셀레늄과 갑상선 — 셀레늄 부족이 갑상선을 손상시킬까?

연구 목적: 갑상선 호르몬의 핵심 구성 성분인 필수 미량 원소 요오드 외에도, 갑상선 호르몬을 적절히 합성하고 활성화하며 대사하려면 두 번째 필수 미량 원소인 셀레늄이 필요하다. 사람의 갑상선은 조직 1g당 셀레늄 함량이 모든 장기 중 가장 높다.

결과: 중앙 자이르 등에서 나타나는 요오드와 셀레늄의 동시 결핍은 점액수종형 풍토성 크레틴병을 일으키는 것으로 여겨진다. 셀레늄 섭취가 부족하고 진단 전 혈청 셀레늄 수치가 낮으면 갑상선암과 기타 종양의 발생과 유의한 상관관계가 있다. 셀레늄 섭취량은 셀레노시스테인을 포함한 단백질의 발현과 번역을 조절하지만, 조직 내 셀레늄 함량과 여러 갑상선 셀레노단백질의 발현 사이에는 직접적인 상관관계가 발견되지 않았다. 이는 갑상선 선종, 암 또는 자가면역질환에서처럼 다른 조절 요인이 셀레늄 의존적 발현 조절에 관여하거나 이를 능가할 수 있음을 보여준다. 빙하기와 그 이후 세계 여러 지역의 토양 표층에서 요오드와 셀레늄 두 미량 원소가 씻겨 내려갔으므로, 균형 잡힌 식사나 보충제를 통해 이 필수 성분을 충분히 공급해야 한다.

연구 목적: 셀레늄(Se)은 몸의 여러 면역 기능과 조절 기능에 필요한 필수 미량 영양소다. 갑상선 조직에서 셀레늄은 항산화 체계에 기여하며, 갑상선 호르몬 대사에 관여하는 셀레노단백질인 탈요오드화효소의 중요한 구성 요소다.

결과: 또한 여러 연구는 혈청 셀레늄 결핍(SeD)과 갑상선암 발생 사이의 연관성을 제시한다. 생리적인 셀레늄 농도를 유지하는 것은 갑상선 질환 예방과 관련이 있는 것으로 보이지만, 현재 자료만으로는 보충제의 효과를 확실히 뒷받침하거나 반박하기 어렵다. 이 종설에서는 갑상선 병태생리에서 셀레늄이 하는 역할에 관한 최신 정보를 제시하고자 한다. 관련 문헌을 찾기 위해 PubMed, Lilacs, SciELO 전자 데이터베이스에서 구체적인 검색 전략을 사용했다.

연구 목적: 필수 미량 원소인 셀레늄(Se)을 충분히 섭취하지 못하는 것은 케샨병과 카신-베크병, 암, 면역 기능 저하, 신경퇴행성 질환과 노화 관련 질환, 갑상선 호르몬 축의 장애 등 여러 질병에 걸릴 소인이나 질병 발생과 관련이 있다. 셀레늄 결핍과 요오드 부족이 함께 있으면 점액수종형 크레틴병의 발생 과정에 영향을 준다.

결과: 갑상선은 뇌와 다른 내분비 기관처럼 조직 단위 질량당 셀레늄 함량이 높은 인체 조직에 속한다. 글루타티온 과산화효소(GPx)와 티오레독신 환원효소(TxnRd) 계열처럼 세포의 항산화 방어와 산화환원 조절에 관여하는 셀레노단백질은 갑상선 호르몬 생합성을 위해 여포에서 생성되는 과도한 과산화수소와 활성산소종으로부터 갑상선을 보호한다. 또한 갑상선 호르몬을 활성화하거나 비활성화하는 세 가지 핵심 효소인 요오드티로닌 탈요오드화효소(DIO1, 2, 3)도 셀레노단백질이며, 발달 단계와 세포 유형, 병리 상태에 따라 발현 양상이 달라진다.

연구 목적: 세포에서 셀레늄이 하는 기능에 관한 연구는 주로 셀레늄을 포함한 글루타티온 과산화효소의 역할에 집중되어 왔다. 그러나 최근 쥐에서 셀레늄이 1형 요오드티로닌 5'-탈요오드화효소의 필수 구성 요소라는 사실이 밝혀졌다. 이 효소는 티록신을 생물학적 활성이 더 높은 호르몬인 3,5,3'-트리요오드티로닌으로 전환한다.

결과: 세포에서 셀레늄이 하는 기능에 관한 연구는 주로 셀레늄을 포함한 글루타티온 과산화효소의 역할에 집중되어 왔다. 그러나 최근 쥐에서 셀레늄이 1형 요오드티로닌 5'-탈요오드화효소의 필수 구성 요소라는 사실이 밝혀졌다. 이 효소는 티록신을 생물학적 활성이 더 높은 호르몬인 3,5,3'-트리요오드티로닌으로 전환한다. 따라서 셀레늄이 부족한 쥐는 조직의 탈요오드화효소 활성이 낮고 갑상선 호르몬 대사에 이상이 생긴다. 셀레늄이 갑상선 호르몬 대사에서 이런 기능을 한다는 사실은 셀레늄 결핍의 영향을 해석할 때 중요한 의미가 있으며, 특히 비타민 E 상태가 충분한 사람에게 그렇다.

연구 목적: 요오드, 셀레늄, 철이라는 필수 미량 원소 세 가지가 충분히 공급되고 적절히 대사되는 것은 사람, 척추동물 및 그 진화적 조상에서 갑상선 호르몬 체계가 기능하고 작용하기 위한 기본 조건이다.

결과: 과산화수소는 갑상선 여포의 콜로이드강을 향한 꼭대기쪽 막 표면에 ‘갑상선소체’ 형태로 조직된 이중 산화효소 체계에 의해 생성된다. 갑상선세포에서 발현되는 여러 셀레노단백질은 평생 과산화수소와 그로부터 생기는 활성산소종에 노출되는 상황에서 여포의 구조와 기능을 보호한다. 뇌하수체 호르몬인 갑상선자극호르몬(TSH)은 갑상선 호르몬의 합성과 분비에 필요한 모든 과정을 자극하고 갑상선세포의 성장, 분화, 기능을 조절한다. 영양 섭취를 통한 요오드, 셀레늄, 철분 공급이 부족해 전 세계적으로 발생하는 풍토병은 교육·사회·정치적 조치를 통해 예방할 수 있다.

연구 목적: 미량 원소 셀레늄은 셀레노시스테인을 포함한 셀레노단백질을 생합성하는 데 필요한 필수 미량 영양소다. 알려진 셀레노단백질 대부분은 갑상선에서 발현되며, 그중에는 기능이 아직 밝혀지지 않은 것도 있다.

결과: 그러나 셀레늄 상태가 낮은 것은 유럽 여성의 갑상선종과 다발성 결절 위험과 관련이 있다. 일부 임상 연구에서는 셀레늄이 부족한 자가면역 갑상선 질환 환자가 셀레늄 보충으로 도움을 받는다는 사실이 확인되었지만, 자료는 서로 엇갈리며 여러 조건을 더 밝혀야 한다. 개인의 기초 셀레늄 상태는 셀레늄 보충 결과를 좌우하는 가장 중요한 요인일 수 있다. 보충제는 내분비계와 면역계가 상호작용하는 과정에서 자기증폭되는 순환을 주로 끊고, 림프구와 갑상선 자가항원 사이의 상호작용을 바로잡을 수 있다. 셀레늄 결핍은 면역계와 갑상선의 상호작용이 악화되는 자기증폭 과정의 위험 요인일 가능성이 있으며, 셀레늄 보충은 이렇게 어긋난 상호작용의 자기증폭 성향을 누그러뜨리는 것으로 보인다.

연구 목적: 쥐를 대상으로 한 실험 연구와 사람을 대상으로 한 역학 및 실험 연구를 바탕으로, 셀레늄 결핍이 요오드 대사에 미치는 영향에 관해 몇 가지 가설을 제시할 수 있다. 셀레늄 결핍은 세포 내 GSH 과산화효소 활성을 낮춰 과산화수소(H2O2)를 늘리고, 수주에 걸쳐 점액수종성 크레틴병 환자에게서 관찰되는 갑상선 위축을 일으킬 수 있다.

결과: 쥐를 대상으로 한 실험 연구와 사람을 대상으로 한 역학 및 실험 연구를 바탕으로, 셀레늄 결핍이 요오드 대사에 미치는 영향에 관해 몇 가지 가설을 제시할 수 있다. 셀레늄 결핍은 세포 내 GSH 과산화효소 활성을 낮춰 과산화수소(H2O2)를 늘리고, 수주에 걸쳐 점액수종성 크레틴병 환자에게서 관찰되는 갑상선 위축을 일으킬 수 있다. 갑상선 호르몬 합성을 개선하고 말초에서 티록신(T4)이 탈요오드화되는 것을 줄이면, 셀레늄 결핍은 태아의 뇌에 공급되는 T4를 보호해 신경학적 크레틴병을 막을 수 있다. 셀레늄 결핍은 T4 대사를 줄여 요오드화물의 유출을 감소시킴으로써, 그리고 어쩌면 과산화수소 공급과 갑상선 호르몬 합성을 늘려 갑상선 효율을 높임으로써 요오드 결핍을 막을 수 있다.

연구 목적: 체계적인 선별 검사가 없는 가운데 전 세계 인구에서 갑상선 유두암(PTC) 발생률이 꾸준히 증가하고 있다. 현재의 과제는 이런 증가에 기여하는 관련 위험 요인을 규명하고 조기 진단을 돕는 것이다.

결과: 모든 혈장 생체표지자는 유의한 양의 상관관계를 보였으며, 이는 시료의 무결성, 분석의 질, 셀레늄 상태의 불충분성을 뒷받침한다. 예측 모델에서 혈장 셀레늄 수치가 낮은 것과 갑상선 유두암(PTC) 사이에 유의한 연관성이 나타났다(OR=5.02, 95%; CI:1.51-16.73; P = 0.009). 결과는 갑상선암이 셀레늄 상태에 영향을 미치거나, 셀레늄 결핍이 있을 때 갑상선암 위험이 증가하거나, 두 요인이 서로 연관되어 있다는 가설을 뒷받침한다. 셀레늄 결핍은 관리할 수 있는 건강 위험 요인이므로, 상호작용이 어느 방향으로 작용하는지 밝히고 예방 조치를 시험하기 위한 장기 연구가 필요하다.