다시마 등에 풍부한 무기 이온인 아이오딘이 체내에서 갑상샘 호르몬인 티록신의 핵심 구성 원소가 되는 과정이 어떻게 되나요?

Question

다시마 등에 풍부한 무기 이온인 아이오딘이 체내에서 갑상샘 호르몬인 티록신의 핵심 구성 원소가 되는 과정과, 방사성 아이오딘 노출 시 무기 아이오딘 섭취가 예방 효과를 갖는 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

다시마와 같은 해조류에 풍부한 아이오딘이 우리 몸의 대사를 조절하는 갑상샘 호르몬으로 변환되는 과정은 인체의 정교한 농축 기술을 보여주는 대표적인 사례입니다. 무기 이온 상태로 섭취된 아이오딘은 혈액을 타고 이동하다가 갑상샘 세포막에 위치한 특수한 펌프를 통해 세포 내부로 흡수됩니다. 이때 갑상샘은 혈액 속 농도보다 수십 배 이상 높은 농도로 아이오딘을 끌어모으는데, 이렇게 모인 아이오딘은 티로신이라는 아미노산과 결합하여 티록신과 같은 갑상샘 호르몬의 핵심 뼈대를 형성하게 됩니다.

​방사성 아이오딘 노출 시 무기 아이오딘을 미리 섭취하여 예방 효과를 얻는 원리는 일종의 선점 전략인 포화 법칙으로 설명할 수 있습니다. 우리 몸의 갑상샘은 아이오딘을 수용할 수 있는 공간이 한정되어 있는데, 방사능 사고 등으로 오염된 방사성 아이오딘이 몸에 들어오기 전에 안정된 무기 아이오딘을 충분히 섭취하면 갑상샘의 수용 공간이 이미 가득 차게 됩니다.

​이미 안정된 아이오딘으로 포화 상태가 된 갑상샘은 뒤늦게 들어오는 방사성 아이오딘을 더 이상 흡수하지 못하고 외부로 배출하게 됩니다. 결과적으로 방사성 물질이 갑상샘에 머물며 내부 피폭을 일으키는 것을 물리적으로 차단하는 셈입니다. 이러한 원리는 마치 만석인 버스에 새로운 승객이 탈 수 없는 것과 같으며, 특정 부위에 집중될 수 있는 방사능 피해를 최소화하는 가장 직접적인 방어 기전이 됩니다. 다만 이는 갑상샘에 대한 국한적인 보호 방법이므로 반드시 전문가의 지시에 따라 적절한 시기에 복용하는 것이 중요합니다.

Answer 2

안녕하세요.

다시마와 같은 해조류에 풍부한 아이오딘은 물에 녹아 있는 아이오다이드 이온 형태로 존재하며, 사람이 섭취하면 소장에서 효율적으로 흡수되어 혈액으로 들어가며 혈액 속 아이오다이드는 목 앞쪽의 갑상샘 으로 운반됩니다. 갑상샘 세포는 다른 조직보다 아이오다이드를 매우 적극적으로 끌어들이는데, 이는 세포막에 있는 나트륨-아이오다이드 공동수송체를 갖기 때문입니다. 이 수송체는 나트륨 농도 기울기를 이용해 혈액 속 낮은 농도의 아이오다이드를 세포 안으로 농축하기 때문에, 갑상샘은 체내에서 아이오딘을 가장 많이 저장하는 기관 중 하나입니다.

이때 갑상샘 세포 안으로 들어온 아이오다이드는 곧바로 호르몬이 되는 것이 아니라, 여포 내강으로 이동한 뒤 효소 반응을 거칩니다. 갑상샘 과산화효소가 아이오다이드를 산화시켜 반응성이 높은 형태로 바꾸고, 이를 거대한 단백질인 티로글로불린 안의 아미노산 티로신 잔기에 붙이는데요, 두 개의 아이오딘이 붙은 DIT 두 개가 결합하면 티록신이 생성되고, MIT 하나와 DIT 하나가 결합하면 트리요오드티로닌 이 만들어집니다. 즉, 음식 속 무기 아이오딘이 여러 단계의 효소 반응을 거쳐 유기 분자 속에 편입되면서 갑상샘 호르몬의 핵심 원소가 된다고 보시면 됩니다.

방사성 아이오딘 노출 시 무기 아이오딘 섭취를 하면 예방 효과가 나타나는 것은 갑상샘은 아이오딘의 종류가 안정 동위원소인지 방사성 동위원소인지 구별하지 못하고 모두 흡수하려고 하기 때문입니다. 만약 아이오딘-131 같은 방사성 아이오딘에 노출되면 갑상샘이 이를 끌어들여 내부 피폭이 발생할 수 있고, 특히 소아나 청소년에서는 갑상샘암 위험이 증가할 수 있습니다. 이때 미리 또는 매우 빠른 시점에 안정한 무기 아이오딘을 충분량 복용하면 혈중 아이오다이드 농도가 급격히 올라가 갑상샘의 운반체와 저장 능력이 포화됩니다. 그러면 갑상샘이 추가 아이오딘을 덜 흡수하게 되고, 방사성 아이오딘이 들어와도 경쟁에서 밀려 체내 축적이 크게 줄어들게 됩니다. 감사합니다.