갑상선 호르몬과 갑상선 기능검사(1)_TSH/T3/Free T3

갑상선 질환은 다양한 갑상선 기능검사를 통해 정확한 진단을 할 수 있으며 그에 따라 효과적으로 치료할 수 있습니다.

 

갑상선 기능 검사에는 혈청 내 갑상선에 관련된 호르몬의 측정, 시상하부-뇌하수체-갑상선 축의 상태를 알아보는 검사, 갑상선 호르몬 결합 단백질 검사, 갑상선 요오드 섭취율과 같이 직접적으로 기능을 알아보는 검사 등이 있습니다. 

 

 

◈ 갑상선과 갑상선 호르몬

 

갑상선은 목의 전방하부에 위치하고 있는 내분비 기관으로, 갑상선 호르몬인 티록신(Thyroxine, T4)과 트리요오드트리닌(triiodo-thyronine, T3)을 합성, 저장, 분비하는 기능을 합니다.

 

 

갑상선 호르몬의 생성은 시상하부-뇌하수체의 조절을 받습니다.

 

분비된 호르몬은 혈액을 통해 시상하부-뇌하수체에 도달하여 이들의 기능을 억제하는 음성 되먹이기 작용(negative feedback)을 하여 체내에 분비된 호르몬의 양이 일정하게 유지되도록 조절합니다.

 

갑상선 호르몬은 전구물질인 티로글로불린(thyroglobulin)과 요오드를 원료로 하여 갑상선 과산화효소(thyroid peroxidase)의 촉매작용에 의해 모노요오드타이로신(monoiodothyrosine, MIT), 디요오드타이로신(diiodothyrosine, DIT)이 된 후 결합과정을 통해 T3, T4로 합성됩니다.

 

*여기서 T3는 요오드가 3개 붙어 있는 호르몬이라는 뜻으로, T4는 요오드가 4개 붙어 있습니다. 

 

생성된 호르몬들은 갑상선 내에 저장되어 있다가 효소에 의해 분해되어 혈중으로 분비됩니다. 갑상선에서 방출되는 호르몬의 약 93%가 T4이고, 7% 정도가 T3입니다. 

 

하지만, 대부분의 T4가 탈요오드 과정을 통해 T3가 된 후 조직으로 이동합니다. 

 

갑상선 질환은 혈중 갑상선 자극 호르몬(TSH), 트리요오드타이로닌(T3), 유리 트리요오드타이로닌(Free triiodothyronine, fT3), Reverse T3(rT3), 티록신(T4), 유리 티록신(fT4), 갑상선 자가항체 등을 기준으로 구분합니다.

 

 

▷갑상선 호르몬의 기능

갑상선 호르몬은 조직세포의 신진대사율을 적절한 수준으로 유지하고 조절하며 에너지 생산의 증가, 산소 소비 증가, 신진대사 촉진, 열 생산 등의 에너지 대사를 촉진합니다.

 

또한 갑상선 호르몬에 의해 단백질, 탄수화물, 지방 등 다양한 영양소의 대사가 이루어집니다.

 

갑상선 호르몬은 효소 단백질의 조절, 성장기 체내 단백질의 합성을 촉진하는 단백질 대사, 글리코켄의 분해, 포도당 신생작용, 포도당 이용에 관여하는 탄수화물의 대사를 촉진합니다.

 

이렇게 지방질의 합성과 분해를 동시에 촉진하며 혈중의 유리지방산과 콜레스테롤을 증가시키는 지방의 대사에도 관여합니다.

 

대사장소에 따라 갑상선 호르몬의 작용은 다양합니다. 조직과 뼈에서는 조직의 성장 조절, 뼈의 발육을 촉진시킵니다.

 

순환계에서는 심박출량과 혈류량 증가, 혈관을 확장시킵니다. 갑상선 기능저하인 경우 신경계에서는 뇌와 신경의 발육장애가 나타나며 갑상선 기능항진의 경우에는 신경과민과 불안 증상이 나타납니다.

 

 

◈ 갑상선 기능검사(1)

 

1) TSH(갑상선 자극 호르몬, thyroid stimulating hormone)

갑상선 자극 호르몬(TSH)은 뇌하수체에서 분비되며 갑상선을 자극하여 갑상선 호르몬을 생성하고 방출하게 하는 역할을 합니다.

 

 

혈액검사를 통해 확인할 수 있으며, 정상 참고치는 0.4~4.5 uU/mL이지만 이는 병원이나 검사실의 측정 방법에 따라 약간의 차이가 있을 수 있습니다.

 

시상하부-뇌하수체-갑상선은 하나의 축을 이루고 있어 시상하부에서 갑상선 자극 호르몬 방출호르몬(TRH)이 분비되면 이것이 뇌하수체를 자극합니다.

 

그리고 뇌하수체에서 갑상선 자극 호르몬을 분비하여 갑상선을 자극하면 갑상선에서 갑상선 호르몬이 분비됩니다.

 

이러한 축은 또한, 보상을 일으키는 하나의 되먹임 기전(feedback mechanism)을 이룹니다.

 

갑상선 호르몬이 필요 이상으로 증가하면 갑상선 자극 호르몬의 분비가 감소하여 갑상선 호르몬이 과다하게 생성되는 것을 방지합니다.

 

또한, 반대로 갑상선 호르몬이 부족하면 갑상선 자극 호르몬이 증가하여 갑상선 호르몬의 생성을 촉진합니다.

따라서 시상하부나 뇌하수체의 기능이 과다한 상태에서는 갑상선 자극 호르몬 분비가 증가할 수 있습니다.

 

이외에도 1차성 갑상선 기능이상(저하와 항진)의 초기 단계에는 갑상선 호르몬이 보상적으로 작용합니다.

 

 

즉, 갑상선 기능 저하증 때에는 갑상선 자극 호르몬이 증가하고, 갑상선 기능 항진증 때에는 갑상선 자극 호르몬이 감소하는 경과를 보입니다.

 

이는 갑상선 호르몬 자체의 측정보다 더 예민하게 갑상선 기능을 반영하므로 초기 검사로 유용하게 사용될 수 있습니다.

그러므로 갑상선 자극 호르몬이 증가한 경우에는 가장 흔하게는 갑상선 기능 저하증, 갑상선 자극 호르몬이 감소한 경우에는 가장 흔하게는 갑상선 기능 항진증을 가장 먼저 의심할 수 있습니다.

 

그러나 이외의 다른 많은 질환들에 의해 2차적으로 갑상선 자극 호르몬의 수치는 변화할 수 있으므로 정밀 검사를 통한 원인 감별이 필요합니다.

 

 

2) Triiodothyronine (T3, 트리요오드타이로닌)

T3의 혈청 정상수치는 140~175ng/dL이며, 판정 기준이 되는 참고치는 70~200ng/dL입니다. 검사 결과로 갑상선 기능이상, 급성 중증질환, T3 toxicosis(중독증) 등을 진단할 수 있습니다.

 

혈청 수치가 정상수치 이상일 경우에는 그레이브스병, TSH 생산종양, 인간 융모성 생식선 자극호르몬(hCG) 생산종양, 갑상선 호르몬 과잉 복용, T3 중독증, TBG(티록신결합글로불린) 증가, 갑상선 호르몬 불응증 등을 의심할 수 있습니다.

 

*TBG(thyroxine binding globulin, 티록신결합글로불린): 갑상선 호르몬의 혈중 수송을 담당하는 단백질로 주로 간에서 합성됩니다. 

 

 

정상 수치 이하일 경우에는 갑상선 기능저하증인 원발성 갑상선 기능저하증, 뇌하수체 갑상선 기능저하증, 시상하부성 갑상선 기능저하증과 TBG 감소, Low T3 증후군 등을 의심할 수 있습니다.

 

갑상선 기능 평가에 티록신(T4)이 가장 널리 이용되지만 T4는 정상 범위이며, T3만 이상치를 보이는 경우가 있습니다.

 

특히, 갑상선 중독증이 의심되나 T4는 정상 범위이면 반드시 T3를 측정하도록 합니다. T4는 정상 범위이고 T3만 증가되는 경우를 T3 중독증이라 합니다. 

 

T3 저하증후군은 TSH와 T4는 정상 범위에 있으며 T3만 저하됩니다.

 

혈중 T3의 80%는 간, 신장 등 말초 조직에서 T4의 5’-탈요오드효소의 작용에 의해 생산됩니다.

 

금식, 신경성 식욕 부진증, 간경변, 신부전, 급성 중증 질환 등에 의해 5’-탈요드 효소의 활성이 저하되면 혈중 총 T3 농도가 감소되고 이러한 저하 정도는 질환의 원인과 관계없이 질환의 중증도에 의해 결정됩니다.

 

T4/T3비는 그레이브스병과 파괴성 갑상선 중독증에 유용한 지표입니다. 갑상선 호르몬의 반감기는 T4가 1주일, T3가 1일로 크게 차이가 있습니다.

 

갑상선 파괴에 의해 일시적으로 갑상선 호르몬이 유출되고 지속적으로 생산되지 않으면, T4는 증가하고 T3는 일찍 감소하여 T4/T3 비가 커집니다.

 

 

3) Free triiodothyronine (fT3, 유리 트리요오드타이로닌)

Free T3, 즉 유리 T3는 단백질과 결합되지 않은 T3를 뜻합니다. 

 

fT3의 혈청 정상수치는 3.5~4.3pg/mL이며 판정 기준이 되는 참고치는 3.5~6.5pg/mL입니다. 혈청 총 T3의 수치 변동이 혈중 단백질 결함에 의한 것으로 의심될 때 검사합니다.

 

T3 저하증후군에서는 T3처럼 유리 T3도 저하되며, TSH를 측정하여 정상이면 FT4/FT3비를 이용하여 갑상선 기능저하증과 감별합니다.

 

T3 저하증후군에서는 5’-탈요오드효소의 활성저하에 의해 FT4는 정상 범위에 있으나 FT3는 저하됩니다. 갑상선 기증저하증에서는 FT4가 저하됩니다.

 

따라서 T3 저하증후군에서는 FT3/FT4비가 3.0 이상이지만 갑상선 기능저하증에서는 FT3/FT4비가 2.0 이하입니다.

 

 

*참고:

1)논문_윤경미 외 5인, 갑상선 질환의 치료 및 관리, 대한약국학회지, Vol.4, No.1, 2018, 52~53p

2)site_TSH(갑상선 자극 호르몬) 수치는 얼마가 정상이며, 수치를 통해 어떤 질병을 확인할 수 있나요?,서울대학교병원, 건강칼럼