내분비 생리, 칼슘 농도 조절

“갑상선 수술 후 손발이 저려요. 경련이 자주 와요”라며 응급실을 방문하는 환자들을 자주 볼 수 있다. 갑상선을 떼어냈는데 왜 손발이 저릴까? 해답은 ‘부갑상선’과 ‘칼슘’에 있다.

보통 사람들은 뼈와 칼슘이 한 묶음이라 생각한다. 실제 혈액 속의 칼슘 이온(Ca²⁺) 농도는 뼈의 성장, 치아의 발육과 아주 밀접한 연관이 있다. 이뿐만 아니라 Ca²⁺은 신경전달의 연접 활동과 근육수축, 심장수축 등에서도 굉장히 중요한 역할을 한다. 그래서 인체는 각종 호르몬과 비타민 작용을 통해 혈액 속의 적절한 Ca²⁺ 농도를 유지하게 된다.
바로 ‘부갑상선 호르몬(PTH’ ‘칼시트리올’ ‘칼시토닌(CT)’이라는 세 가지 호르몬이 뼈, 콩팥, 작은창자에서의 Ca²⁺ 이동을 조절하여 혈중 농도를 유지한다.

1. 부갑상선 호르몬
‘부갑상선(parathyroid gland)’은 쌀알 크기로 갑상선 뒷면 위와 아래로 각 1쌍씩 모두 4개가 붙어있다. 부갑상선에서 부갑상선 호르몬을 분비한다. 만약 땀과 소변 배출, 섭취 부족 등으로 ‘혈액에서 Ca²⁺ 농도가 감소’하면, 부갑상선 호르몬(PTH)이 혈액 속으로 분비된다.
PTH가 뼈파괴세포(osteoclast)를 자극하면 이 세포는 Ca²⁺을 뼈에서 혈류로 방출시킨다. 또한, PTH는 콩팥에 작용하여 Ca²⁺의 흡수를 늘리고, 비활성형 비타민 D를 활성형인 칼시트리올로 바꾸는 과정을 촉진하여 작은창자에서 Ca²⁺의 흡수를 늘린다.
이런 과정으로 혈중 Ca²⁺농도가 적절히 증가하면, PTH 분비는 멈추게 된다.

2. 칼시트리올
‘칼시트리올(calcitriol)’은 ‘햇빛’과 섭취된 ‘비타민 D’로부터 만들어진다. 칼시트리올은 작은창자에서 Ca²⁺을 흡수하여 혈중의 Ca²⁺농도를 적정 수준으로 유지하는 역할을 한다.
만약, 비타민 D의 섭취가 부족하면, 칼시트리올이 만들어지지 않아 Ca²⁺ 흡수가 부족하게 되고, 결국 어린이는 ‘오다리 형태’가 되는 성장장애인 구루병(rickets)이, 성인은 뼈가 말랑말랑해지는 뼈 연화증(osteomalacia)이 생길 수 있다.

3. 칼시토닌
‘칼시토닌(calcitonin, CT)’은 ‘갑상선의 소포곁세포’에서 만들어진다. 만약, 칼슘 섭취 증가로 혈중 Ca²⁺ 농도가 증가하면 CT가 혈액으로 분비된다.
CT는 뼈파괴세포를 억제한다. 뼈에서 Ca²⁺의 혈류 방출은 줄어들고 결국, Ca²⁺은 뼈에 저장된다. 또한, 콩팥에서 Ca²⁺의 소변 배출을 증가시킨다. 이런 과정을 통해 높아진 혈중의 Ca²⁺농도를 낮추어 적정 수준으로 유지할 수 있다.

정리해보면, 땀, 섭취 부족 등으로 혈중 Ca²⁺ 농도가 낮으면 PTH, 칼시트리올 작용으로 Ca²⁺ 농도를 높인다. 뼈에 저장된 Ca²⁺을 내보내면 ‘뼈가 약해진다’.
칼슘 섭취가 많아서 혈중 Ca²⁺ 농도가 높아지면 갑상선에서 분비하는 CT 작용으로 Ca²⁺ 농도를 낮춘다. 이 과정에서 ‘뼈는 튼튼’해질 수 있다.

갑상선암 등으로 갑상선 전절제술(total thyroidectomy)을 시행 받은 환자는 거의 부갑상선도 함께 제거된다. 혈액의 Ca²⁺ 농도 ‘조절 장치’가 없어진 것이다. 이런 환자들은 주로 혈중 Ca²⁺ 농도 감소를 조절하는 데 문제가 생겨 저칼슘혈증(hypocalcemia)이 쉽게 발생할 수 있다.

저칼슘혈증은 손발 저림, 근육경련, 발작 등 근육과 신경계통에서 불편한 증상들을 유발할 수 있고, 심지어 부정맥 같은 심각한 부작용을 일으킬 위험이 있다. 그러므로 갑상선 절제술을 받은 사람이라면 평소 ‘음식을 통해 충분한 칼슘을 섭취’하고 ‘보충제’ 등을 복용하는 것이 도움이 된다.