요오드

요오드는 갑상선에서 생산되는 두 가지 주요 호르몬인 티록신(T4)과 트리요오드티로닌(T3)의 필수 구성 성분이다. 갑상선 세포 내의 콜로이드 공간에 저장된 단백질인 티로글로불린은 요오드화와 호르몬 합성의 기질 역할을 한다. 갑상선 세포는 혈액으로부터 요오드화물 이온(I-)을 능동 수송하여 포획하며, 이 과정은 갑상선 자극 호르몬(TSH)에 의해 조절되고 나트륨-요오드 동반수송체(NIS)를 통해 이루어진다.

포획된 요오드화물 이온은 갑상선 과산화효소(TPO)와 과산화수소의 작용으로 활성화된 후, 티로글로불린 분자 내의 티로신 잔기에 결합한다. 이 요오드화 과정은 먼저 티로신 잔기에 요오드 원자 하나가 붙어 모노요오드티로신(MIT)을 형성하고, 여기에 요오드 원자가 하나 더 붙어 다이요오드티로신(DIT)을 생성한다. 이후 두 분자의 DIT가 결합하여 티록신(T4)을, 한 분자의 MIT와 한 분자의 DIT가 결합하여 트리요오드티로닌(T3)을 합성한다.

합성된 T4와 T3는 여전히 티로글로불린에 결합된 상태로 콜로이드 내에 저장되었다가 필요시 세포로 다시 흡수되어 분해된다. 최종적으로 갑상선에서 분비되는 호르몬은 약 90%가 T4, 10%가 T3이다. T4는 비교적 활성이 낮은 전구 호르몬으로, 말초 조직, 특히 간과 신장에서 요오드 원자 하나를 제거하여 활성 형태인 T3으로 전환된다[2]. 이렇게 합성된 갑상선 호르몬은 체내 에너지 대사, 단백질 합성, 그리고 신체와 뇌의 성장 및 발달을 조절하는 핵심적인 역할을 담당한다.

요오드는 갑상선 호르몬인 티록신(T4)과 트리요오드티로닌(T3)의 필수 구성 성분이다. 이 호르몬들은 신체의 거의 모든 세포에 영향을 미쳐 기초대사율을 조절하는 핵심 역할을 한다. 갑상선 호르몬은 미토콘드리아에서의 에너지 생산을 촉진하고, 탄수화물, 단백질, 지방의 대사를 조절하여 체온 유지와 전반적인 에너지 균형을 유지하게 한다.

특히 성장기 아동에게 요오드는 매우 중요하다. 갑상선 호르몬은 뇌와 중추신경계의 정상적인 발달에 절대적으로 필요하다. 태아기 후반과 생후 초기 몇 년 동안은 뇌 성장이 가장 활발한 시기로, 이 시기에 요오드 결핍이 발생하면 되돌릴 수 없는 신경인지 손상을 초래할 수 있다. 이는 학습 능력 저하, 운동 기능 장애, 지능 지수(IQ) 감소로 이어진다.

요오드가 관여하는 세포 수준의 주요 작용은 다음과 같다.

요오드 섭취가 충분하지 않으면 갑상선 호르몬 생성이 감소하여 갑상선기능저하증이 발생한다. 이는 세포 대사 전반을 둔화시켜 피로, 체중 증가, 추위 민감성, 인지 기능 저하 등의 증상을 유발한다. 따라서 적절한 요오드 섭취는 단순히 갑상선 건강을 넘어 전 생애에 걸친 세포 수준의 최적 기능과 건강한 성장 발달을 보장하는 기반이 된다.

요오드 결핍의 가장 대표적이고 가시적인 증상은 갑상선종이다. 이는 갑상선이 충분한 갑상선 호르몬을 생산하기 위해 과도하게 비대해져 목 앞부분에 덩어리가 만져지는 상태를 말한다. 갑상선종은 초기에는 증상이 미미할 수 있으나, 크기가 커지면 기도를 압박하여 호흡곤란이나 삼킴 곤란을 유발할 수 있다.

심각한 요오드 결핍은 갑상선 호르몬 생산 자체를 저해하여 갑상선기능저하증을 일으킨다. 성인에서의 갑상선기능저하증은 피로, 체중 증가, 추위 민감성, 건조한 피부, 탈모, 인지 기능 저하 등의 증상을 보인다. 그러나 임신 중이나 영유아기에 발생한 심각한 결핍은 돌이킬 수 없는 신경학적 손상을 초래한다.

임신 중 요오드 결핍은 태아의 뇌 발달에 치명적 영향을 미쳐 크레틴병이라는 심각한 질환을 유발할 수 있다. 크레틴병은 정신 지체, 청각 및 언어 장애, 신체 발육 부진, 신경근육 이상을 특징으로 한다. 이는 출생 전후의 뇌 성장이 가장 활발한 시기에 갑상선 호르몬이 절대적으로 부족하기 때문에 발생한다.

요오드 결핍에 따른 주요 질환을 생애주기별로 구분하면 다음과 같다.

이러한 질환들은 요오드 결핍이 단순한 영양 문제를 넘어 공중보건상 중요한 문제임을 보여준다. 특히 태아와 영유아의 경우 그 영향이 영구적이기 때문에 예방이 최우선적으로 고려되어야 한다.

요오드 결핍증은 모든 인구 집단에 동일하게 나타나지 않으며, 특정 생리적 상태나 지리적 조건을 가진 집단에서 더 취약하게 발생한다.

생애주기별로 보면, 임산부와 수유부, 영유아 및 성장기 아동이 특히 위험하다. 임신기와 영유아기는 뇌 발달이 급격히 일어나는 시기로, 이때 요오드가 부족하면 되돌릴 수 없는 신경 인지 손상이 발생할 수 있다[5]. 또한, 갑상선 기능 항진증 치료를 위해 티오아마이드 계열 약물을 복용하는 환자나, 고지혈증 치료제인 콜레스티라민을 복용하는 환자도 요오드 결핍 위험이 높아진다.

지역적 유병률은 토양과 물의 요오드 함량에 크게 의존한다. 일반적으로 해안 지역보다 내륙 산악 지역에서 결핍이 흔하다. 역사적으로 요오드 결핍성 갑상선종은 알프스 산맥, 히말라야 산맥, 안데스 산맥 지역과 같이 빙하 퇴적물이나 빈번한 침식으로 토양의 요오드가 씻겨 나간 곳에서 널리 유행했다. 다음 표는 과거 요오드 결핍이 심했던 주요 지역을 보여준다.

20세기 후반부터 소금 요오드화 같은 공중보건 정책이 전 세계적으로 시행되면서, 많은 국가에서 요오드 결핍 유병률이 현저히 감소했다. 그러나 여전히 공중보건 프로그램이 미비하거나, 토양이 매우 빈약한 일부 개발도상국 내륙 지역에서는 중요한 영양 문제로 남아있다.

요오드 과잉증은 주로 요오드 보충제의 과도한 섭취, 요오드 함량이 매우 높은 해조류(예: 다시마, 미역)의 지속적이고 다량의 섭취, 또는 요오드화 소금을 통한 필요 이상의 장기간 섭취로 인해 발생한다. 일부 갑상선 질환을 가진 개인은 요오드에 대한 내성이 낮아 상대적으로 적은 양의 과잉 섭취로도 증상이 나타날 수 있다[7].

주요 증상은 갑상선 기능의 변화와 직접적으로 연관된다. 급성으로 대량의 요오드를 섭취하면 갑상선 중독증이 유발되어 두근거림, 발한, 체중 감소, 불안, 떨림 등의 증상을 보인다. 반면, 만성적인 과잉 섭취는 오히려 갑상선 호르몬 생성을 억제하는 울프-차이코프 효과를 일으켜 갑상선기능저하증을 초래할 수 있다. 이 경우 피로, 체중 증가, 오한, 우울감 등의 증상이 나타난다. 또한, 요오드 과잉은 기존의 갑상선종이나 자가면역 갑상선염을 악화시키거나, 정상적인 갑상선 기능을 방해하여 새로운 갑상선종을 유발하기도 한다.

일반적으로 건강한 성인은 식이를 통한 요오드 과잉에 대해 상당한 내성을 가지지만, 장기간 권장 상한 섭취량을 크게 초과하면 위험성이 증가한다. 따라서 요오드 보충제나 해조류 제품을 섭취할 때는 의사의 조언을 따르는 것이 안전하다.

요오드 과잉 섭취는 갑상선의 정상적인 기능을 방해하여 다양한 이상을 초래할 수 있다. 가장 흔한 형태는 갑상선 기능항진증이다. 과다한 요오드는 자가면역 갑상선질환의 일종인 그레이브스병의 발병을 유발하거나 악화시킬 수 있으며, 하시모토 갑상선염 환자에서도 일시적인 갑상선 기능항진을 일으킬 수 있다[8]. 또한, 정상적인 갑상선을 가진 개인에게도 매우 높은 용량의 요오드가 장기간 공급되면 요오드 유발 갑상선기능항진증(IIH)을 유발할 수 있다.

반대로, 요오드 과잉은 특정 조건 하에서 갑상선 기능저하증을 유발하기도 한다. 이는 과량의 요오드가 갑상선 호르몬 합성의 핵심 효소인 갑상선 과산화효소의 기능을 억제하는 '울프-차이코프 효과' 때문이다. 일반적으로 이 효과는 일시적이며, 갑상선이 적응하여 정상 기능으로 회복된다. 그러나 하시모토 갑상선염 환자나 이전에 부분적인 갑상선 기능 저하가 있던 개인에서는 이 조절 기전이 실패하여 지속적인 기능저하증이 발생할 수 있다.

요오드 과잉에 의한 갑상선 기능 이상의 위험은 개인의 기저 갑상선 건강 상태에 크게 의존한다. 주요 원인과 관련 질환을 정리하면 다음과 같다.

이러한 기능 이상은 대부분 요오드 공급원을 제거하거나 감소시키면 호전될 수 있다. 그러나 일부 경우, 특히 기저 자가면역 질환이 있는 경우에는 지속적인 치료가 필요할 수 있다. 따라서 요오드 보충제를 복용하기 전에, 특히 갑상선 질환의 병력이 있는 경우 의사와 상담하는 것이 필수적이다.

요오드의 주요 급원 식품은 해산물, 유제품, 그리고 요오드화 소금이다. 해산물, 특히 해조류는 가장 풍부한 자연 식이 공급원이다. 다시마, 미역, 김과 같은 해조류는 바닷물에서 요오드를 농축하기 때문에 함량이 매우 높다. 생선과 갑각류도 요오드를 함유하고 있으나, 해조류에 비해 그 양은 적은 편이다.

유제품과 계란 또한 요오드의 중요한 공급원이 될 수 있다. 이는 사료에 첨가된 요오드가 동물의 체내로 흡수되어 우유나 계란으로 이전되기 때문이다. 또한 젖소의 유방 소독 과정에서 사용되는 포비돈 요오드 소독제가 우유에 일부 잔류할 수 있다. 그러나 유제품의 요오드 함량은 사료와 사육 관행에 따라 크게 변동될 수 있다.

요오드화 소금은 전 세계적으로 가장 효과적인 공중보건 개입 수단 중 하나이다. 이는 식탁용 소금에 균일하게 요오드화칼륨 또는 요오드산나트륨을 첨가한 것으로, 요오드 결핍을 예방하기 위해 널리 사용된다. 많은 국가에서 요오드화 소금 사용이 법적으로 의무화되어 있다.

일부 곡물이나 빵도 요오드 공급원이 될 수 있는데, 이는 제빵 과정에서 사용되는 빵 개량제에 요오드산염이 포함되어 있기 때문이다. 일반적으로 육상 동물성 식품과 과일, 채소의 요오드 함량은 토양의 요오드 농도에 직접적으로 의존하여 지역에 따라 큰 차이를 보인다.

생애주기별 요오드 필요량은 연령, 성별, 특히 임신 및 수유 상태에 따라 크게 달라진다. 이는 갑상선 호르몬 생산 요구량이 각 생애 단계에서 다르기 때문이다. 주요 보건 기구들은 연령대와 특정 상태에 따른 일일 충분 섭취량 또는 권장 섭취량을 제시하고 있다.

일반적으로 영아기와 청소년기, 그리고 임신·수유기에는 상대적으로 높은 요오드 섭취가 필요하다. 다음은 생애주기별 요오드 섭취 기준의 개요를 보여주는 표이다.

영아의 경우, 요오드는 뇌와 신경계의 급속한 성장을 지원하는 데 필수적이다. 완전 모유 수유아는 어머니의 모유를 통해, 분유 수유아는 요오드가 강화된 분유를 통해 요오드를 공급받는다. 청소년기에는 성장 가속과 함께 갑상선 호르몬 수요가 증가하여 요오드 필요량이 성인 수준에 근접하거나 이를 초과한다.

가장 많은 주의가 필요한 집단은 임산부와 수유부이다. 임신 중에는 태아의 갑상선 발달과 모체의 갑상선 호르몬 생산 증가를 위해 요오드 필요량이 약 50% 가량 증가한다. 충분한 요오드 공급은 태아의 뇌 발달과 저지능을 예방하는 데 결정적 역할을 한다. 수유부는 모유를 통해 영아에게 요오드를 전달해야 하므로 필요량이 더욱 높아진다. 따라서 이들 집단에서는 식단 관리와 필요시 보충제 복용이 특히 중요하게 강조된다.

소금 요오드화는 요오드 결핍증을 예방하기 위한 가장 효과적이고 비용 효율적인 공중보건 정책 중 하나이다. 이는 식용 소금에 미량의 요오드화칼륨 또는 요오드산칼륨을 첨가하여, 사람들이 일상적인 소금 섭취를 통해 충분한 요오드를 자연스럽게 공급받도록 하는 방법이다. 이 사업은 특히 내륙 지역이나 토양에 요오드가 부족한 지역에서 갑상선종과 크레틴병 같은 요오드 결핍 장애를 근절하는 데 결정적인 역할을 했다.

이 사업의 역사는 20세기 초반으로 거슬러 올라간다. 1920년대 스위스와 미국에서 처음으로 대규모 요오드화 소금 프로그램이 시행되었으며, 그 효과가 입증되면서 전 세계적으로 확산되었다[11]. 세계보건기구(WHO)와 유니세프(UNICEF) 같은 국제기구는 전 세계적인 요오드 결핍 퇴치를 위해 소금 요오드화를 핵심 전략으로 적극 권장하고 지원해 왔다.

소금 요오드화 사업의 성공을 위해서는 몇 가지 중요한 요소가 필요하다. 첫째, 요오드화 소금의 생산과 유통을 위한 산업적 인프라가 구축되어야 한다. 둘째, 소비자들이 요오드화 소금의 중요성을 인지하고 일반 소금 대신 이를 선택하도록 하는 공중 보건 교육이 필수적이다. 마지막으로, 시장에 유통되는 소금의 요오드 함량이 적정 수준을 유지하는지를 정기적으로 모니터링하고 규제하는 법적, 제도적 장치가 뒷받침되어야 한다.

현재 전 세계 인구의 약 88%가 요오드화 소금을 이용할 수 있게 되었으나, 여전히 일부 지역에서는 접근성이나 인식 부족으로 인해 사업의 완전한 정착에 어려움을 겪고 있다. 또한, 나트륨 섭취를 줄이기 위한 건강 캠페인이 확산되면서, 소금 섭취량 자체가 감소함에 따라 요오드 공급원으로서의 소금의 역할에 대한 새로운 고민이 제기되기도 한다.

임산부와 영유아는 요오드 요구량이 증가하고 결핍의 영향이 심각하기 때문에 특별한 보충 정책의 대상이 된다. 임신 중에는 모체의 갑상선 호르몬 생산량이 약 50% 증가하며, 태아의 뇌와 신경계 발달을 지원하기 위해 충분한 요오드 공급이 필수적이다. 임신 초기 태아는 자체 갑상선 기능이 미비하여 모체로부터 갑상선 호르몬을 직접 공급받는다. 따라서 임산부의 요오드 결핍은 유산, 사산, 조산 위험을 높일 뿐만 아니라 태아의 크레틴병을 포함한 심각한 신경인지 장애를 초래할 수 있다.

이러한 위험을 예방하기 위해 많은 국제 보건 기구와 국가들은 임산부를 위한 요오드 보충 가이드라인을 마련했다. 세계보건기구(WHO)는 임신부와 수유부가 일반 성인보다 더 높은 일일 요오드 섭취량(250μg)을 권장하며, 요오드화 소금만으로 충분한 섭취가 어려운 지역에서는 임신 계획 단계부터 요오드 보충제 복용을 고려할 것을 제안한다. 보충제는 일반적으로 요오드화 칼륨 또는 요오드산 칼륨 형태로 제공된다.

영유아기의 요오드 영양 상태는 주로 모유 또는 분유를 통해 결정된다. 수유 중인 모체가 요오드가 충분하면 모유를 통해 영아에게 요오드가 전달된다. 그러나 모체가 결핍 상태이거나, 영아가 모유 수유가 아닌 경우에는 보충이 필요하다. 많은 국가에서는 영유아용 조제분유에 법정 요오드 함량 기준을 두어 영양 공급을 보장한다. 이유기 이후의 영유아는 요오드화 소금을 사용한 가정식 또는 요오드가 강화된 유아용 식품을 통해 필요량을 충족할 수 있다.

이러한 표적 보충 정책은 요오드 결핍 장애(IDD)를 근절하는 공중보건 사업의 핵심 요소로 자리 잡았다. 특히 임산부와 영유아에 대한 보충은 한 세대의 건강과 인지 발달을 보호하고, 궁극적으로 사회경제적 발전에 기여한다는 점에서 그 중요성이 강조된다.

방사성 요오드 치료와 진단은 갑상선 질환 관리의 핵심적인 의학적 활용 분야이다. 이 기술은 요오드가 갑상선 세포에 선택적으로 흡수되고 축적되는 고유한 생리적 특성을 이용한다. 방사성 동위원소인 요오드-131은 베타선과 감마선을 방출하는데, 이를 치료와 진단에 각각 활용한다.

치료 목적으로는 주로 갑상선 기능 항진증과 갑상선암에 사용된다. 갑상선 기능 항진증의 경우, 경구로 투여된 요오드-131이 과도하게 활성화된 갑상선 세포에 흡수되어 방출되는 베타선으로 해당 세포를 선택적으로 파괴한다. 이는 갑상선의 기능을 정상화시키는 비수술적 치료법으로 작용한다. 갑상선암 치료에서는 갑상선 전절제술 후 남아 있을 수 있는 정상 갑상선 잔여 조직 또는 암세포를 제거하기 위해 고용량의 요오드-131을 투여한다. 이는 재발 방지와 전이 병소 치료에 기여한다.

진단 분야에서는 방사성 요오드 신티그래피가 대표적이다. 환자에게 소량의 요오드-131 또는 요오드-123을 투여한 후, 특수 카메라로 갑상선에서 방출되는 감마선을 포착하여 영상화한다. 이를 통해 갑상선의 위치, 크기, 형태, 기능 상태(과기능성 결절 '따뜻한/뜨거운 결절' 또는 무기능성 결절 '차가운 결절')를 평가할 수 있다. 특히 갑상선암 전이 탐색에 중요한 정보를 제공한다.

치료 시 주의사항으로는 방사선 노출 관리가 중요하다. 치료 후 일정 기간 동안은 타인, 특히 어린이 및 임산부와의 접촉을 제한하고, 개인 위생용품을 분리하며, 의료진의 방사선 방호 지침을 철저히 따라야 한다. 이러한 치료는 일반적으로 잘 견디지만, 일부 환자에서는 영구적인 갑상선 기능 저하증이 발생할 수 있어 평생 갑상선 호르몬 대체 요법이 필요해질 수 있다.

요오드의 항균 특성은 의학 분야에서 널리 활용되며, 그 중 포비돈 요오드는 가장 대표적인 국소 소독제이다. 포비돈 요오드는 요오드와 수용성 고분자 화합물인 폴리비닐피롤리돈(PVP)의 결합체로, 순수 요오드에 비해 피부 자극이 적고 장시간에 걸쳐 서서히 요오드를 방출하는 지속 효과를 가진다[12]. 이 화합물은 그람 양성균과 그람 음성균, 바이러스, 진균, 원충 등 광범위한 병원체에 대해 살균 및 살균정지 효과를 나타내며, 내성 발생 위험이 상대적으로 낮은 것으로 알려져 있다.

포비돈 요오드 용액은 주로 수술 전 피부 소독, 상처 부위의 세척 및 소독, 화상 치료, 도뇨관 삽입 전 요도 소독 등에 사용된다. 또한, 구강 내 세균 감염을 줄이기 위한 구강 양치액이나 인후통 완화를 위한 가글액으로도 제형화된다. 사용 농도에 따라 효과가 달라지며, 일반적으로 7.5~10% 농도의 용액이 피부 소독에, 1% 이하의 낮은 농도가 점막이나 개방성 상처에 사용된다.

사용 시 주의사항으로는, 요오드에 대한 과민증 반응이 있는 환자에게는 사용을 피해야 한다. 광범위한 화상 부위나 큰 개방성 상처에 장기간 고농도로 사용할 경우, 요오드가 체내로 흡수되어 갑상선 기능에 영향을 줄 수 있으며, 신생아 특히 미숙아에게는 사용을 제한한다. 최근에는 포비돈 요오드가 상처 치유 세포에 일시적인 독성을 보일 수 있다는 연구 결과도 있어, 만성 상처나 세포 재생이 중요한 부위에서는 사용에 신중을 기해야 한다는 의견도 존재한다.