에 위치한다.[3] 이 부위에는 반회 후두 신경[3]과 하갑상선 동맥이 인대 옆이나 인대 내로 통과한다.[4] 일반적으로 각각 두 개씩, 네 개의 부갑상선이 갑상샘 엽의 뒤쪽, 갑상샘 캡슐의 두 층 사이에 위치한다.2. 3. 혈관, 림프, 신경 분포
갑상샘에는 위쪽으로는 외경동맥의 가지인 상갑상선동맥이, 아래쪽으로는 쇄골하동맥의 가지인 하갑상선동맥이 들어가 영양을 공급한다.2. 4. 미세 구조
조직학적 수준에서 갑상샘은 갑상샘 여포, 갑상샘 여포 세포, 여포곁 세포(C세포)의 세 가지 주요 특징으로 구성되어 있으며, 이는 1664년 제프리 웹스터슨에 의해 처음 발견되었다.[8]
; 여포
갑상샘 여포는 직경 0.02–0.9mm의 작은 구형 세포 집합체로, 갑상샘 기능의 주요 역할을 한다. 풍부한 혈액 공급, 신경 및 림프관이 존재하는 테두리로 구성되어 있으며, 테두리는 티로글로불린이라는 요오드화된 당단백질인 콜로이드의 핵을 둘러싸고 있다.[9]
; 여포 세포
여포의 핵은 단일 층의 여포 세포에 의해 둘러싸여 있다. 갑상샘 자극 호르몬(TSH)에 의해 자극을 받으면 이들은 갑상샘 호르몬 T3와 T4를 분비한다. 이들은 콜로이드에 포함된 티로글로불린을 수송하고 대사함으로써 이 과정을 수행한다. 여포 세포는 활성도에 따라 편평, 입방, 원주형으로 모양이 다양하다.[9]
; 여포강
여포강은 갑상샘 여포 내의 체액으로 채워진 공간이다. 갑상샘 내부에는 수백 개의 여포가 존재한다. 여포는 여포 세포의 구형 배열로 형성된다. 여포강은 티로글로불린의 농축된 용액인 콜로이드로 채워져 있으며, 티록신(T4)과 트리요오드티로닌(T3) 갑상샘 호르몬의 합성이 일어나는 장소이다.[10]
; 여포곁 세포
여포 세포 사이에 그리고 구형 여포 사이의 공간에 흩어져 있는 또 다른 유형의 갑상샘 세포는 여포곁 세포이다. 이 세포는 칼시토닌을 분비하므로 C세포라고도 한다.[11]
갑상샘의 조직은 다양한 직경의 갑상샘 여포(갑상샘 소포)라고 불리는 구형의 주머니가 빽빽하게 채워져 있다. 여포의 벽은 여포 상피 세포라고 불리는 세포가 한 층으로 배열되어 만들어져 있으며, 이 세포가 갑상샘 호르몬을 분비하는 세포이다. 여포 내에는 콜로이드라고 불리는 젤라틴상의 물질이 축적되어 있다. 콜로이드의 주성분은 티로글로불린이라고 불리는 갑상샘 호르몬의 전구체이다.
또한, 여포의 바깥쪽에는 상피 세포에 접하여 다른 종류의 세포가 곳곳에 존재하며, 여포 방세포(parafollicular cell) 또는 C세포라고 불린다. 이 방여포세포가 칼시토닌을 분비한다. 여포의 틈새에는 결합 조직이 있으며, 여기에는 모세 혈관이 매우 잘 발달해 있다.
3. 발생
인간 배아 발생에서 임신 3~4주차에 갑상샘은 혀 기저부의 인두 바닥에서 상피 증식으로 나타나는데, 이는 ''median tongue bud''와 ''copula linguae'' 사이에서 발생한다. copula는 곧 하인두 융기에 의해 덮이게 되며, 이후 맹공으로 표시된다.[12] 갑상샘은 갑상설관을 통해 2엽의 갑상샘 게실로 인두 앞쪽으로 내려온다. 그 다음 몇 주 동안 설골 앞쪽을 지나 목의 기저부로 이동한다. 이동하는 동안 갑상샘은 좁은 관인 갑상설관에 의해 혀에 연결되어 있다. 5주 말에 갑상설관이 퇴화하고, 그 후 2주 동안 분리된 갑상샘은 최종 위치로 이동한다.[12]
태아의 시상하부와 뇌하수체는 갑상샘 자극 호르몬 방출 호르몬(TRH)과 갑상샘 자극 호르몬(TSH)을 분비하기 시작한다. 태아는 모체 갑상샘 기능 저하증으로 인해 발생하는 신경 발달 장애를 방지하기 위해 갑상샘 호르몬을 자급자족해야 한다.[14]
신경내분비 세포인 부갑상샘 세포는 칼시토닌 생산을 담당하며, 전장 내배엽에서 유래한다. 갑상샘의 이 부분은 처음에는 최종 인두체로 형성되며, 이는 배쪽의 네 번째 인두 낭에서 시작하여 최종 위치로 내려가는 동안 원시 갑상샘과 결합한다.[16]
출생 전 발달의 이상은 다양한 형태의 갑상샘 형성 부전을 초래할 수 있으며, 이는 선천성 갑상샘 기능 저하증을 유발할 수 있다.
4. 기능
갑상샘은 갑상샘호르몬을 만들고, 저장해 두었다가 필요할 때마다 혈액으로 내보내는 일을 한다. 갑상샘 호르몬은 트라이아이오도타이로닌(T3)과 티록신(T4), 칼시토닌을 포함한다.
갑상샘호르몬은 사람에게 없어서는 안 되는 물질로, 인체의 대사 과정을 촉진하여 모든 기관의 기능을 적절히 유지시킨다. 예를 들어 열을 발생시켜 체온을 일정하게 유지하거나 태아와 신생아의 뇌와 뼈 성장 발달을 돕는다.[67] 만일 태아기 또는 성장기에 갑상샘호르몬이 부족하면 키가 작고 지능이 낮아진다. 갑상샘호르몬은 몸 안의 여러 대사를 조절하여 만들어진 에너지가 제대로 쓰이게 한다. 심장 박동을 증가시키고 스트레스에 적절히 대응하게 하며, 적혈구 생성을 늘려 산소 공급이 잘 이루어지도록 하고 근육과 뼈 기능도 좋게 유지한다. 또한 다른 호르몬들이 올바로 작용할 수 있도록 돕는다.
4. 1. 갑상샘 호르몬 (T3, T4)
갑상샘은 갑상샘호르몬을 만들고 저장했다가 필요할 때 혈액으로 내보낸다. 갑상샘호르몬은 인체의 대사 과정을 촉진하여 모든 기관의 기능을 적절히 유지시키는 중요한 역할을 한다. 예를 들어 열을 발생시켜 체온을 일정하게 유지하거나, 태아와 신생아의 뇌와 뼈 성장 발달을 돕는다.[67]
갑상샘의 주요 기능은 요오드를 함유한 갑상샘 호르몬인 트라이아이오도타이로닌(T3)과 티록신(T4), 그리고 펩타이드 호르몬인 칼시토닌을 생산하는 것이다. 갑상샘 호르몬은 요오드와 티로신으로 만들어진다. T3는 분자당 3개의 요오드 원자를, T4는 분자당 4개의 요오드 원자를 포함한다.
갑상샘 호르몬은 인체에 다음과 같은 광범위한 영향을 미친다.
- '''대사:''' 기초대사율을 증가시켜 거의 모든 신체 조직에 영향을 미친다. 식욕, 물질 흡수, 장 운동성 등이 갑상샘 호르몬의 영향을 받는다. 장에서 흡수를 증가시키고, 포도당 신생성, 포도당 섭취, 당분해를 증가시킨다. 지방분해를 자극하고 유리 지방산의 수를 증가시키지만, 담즙에서 콜레스테롤 분비율을 증가시켜 콜레스테롤 수치를 감소시킨다.
- '''심혈관:''' 심장 박동의 속도와 강도를 증가시킨다. 호흡 속도, 산소 섭취 및 소비를 증가시키고 미토콘드리아의 활동을 증가시켜 혈류와 체온을 증가시킨다.
- '''발달:''' 정상적인 발달에 중요하며, 젊은이들의 성장 속도를 증가시킨다. 발달 중인 뇌세포는 갑상샘 호르몬 T3 및 T4의 주요 표적이며, 태아 발달과 출생 후 처음 몇 년 동안 뇌 성숙에 특히 중요하다.
- 정상적인 성 기능, 수면 및 사고 패턴 유지에 역할을 한다. 갑상샘 호르몬 수치가 증가하면 사고 생성 속도는 증가하지만 집중력은 감소한다. 성욕을 포함한 성 기능과 정상적인 월경 주기 유지는 갑상샘 호르몬의 영향을 받는다.
분비 후, 갑상샘 호르몬의 아주 적은 비율만이 혈액 내에서 자유롭게 이동한다. 대부분은 티록신 결합 글로불린(약 70%), 트란스티레틴(10%), 혈청 알부민(15%)에 결합되어 있다. 자유롭게 이동하는 T4의 0.03%와 T3의 0.3%만이 호르몬 활성을 갖는다.[17] 혈액 내 T3의 최대 85%는 신체 주변 기관에서 아이오도티로닌 데이오디네이스에 의한 T4로부터 전환되어 생성된다.
갑상샘 호르몬은 세포막을 통과하여 세포 내 수용체인 핵 수용체 갑상선 호르몬 수용체(TR-α1, TR-α2, TR-β1, TR-β2)에 결합하여 호르몬 반응 요소 및 전사 인자와 결합하여 DNA 전사를 조절함으로써 작용한다.[17] DNA에 대한 작용 외에도, 갑상샘 호르몬은 플라즈마 막 Ca2+ ATPase, 아데닐릴 시클라제, 포도당 수송체를 포함한 효소와 반응하여 세포막 내 또는 세포질 내에서 작용한다.
4. 1. 1. 호르몬 생성 과정
갑상샘 호르몬은 티로글로불린으로부터 생성된다. 티로글로불린은 여포 루멘의 콜로이드 내에 있는 단백질로, 여포 세포의 조면소포체에서 생성된 후 여포 루멘으로 이동한다. 티로글로불린은 티로신 123개를 포함하며, 여포 루멘 내에서 요오드와 반응한다.[19]요오드는 갑상샘 호르몬 생산에 필수적이다. 요오드(I0)는 혈액 내에서 요오드화물(I−) 형태로 이동하며, 나트륨-요오드 공수송체에 의해 여포 세포로 흡수된다. 나트륨-요오드 공수송체는 세포막의 이온 통로로, 두 개의 나트륨 이온과 하나의 요오드화물 이온을 세포 안으로 수송한다.[20] 요오드화물은 펜드린의 작용을 통해 세포 내부에서 루멘으로 이동하는데, 이는 요오드화물-염화물 역수송체이다. 여포 루멘에서 요오드화물은 산화되어 요오드로 변환된다. 요오드는 반응성이 높아지며,[18] 갑상선 과산화효소에 의해 티로글로불린의 활성 티로신 부위에 부착된다. 이는 갑상샘 호르몬의 전구체인 모노요오드티로신(MIT)과 디요오드티로신(DIT)을 형성한다.[1]
갑상선 자극 호르몬(TSH)에 의해 여포 세포가 자극되면 여포 세포는 여포 루멘에서 티로글로불린을 재흡수한다. 요오드화된 티로신은 절단되어 갑상샘 호르몬 T4, T3, DIT, MIT 및 미량의 역 T3를 형성한다. T3와 T4는 혈액으로 방출된다. 갑상샘에서 분비되는 호르몬은 약 80~90%가 T4이고 약 10~20%가 T3이다.[21][22] 말초 조직의 탈요오드화 효소는 MIT와 DIT에서 요오드를 제거하고 T4를 T3와 RT3로 변환한다.[19] 이는 말초 조직에서 RT3(95%)와 T3(87%)의 주요 공급원이다.[23]
- 티로글로불린은 조면소포체에서 합성되어 분비 경로를 따라 세포 외 배출을 통해 갑상선 여포의 루멘에 있는 콜로이드로 들어간다.
- 나트륨-요오드 공수송체는 요오드(I−)를 세포 안으로 능동 수송하며, 이는 이전에 주로 알려지지 않은 메커니즘을 통해 내피를 통과했다.
- 이 요오드는 펜드린 수송체를 통해 세포질에서 여포 루멘으로 이동하며, 이는 수동 수송 방식으로 추정된다.
- 콜로이드에서 요오드(I−)는 산화환원 반응에 의해 갑상선 과산화효소라는 효소에 의해 요오드(I0)로 산화된다.
- 요오드(I0)는 반응성이 매우 높으며, 단백질 사슬의 티로신 잔기(총 약 120개의 티로신 잔기를 포함)에서 티로글로불린을 요오드화한다.
- ''접합'' 과정에서 인접한 티로신 잔기가 함께 짝을 이룬다.
- 전체 복합체는 세포 내 섭취를 통해 여포 세포로 다시 들어간다.
- 다양한 단백질 분해 효소에 의한 단백질 분해는 티록신과 트리요오드티로닌 분자를 방출하며, 이는 주로 알려지지 않은 메커니즘을 통해 혈액으로 들어간다.
4. 1. 2. 호르몬 조절
뇌하수체 전엽에서 분비되는 갑상선 자극 호르몬(TSH)은 갑상샘 호르몬인 트라이아이오도타이로닌(T3)과 티록신(T4) 생성을 주로 조절한다.[17] 시상 하부에서 맥동성으로 분비되는 갑상선 자극 호르몬 방출 호르몬(TRH)은 TSH 분비를 자극한다.[17] 갑상샘 호르몬은 TSH와 TRH에 음성 피드백을 제공하여, 갑상샘 호르몬 수치가 높으면 TSH 생성이 억제된다. 이러한 음성 피드백은 TSH 수치가 높을 때도 발생하여 TRH 생성을 억제한다.[17]
TRH는 체온 발생을 자극하기 위해 추위에 노출되는 상황 등에서 분비율이 증가한다.[17] TSH 생성은 갑상선 호르몬 외에도 도파민, 소마토스타틴, 글루코코르티코이드에 의해서도 억제된다.
4. 2. 칼시토닌
갑상샘은 혈중 칼슘 대사 수준을 조절하는 데 도움이 되는 호르몬인 칼시토닌을 생성한다. 여포방세포는 높은 혈중 칼슘에 반응하여 칼시토닌을 생성한다. 칼시토닌은 뼈를 분해하는 세포인 파골세포의 활동을 감소시켜 뼈에서 칼슘의 방출을 감소시킨다. 뼈는 파골세포에 의해 지속적으로 재흡수되고 골아세포에 의해 생성되므로 칼시토닌은 칼슘을 뼈로 이동시키는 것을 효과적으로 자극한다. 칼시토닌의 효과는 부갑상샘에서 생성되는 부갑상선 호르몬 (PTH)의 효과와 정반대이다. 그러나 칼시토닌은 갑상샘을 제거한 후 (갑상샘 절제술) 칼슘 대사가 임상적으로 정상으로 유지되지만 부갑상선은 그렇지 않기 때문에 PTH보다 훨씬 덜 필수적인 것으로 보인다.[67]5. 갑상샘 관련 질환
사람의 세포에서는 약 20,000개의 단백질 암호 유전자가 발현되는데, 이 유전자의 70%가 갑상샘 세포에서 발현된다.[24][25] 이 중 250개의 유전자는 갑상샘에서 더 구체적으로 발현되며, 약 20개의 유전자는 갑상샘 특이적으로 발현된다. 여포 세포에서 이 유전자에 의해 합성된 단백질은 티로글로불린, TPO, IYD와 같은 갑상샘 호르몬 합성을 지시하는 반면, 여포 방세포에서는 CALCA와 CALCB와 같은 칼시토닌 합성을 지시한다.
일반의, 내과 전문의는 갑상샘 질환을 식별하고 치료를 모니터링하는 역할을 한다. 내분비내과 의사와 갑상샘 전문의는 갑상샘 전문의이다. 갑상샘 수술 외과 의사 또는 이비인후과 의사는 갑상샘 질환의 수술 관리를 담당한다.
갑상샘에 이상이 생기면 여러 질환이 발생할 수 있는데, 주요 질환은 다음과 같다.
- '''갑상샘 기능 항진증''' : 갑상샘호르몬이 과도하게 분비되는 질환이다.
- '''갑상선 기능 저하증''' : 갑상샘호르몬이 부족하게 분비되는 질환이다.
- '''갑상선 결절''' : 갑상샘에 생기는 혹이다.
- '''갑상선종''' : 갑상샘이 커지는 질환이다.
- '''갑상선염''' : 갑상샘에 염증이 생기는 질환이다.
- '''갑상선암''' : 갑상샘에 생기는 암이다.
- '''선천성 갑상선 기능 저하증(크레틴병)''' : 선천적인 갑상샘 호르몬 결핍 질환이다.
요오드는 갑상샘 호르몬 생성에 필수적인 영양소이다. 요오드 결핍증은 갑상샘종 및 갑상샘 기능 저하증을 유발할 수 있다. 요오드 결핍증은 내륙 및 산악 지역에서 흔하게 발생하며, 광범위하게 나타나는 경우 풍토병성 갑상샘종이라고 한다. 요오드가 부족한 임산부는 갑상샘 호르몬 결핍증을 가진 영아를 출산할 수 있다.[15] 요오드 처리 소금 사용[15]은 대부분의 선진국에서 풍토병성 크레틴병을 근절하는 데 도움을 주었으며, 120개 이상의 국가에서 소금에 요오드를 첨가하는 것을 의무화했다.[40][41] 한국은 전통적으로 해조류 섭취가 많아 요오드 결핍이 드물었지만, 최근 식습관 변화로 인해 요오드 섭취 부족이 우려되기도 한다.
갑상샘은 요오드를 농축하는 성질이 있어, 핵분열로 생성된 방사성 동위 원소도 농축한다. 원자력 사고 등으로 인해 방사성 요오드가 환경에 대량 방출되면, 갑상샘에 방사성 요오드가 축적될 수 있다. 이러한 경우 비방사성 요오드를 과다 섭취하여 방사성 요오드의 흡수를 차단할 수 있는데, 이는 요오드화 칼륨 정제 형태로 복용한다. 체르노빌 원자력 발전소 사고의 결과 중 하나는 사고 후 몇 년 동안 어린이의 갑상샘암 발생률이 증가한 것이다.[42]
과도한 요오드 섭취는 드물며, 보통 갑상샘 기능에 영향을 주지 않는다. 그러나 때때로 갑상샘 기능 항진증을 유발하거나, 갑상샘종을 동반한 갑상샘 기능 저하증을 유발할 수 있다.[43]
5. 1. 기능 이상
갑상샘호르몬의 과도한 생산을 갑상선 기능 항진증이라고 한다. 그레이브스병, 독성 다결절 갑상선종, 단독 갑상선 선종, 염증, 과도한 TSH를 분비하는 뇌하수체 선종 등이 원인이다. 과도한 섭취, 약물 아미오다론에 의해 유도되거나, 요오드화 조영제 영상 촬영 후 발생하는 과도한 요오드 공급도 원인이 될 수 있다.[26]갑상선 기능 항진증은 체중 감소, 식욕 증가, 불면증, 열 불내성 감소, 떨림, 심계항진, 불안, 초조함 등 다양한 비특이적 증상을 유발한다. 흉통, 설사, 탈모, 근력 약화를 유발하는 경우도 있다. 이러한 증상은 베타 차단제와 같은 약물로 일시적으로 관리할 수 있다.
프로필티오우라실, 카르비마졸, 메티마졸과 같은 갑상선 기능을 억제하는 약물은 갑상선 기능 항진증의 장기적인 관리에 포함될 수 있다. 방사성 요오드-131을 사용하여 갑상선 조직을 파괴할 수도 있다. 방사성 요오드는 갑상선 세포에 선택적으로 흡수되어 시간이 지남에 따라 파괴한다. 선택된 1차 치료는 개인과 치료받는 국가에 따라 달라진다. 경구 갑상선 절제술, 최소 침습 수술로 갑상선 제거 수술을 수행할 수도 있다.[27] 그러나 수술은 부갑상선과 반회 후두 신경 손상의 위험이 있으며, 이는 성대에 신경을 공급한다. 갑상선 전체를 제거하면 필연적으로 갑상선 기능 저하증이 발생하며, 갑상선 호르몬 대체제가 필요하다.[28]
갑상선 기능 저하는 갑상선 기능 저하증을 유발한다. 비정상적인 체중 증가, 피로, 변비, 월경 과다, 탈모, 추위 과민, 서맥이 일반적인 증상이다. 요오드 결핍은 전 세계적으로 갑상선 기능 저하증의 가장 흔한 원인이며,[29] 자가면역 질환인 하시모토 갑상선염은 선진국에서 가장 흔한 원인이다.[30] 다른 원인으로는 선천성 기형, 일시적인 염증을 유발하는 질환, 갑상선의 외과적 제거 또는 방사선 절제술, 약물 아미오다론 및 리튬, 아밀로이드증, 사르코이드증 등이 있다. 일부 형태의 갑상선 기능 저하증은 점액 부종을 유발할 수 있으며, 심각한 경우에는 점액 부종 혼수를 유발할 수 있다.
갑상선 기능 저하증은 갑상선 호르몬을 보충하여 관리한다. 이는 일반적으로 매일 경구 보충제로 투여되며, 효과가 나타나기까지 몇 주가 걸릴 수 있다. 산후 갑상선염, 아급성 갑상선염과 같은 갑상선 기능 저하증의 일부 원인은 일시적일 수 있으며 시간이 지남에 따라 지나갈 수 있고, 요오드 결핍과 같은 다른 원인은 식이 보충으로 해결할 수 있다.
5. 2. 질환
갑상샘은 갑상샘호르몬을 만들고 저장했다가 필요할 때 혈액으로 내보내는 내분비기관이다. 갑상샘에 이상이 생기면 여러 질환이 발생할 수 있다.- '''그레이브스병''': 자가면역 질환으로, 갑상선 자극 호르몬 수용체에 대한 자가항체가 생성되어 갑상선 기능 항진증을 유발한다.[31] 이 항체는 수용체를 활성화시켜 갑상선종과 열 불내성, 체중 감소, 설사, 심계항진 등의 증상을 일으킨다.[31] 때로는 눈이 돌출되는 그레이브스 안병증이나 정강이 앞부분의 부종이 발생하기도 한다.[31]
- '''갑상선 결절''': 갑상샘에 생기는 혹으로, 대부분 증상이 없고 양성이지만, 약 5%는 악성(갑상선암)이다.[33] 악성 결절에는 여포 갑상선암, 유두 갑상선암, 수질 갑상선암 등이 있다.[32] 의료 초음파와 세침 흡인 생검을 통해 진단할 수 있다.
- '''갑상선종''': 갑상샘이 커지는 질환으로, 요오드 결핍, 자가면역 질환(그레이브스병, 하시모토 갑상선염), 감염, 염증 등 다양한 원인으로 발생한다.[34] 갑상선종은 갑상선 기능 항진증이나 갑상선 기능 저하증을 동반할 수 있다.
- '''갑상선염''': 갑상샘의 염증으로, 갑상선 기능 항진증 또는 갑상선 기능 저하증을 유발할 수 있다.
- '''하시모토 갑상선염''': 자가면역 질환으로, 림프구가 갑상샘을 공격하여 파괴한다. 남성보다 여성에게 흔하며, 제1형 당뇨병, 악성 빈혈 등 다른 자가면역 질환과 동반되기도 한다.
- '''산후 갑상선염''': 출산 후 발생하는 갑상선염으로, 일시적인 갑상선 기능 항진증 후 갑상선 기능 저하증이 나타났다가 회복되는 경우가 많다.
- '''아급성 갑상선염'''
- '''갑상선암''': 갑상샘에 생기는 암으로, 대부분 유두 갑상선암이며, 여포 갑상선암, 수질 갑상선암 등이 뒤를 잇는다.[31] 갑상선 절제술이나 방사성 요오드-131 치료를 한다.
- '''선천성 갑상선 기능 저하증(크레틴병)''': 선천적인 갑상샘 호르몬 결핍으로, 성장 및 발달 장애를 유발한다.[15] 신생아 선별 검사를 통해 조기 진단하며, 레보티록신으로 치료한다.[37]
5. 3. 요오드 관련 문제
요오드 결핍은 갑상샘종 및 갑상샘 기능 저하증을 유발할 수 있다. 요오드 결핍증은 내륙 및 산악 지역에서 흔하게 발생하며, 광범위하게 나타나는 경우 풍토병성 갑상샘종이라고 한다. 요오드가 부족한 임산부는 갑상샘 호르몬 결핍증을 가진 영아를 출산할 수 있다.[15] 요오드 처리 소금 사용[15]은 대부분의 선진국에서 풍토병성 크레틴병을 근절하는 데 도움을 주었으며, 120개 이상의 국가에서 소금에 요오드를 첨가하는 것을 의무화했다.[40][41] 한국은 전통적으로 해조류 섭취가 많아 요오드 결핍이 드물었지만, 최근 식습관 변화로 인해 요오드 섭취 부족이 우려되기도 한다.갑상샘은 요오드를 농축하는 성질이 있어, 핵분열로 생성된 방사성 동위 원소도 농축한다. 원자력 사고 등으로 인해 방사성 요오드가 환경에 대량 방출되면, 갑상샘에 방사성 요오드가 축적될 수 있다. 이러한 경우 비방사성 요오드를 과다 섭취하여 방사성 요오드의 흡수를 차단할 수 있는데, 이는 요오드화 칼륨 정제 형태로 복용한다. 체르노빌 원자력 발전소 사고의 결과 중 하나는 사고 후 몇 년 동안 어린이의 갑상샘암 발생률이 증가한 것이다.[42]
과도한 요오드 섭취는 드물며, 보통 갑상샘 기능에 영향을 주지 않는다. 그러나 때때로 갑상샘 기능 항진증을 유발하거나, 갑상샘종을 동반한 갑상샘 기능 저하증을 유발할 수 있다.[43]
6. 진단 및 검사
갑상샘 질환 진단에는 신체 검사, 혈액 검사, 영상 검사 등이 사용된다.[45]
갑상선 기능 검사는 갑상샘 호르몬 및 갑상샘 자극 호르몬(TSH) 수치를 측정하는 혈액 검사이다. 이 검사를 통해 갑상샘 기능 항진증(높은 T3 및 T4), 갑상샘 기능 저하증(낮은 T3, T4) 또는 무증상 갑상샘 기능 항진증(정상 T3 및 T4, 낮은 TSH) 여부를 확인할 수 있다. TSH 수치는 갑상샘 기능 부전의 가장 민감한 지표로 간주되지만, 갑상샘 기능 저하증의 원인이 갑상샘 자극 호르몬 방출 호르몬(TRH) 분비 부전과 관련이 있다고 의심되는 경우에는 정확하지 않을 수 있다.
갑상샘 초음파 검사는 갑상샘의 구조가 고형인지 체액으로 채워져 있는지를 확인하여 결절, 갑상선종 및 낭종을 구별하는 데 사용될 수 있다. 또한 악성 병변과 양성 병변을 구별하는 데도 도움이 될 수 있다. 추가적인 영상 검사가 필요한 경우, 방사성 동위원소인 아이오딘-123 또는 테크네튬-99 섭취 스캔을 수행할 수 있다. 갑상선 컴퓨터 단층 촬영은 갑상선암 평가에 중요한 역할을 한다.[46]
| 검사 종류 | 설명 |
|---|---|
| 초음파 단층 촬영 | 갑상샘의 정상 무게는 남성 15g - 35g, 여성 10g - 25g이다. 추정식; (갑상샘 수평 단면의 최대 단면적) X 5 = (갑상샘 무게)에 의해 대략적인 무게를 추정할 수 있다. |
| X선 사진 | |
| 컴퓨터 단층 촬영(CT) | 뇌하수체성 갑상샘 질환 배제를 위해, 두부 CT를 촬영하는 경우가 있다. |
| 자기 공명 영상(MRI) | 갑상샘 종괴 검사 외에, 안와 MRI를 이용한 외안근 비대를 검사한다. |
6. 1. 신체 검사
갑상샘과 주변 목을 검사하여 붓거나 비대해졌는지 확인한다.[45] 그런 다음 일반적으로 뒤에서 촉진하며, 검사자는 종종 환자에게 삼키도록 하여 갑상샘을 손가락으로 더 잘 느끼도록 한다.[45] 갑상샘은 갑상샘 연골과 윤상 연골에 부착되어 있기 때문에 삼킬 때 위아래로 움직인다. 건강한 사람의 경우 갑상샘은 보이지 않지만 부드러운 덩어리로 촉진될 수 있다. 갑상샘 검사에는 비정상적인 덩어리 검색 및 전체 갑상샘 크기 평가가 포함된다.[44] 갑상샘의 특징, 부기, 결절 및 일관성을 모두 느낄 수 있다. 갑상샘종이 있는 경우 검사자는 목을 따라 내려가 가슴 윗부분을 두드려 확장을 확인해 볼 수도 있다. 추가 검사에는 팔을 들어 올리는 것(펨버턴 징후), 청진기로 갑상샘에서 잡음을 듣는 것, 반사 신경 검사, 머리와 목의 림프절 촉진이 포함될 수 있다.갑상샘 검사에는 체중 증가 또는 감소, 탈모와 같은 전신 증상과 그레이브스병의 눈 돌출 또는 종아리 부기 등 다른 부위의 징후를 찾기 위해 환자 전체를 관찰하는 것도 포함된다.[45]
- 갑상샘의 시진에서는 턱 끝에서 아래쪽 접선 방향으로 조명을 비추어 윤상 연골 아래의 갑상샘을 육안으로 확인한다.
- 갑상샘을 촉진하기 위해서는 흉쇄유돌근을 이완시키기 위해 목을 약간 굴곡시켜 촉진한다. 환자의 등 뒤에서 집게손가락을 윤상 연골 아래에 대고 양손의 손가락을 환자의 목에 둔 다음, 환자에게 침을 삼키게 하여 머리 쪽으로 이동하는 갑상샘을 촉진한다.
- 갑상샘 측엽에 청진기를 대고 갑상샘의 혈관성 잡음을 청진한다.
- 갑상샘은 정상인 경우에도 만져질 수 있다. 만져진다고 해서 종대되었다고 단정할 수는 없다.
6. 2. 혈액 검사 (갑상선 기능 검사)
갑상선 기능 검사는 갑상선 호르몬 및 갑상선 자극 호르몬(TSH) 수치를 측정하는 혈액 검사이다. 이 검사를 통해 갑상선 기능 항진증(높은 T3 및 T4), 갑상선 기능 저하증(낮은 T3, T4) 또는 무증상 갑상선 기능 항진증(정상 T3 및 T4, 낮은 TSH) 여부를 확인할 수 있다.TSH 수치는 갑상선 기능 부전의 가장 민감한 지표로 간주된다. 그러나 갑상선 기능 저하증의 원인이 갑상선 자극 호르몬 방출 호르몬(TRH) 분비 부전과 관련이 있다고 의심되는 경우에는 TSH 수치가 낮거나 정상으로 나타날 수 있어 정확하지 않을 수 있다. 이런 경우 TRH 자극 검사(TRH 투여 후 30분 및 60분에 TSH 수치 측정)를 시행할 수 있다.
T3 및 T4는 직접 측정할 수 있다. 그러나 두 갑상선 호르몬은 다른 분자와 결합되어 이동하며, 생물학적으로 활성화된 것은 "유리" 성분이므로 유리 T3 및 유리 T4 수치를 측정할 수 있다. 갑상선 기능 저하증의 경우 T3 수치가 정상일 수 있으므로 T4가 선호된다. 결합된 갑상선 호르몬과 비결합된 갑상선 호르몬의 비율을 갑상선 호르몬 결합 비율(THBR)이라고 한다. 갑상선 호르몬의 주요 운반체인 갑상선글로불린과 티록신 결합 글로불린을 직접 측정하는 것도 가능하다. 갑상선글로불린은 건강한 갑상선에서도 측정 가능하며 염증과 함께 증가한다. 갑상선 제거 또는 절제술의 성공 여부를 측정하는 데에도 사용될 수 있는데, 성공적인 경우 갑상선글로불린은 검출되지 않아야 한다. 마지막으로 갑상선의 구성 요소에 대한 항체, 특히 항-TPO 및 항-갑상선글로불린을 측정할 수 있다. 이러한 항체는 정상인에게도 존재할 수 있지만 자가면역 관련 질환에 대해 매우 민감하다.
갑상선 질환이 의심되는 경우의 검사법은 다음과 같다.
1. 의원(갑상선 호르몬제 복용, 갑상선 수술, 방사선 치료 병력) 여부, 임신 여부를 확인한다.
2. 갑상선종의 성상을 관찰한다. 가능하다면 초음파 검사로 평가한다.
3. 갑상선 통증 유무를 확인한다.
4. 갑상선 자극 호르몬(TSH), 유리 티록신(FT4)을 측정한다. 이때 하시모토병을 의심하는 경우 갑상선 글로불린 항체(TgAb)를, 바세도우병을 의심하는 경우 TSH 수용체 항체를 측정한다. 일본에서는 식사 유래 요오드 섭취율의 차이도 관여하며, 하시모토병에서는 TgAb가 항갑상선 과산화 효소 항체(TPOAb)에 비해 감도가 높다.[63]
측정한 TSH, FT4 값으로 질환을 예상할 수 있다. TSH, FT4 값과 관계없이 갑상선 통증이 심한 경우, 아급성 갑상선염일 가능성이 높지만, 미분화 종양 내 출혈, 아급성 화농성 갑상선염을 염두에 두고 감별을 진행한다. 티로글로불린은 다양한 질환에서 상승하므로, 감별 진단에는 잘 사용되지 않는다.
6. 3. 영상 검사
갑상샘 초음파 검사는 구조가 고형인지 체액으로 채워져 있는지를 확인하여 결절, 갑상선종 및 낭종을 구별하는 데 사용될 수 있다. 또한 악성 병변과 양성 병변을 구별하는 데도 도움이 될 수 있다.추가적인 영상 검사가 필요한 경우, 방사성 동위원소인 아이오딘-123 또는 테크네튬-99 섭취 스캔을 수행할 수 있다. 이 스캔을 통해 병변의 크기와 모양을 결정하고, 결절 또는 갑상선종이 대사적으로 활성화되었는지 확인할 수 있으며, 갑상선 질환 또는 암 전이 부위를 갑상선 외부에서 확인하고 감시할 수 있다.
초음파 검사에서 발견된 병변을 평가하기 위해 갑상선 조직 샘플에 대한 세침 흡인 검사를 수행할 수 있으며, 이 샘플은 이후 조직병리학 및 세포학 검사를 위해 보내진다.
갑상선 컴퓨터 단층 촬영은 갑상선암 평가에 중요한 역할을 한다.[46] CT 스캔은 종종 갑상선 이상을 우연히 발견하며, 이로 인해 사실상 첫 번째 검사 방식이 되기도 한다.[46]
| 검사 종류 | 설명 |
|---|---|
| 초음파 단층 촬영 | 갑상선의 정상 무게는 남성 15g - 35g, 여성 10g - 25g이다. 추정식; (갑상선 수평 단면의 최대 단면적) X 5 = (갑상선 무게)에 의해 대략적인 무게를 추정할 수 있다. |
| X선 사진 | |
| 컴퓨터 단층 촬영(CT) | 뇌하수체성 갑상선 질환 배제를 위해, 두부 CT를 촬영하는 경우가 있다. |
| 자기 공명 영상(MRI) | 갑상선 종괴 검사 외에, 안와 MRI를 이용한 외안근 비대를 검사한다. |
7. 역사
갑상샘의 존재와 질병은 수천 년 동안 기록되고 치료되어 왔다.[47] 기원전 1600년경 중국에서는 해초 (요오드 함유)를 갑상선종 치료에 사용했다.[47][48] 기원전 1400년경 아유르베다 의학의 수슈루타 삼히타에는 갑상선 기능 항진증, 갑상선 기능 저하증 및 갑상선종이 묘사되어 있다.[48] 기원전 1세기의 플리니우스는 알프스 산맥에서 갑상선종의 유행을 언급하고 구운 해초로 치료할 것을 제안했다.[47] 2세기의 갈레노스는 구운 스펀지를 갑상선종 치료에 대해 언급했다.[47]
1500년 레오나르도 다 빈치가 갑상샘의 첫 번째 삽화를 제공했다.[47] 1656년 해부학자 토마스 와튼은 갑상샘의 모양을 고대 그리스 방패 또는 thyos|티로스grc와 유사하다고 비유하면서 '갑상샘(thyroid)'이라는 현대적인 이름을 붙였다.[47]
프랑스 화학자 베르나르 쿠르투아는 1811년 요오드를 발견했고,[48] 1896년 오이겐 바우만은 갑상샘의 핵심 성분으로 요오드를 지목했다.[48] 1907년 데이비드 마린은 요오드가 갑상샘 기능에 필수적임을 증명했다.[48][47]
아돌프 마그누스-레비는 1895년에 갑상샘의 신진대사 역할을 입증했다.[53] 티록신은 1914년에 처음 분리되었고 1927년에 합성되었으며, 삼요오드티로닌은 1952년에 합성되었다.[48][54] 1970년에는 T4에서 T3로의 전환이 발견되었다.[47]
19세기에는 크레틴병과 점액부종 및 갑상샘과의 관계가 알려졌다.[48] 하시모토 하카루는 1912년에 하시모토 갑상선염 사례를 기록했으며, 이 질병의 자가항체는 1956년에 증명되었다.[48] 갑상샘과 그 상태에 대한 지식은 19세기 후반과 20세기에 걸쳐 발전했으며, 방사성 요오드, 티오우라실 및 세침 흡인술을 포함한 많은 현대적인 치료법과 조사 방법이 20세기 중반에 걸쳐 발전했다.[47]
테오도어 코허는 "갑상선 생리학, 병리학 및 수술에 대한 연구"로 1909년 노벨 생리학·의학상을 수상했다.[59]
8. 기타 동물
갑상샘은 모든 척추동물에서 발견된다. 물고기에서는 일반적으로 아가미 아래에 위치하며 항상 뚜렷한 엽으로 나뉘는 것은 아니다. 그러나 일부 경골어류에서는 신장, 비장, 심장 또는 눈과 관련된 갑상샘 조직 덩어리가 신체의 다른 곳에서 발견된다.[60]
사지동물에서 갑상샘은 항상 목 부위 어딘가에서 발견된다. 대부분의 사지동물 종에서는 오른쪽 엽과 왼쪽 엽이 연결되지 않은 두 쌍의 갑상샘이 있다. 그러나 대부분의 포유류에서는 단일 갑상샘만 있으며, 사람에게서 발견되는 모양은 다른 많은 종에서도 흔하다.[60]
유충 꼼치에서 갑상샘은 외분비샘으로 시작하여 호르몬을 내장으로 분비하며, 유충의 여과 섭식 장치와 관련이 있다. 성체 꼼치에서 샘은 내장과 분리되어 내분비 기능을 하지만, 이러한 발달 경로는 갑상샘의 진화적 기원을 반영할 수 있다. 예를 들어, 척추동물의 가장 가까운 생존 친척인 피낭류와 창고기는 유충 꼼치와 매우 유사한 구조(내주)를 가지고 있으며, 이것 역시 요오드 함유 화합물을 분비하지만, 티록신은 아니다.[60]
티록신은 대사 조절과 척추동물 분류군 전체의 성장에 매우 중요하다. 요오드와 T4는 식물을 먹는 물속 올챙이에서 육식을 하는 육지 개구리로의 변태를 유발하여, 다른 포식 동물에서 볼 수 있듯이 사냥을 위한 더 나은 신경학적, 시각 공간적, 냄새 및 인지 능력을 갖게 한다. 유사한 현상이 유생 유지 양서류 도롱뇽에서 발생하며, 요오드를 도입하지 않으면 육지에 사는 성체로 변하지 않고 유생 형태의 수생 멕시코도롱뇽으로 살고 번식한다. 양서류 중에서 프로필티오우라실(PTU)과 같은 갑상샘 차단제를 투여하면 올챙이가 개구리로 변태하는 것을 방지할 수 있으며, 반대로 티록신을 투여하면 변태가 유발된다. 양서류 변태에서 티록신과 요오드는 또한 올챙이의 아가미, 꼬리, 지느러미 세포에 대한 잘 연구된 세포자멸사 실험 모델을 수행한다. 요오드는 요오드지질을 통해 육상 동물 종의 진화를 선호했으며, 진화에서 인간의 뇌에 중요한 역할을 했을 가능성이 높다.[61][62]
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