현대인을 위협하는 질병, 당뇨병과 인슐린

사진: Unsplash 의 isens usa

 

당뇨병(diabetes)은 높아진 혈당 수치가 오랜 기간 지속되는 대사 질환으로, 췌장이 충분한 인슐린을 만들어 내지 못하거나 몸의 세포가 만들어진 인슐린에 적절하게 반응하지 못하는 것이 원인이 된다. 당뇨병의 대표적인 증상으로는 소변이 잦아지고, 갈증과 배고픔이 심해진다. 이를 치료하지 않으면 다른 합병증을 유발할 수 있다. 당뇨병은 다음과 같이 크게 세 가지 경우로 분류된다.

1. 1형 당뇨병 : 자기 면역반응에 의해 췌장 속에서 인슐린을 생산하는 랑게르한스 베타 세포가 파괴되어, 인슐린에 의한 정상적인 포도당 저장이 불가능해져서 발생하는 당뇨병의 한 형태이다. 주로 어린 나이에 발병하며, 평생 외부 인슐린에 의존하여야 한다. 전체 당뇨병의 약 2% 정도를 차지하는 희소 질환이다. 자가면역질환 없이 바이러스나 알 수 없는 이유에 기인한 1형 당뇨병은 1B형 당뇨병(특발성 당뇨병)으로 따로 분류되어 있다. 일반적인 당뇨병보다 인슐린 분비량이 현저히 떨어지므로 당뇨병 케톤산증 등의 급성 합병증에 쉽게 노출되며 인슐린 투여 없이는 모든 섭식 활동이 제한된다. 주 치료법은 외부에서 주사를 통한 인슐린 투여이며 현재 의학 기술로는 완치할 수 없으므로 이는 대증요법이다. 인슐린 투여를 통한 치료이기 때문에 과다 투여하거나 평소보다 더 많은 운동을 할 시에 저혈당증에 쉽게 빠지고 반대로 투여량이 부족했거나 섭취량이 과다한 경우에는 쉽게 고혈당 상태가 되어 합병증이 올 확률을 증가시킨다. 질병 관리를 위해 의료기기, 디지털 헬스케어 서비스, 의료데이터에 대한 활용도가 높은 질환이다.
2. 2형 당뇨병 : 주로 비만과 운동 부족으로 인해 발병하며, 일부는 유전으로 인한 발병의 위험을 가지고 있다. 전체 당뇨병의 90%를 차지한다. 성인발병당뇨병으로도 알려져 있으며, 고혈당, 인슐린 저항, 인슐린 부족 등을 특징으로 하는 당뇨병이다. 2형 당뇨병의 3대 증상은 다갈증, 다뇨증, 다식증이며 체중감소, 피로감, 치료되지 않는 통증 등도 수반한다. 식품군이 다양해지면서 비만 환자의 증가와 함께 전 세계의 제2형 당뇨병 환자 비율이 두드러지게 증가하고 있다.
3. 임신당뇨병 : 당뇨병이 없던 여성이 임신 중에 혈당 수치가 올라가는 상태를 말한다. 일반적으로 임신당뇨병 자체가 일으키는 증상은 적지만, 임신당뇨병으로 인해 우울증의 위험, 제왕절개의 필요성 등이 올라간다. 임신당뇨병을 제대로 치료하지 못한 어머니에게서 태어난 아기는 출생 이후 거구증과 저혈당증, 황달의 위험이 증가한다. 치료하지 않은 경우 당뇨병으로 인해 아기가 사산될 수도 있다. 또한 장기적으로는 아이가 과체중이 되거나, 제2형 당뇨병이 발병할 위험도 커진다. 평균적으로 임산부의 3~9%에서 임신당뇨병이 발병한다. 임신 전에 정상 체중을 유지하고 운동을 하는 것이 임신당뇨병 예방에 도움이 된다. 당뇨병 식사, 운동, 메트포르민 같은 약물, 인슐린 주사 등으로 임신당뇨병을 치료한다. 대다수의 여성에서는 혈당 수치를 식이 요법과 운동을 통해 관리한다. 임신당뇨병이 발병한 사람들의 혈당 검사는 하루 4번으로 권장된다. 출생 이후 최대한 빠르게 모유 수유를 하기를 권장한다.

제1형과 제2형 당뇨병 환자에서는 저혈당 현상이 흔하게 나타난다. 대부분의 경우 증상이 가볍고 의료적 응급 상황으로 간주하지 않는다. 가벼운 경우 불안, 발한, 떨림, 식욕 증진으로부터 심한 경우에는 착란, 행동 변화, 발작, 의식상실, 드물게는 뇌 손상, 또는 사망에까지 이른다. 또한 의식을 잃게 할 수 있으므로 포도당 정맥 주사 또는 포도당 주사로 치료해야 한다.

모든 형태의 당뇨병은 장기간 합병증의 위험을 증가시킨다. 주요 만성 합병증은 혈관의 손상과 관련되어 있다. 당뇨병은 심혈관 질환의 위험을 2배로 늘리며, 당뇨병 사망자의 약 75%가 심장동맥병에 의한 것이다. 다른 혈관 질환으로는 뇌졸중, 말초혈관 병 등이 있다. 이러한 당뇨병은 '인슐린'이라는 혈당을 낮추는 호르몬의 고장으로 인해 발생한다.

인슐린(insulin)은 포도당을 글리코겐으로 변환시켜 우리 몸의 물질대사 체계에 중요한 역할을 하는 호르몬 중 하나이다. 이자의 랑게르한스 섬 베타 세포에서 분비되며, 혈액 속의 포도당 수치인 혈당량을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 혈당량이 일정 이상으로 높아지면 인슐린이 분비되며, 혈액 내의 포도당을 세포 내로 유입해 다시 글리코겐(다당류)의 형태로 저장하는 작용을 촉진한다. 이러한 인슐린의 분비에 이상이 있는 사람의 경우에는 당뇨병에 걸린다. 인슐린이 혈당량을 낮추는 작용은 2가지로 이루어진다. 먼저, 간세포에서 포도당을 글리코겐으로 저장시키는 작용이 있다. 그리고 혈액 내의 포도당을 세포 내로 이동시켜 포도당의 산화를 촉진하는 작용이 있다.
인슐린과 대항작용을 하는 대표적인 호르몬은 글루카곤(Glucagon)이다. 글루카곤은 우리 몸의 혈당이 낮아지면 이자 랑게르한스섬의 알파세포에서 분비되어 혈당을 높인다. 글루카곤이 수용체에 결합하면 간세포는 글리코겐을 포도당 분자로 분해하여 혈류로 내보낸다. 저장된 글리코겐이 고갈되면 글루카곤은 간과 신장이 포도당을 새로 합성하게 한다. 글루카곤은 간에서 일어나는 해당을 차단하고 해당 과정의 중간체들이 포도당신생합성에 참여하도록 한다. 또한 지방 분해를 통한 포도당 생성 속도를 조절한다. 제1형 당뇨병 같은 인슐린 억제 상태에서 글루카곤은 지방 분해를 유도한다.
우리 몸에서 혈당을 높이는 작용은 글루카곤 이외에도 다양하게 존재하지만 낮추는 작용은 오직 인슐린만 가능하기 때문에 인슐린과 관련된 질병인 당뇨병이 더 중요하게 여겨지는 것이다.