우리가 잘못 알고있는 당뇨병의 진짜 원인 - 고혈당은 스트레스 반응이다

 

안녕하세요? 네이버 엑스퍼트 참쉬운의학용어입니다. 이번 시간에는 스트레스 생리학 - 우리가 잘못 알고 있는 당뇨병의 진짜 원인에 대해 알아보겠습니다. 

[목차]
1. 인슐린이 하는 일
2. 인슐린 저항성이란?
3. 스트레스 반응
4. 당뇨병의 진짜 원인

1. 인슐린이 하는 일

인슐린은 글루카곤과 함께 혈당을 조절하는 호르몬입니다. 호르몬은 내분비샘에서 분비되어 인체의 각 조직에 여러 가지 신호를 전달합니다.

인슐린과 글루카곤은 췌장에서 분비되는 호르몬인데 인슐린은 췌장의 베타세포에서 분비되고, 글루카곤은 췌장의 알파세포에서 분비됩니다. 

혈당수치가 기준치보다 상승할 때는 인슐린이 분비되어 혈당을 떨어뜨리고, 혈당수치가 기준치보다 하강할 때는 글루카곤이 분비되어 혈당을 올립니다.

식사 후에 소화흡수된 포도당으로 인해 혈당수치가 상승하면 인체의 각 조직은 세포안으로 포도당을 받아들여서 에너지로 사용합니다. 

이 과정에서 쉬고 있는 골격근과 지방세포 및 일부 장기는 포도당을 흡수할 때 인슐린의 도움이 필요합니다. 운동중인 골격근, 뇌, 심장, 신장은 인슐린의 도움이 없어도 포도당을 흡수할 수 있습니다.

근육세포로 들어간 포도당의 일부는 근육이 운동하는 데 사용되고, 남는 포도당은 분자 하나하나가 사슬처럼 엮여서 글리코겐이라는 거대한 고분자 중합체로 변환되어 근육세포 내에 저장됩니다. 

글리코겐 1분자는 최대 6만개의 포도당 분자가 모여서 만들어집니다. 배가 고플 때는 글리코겐을 구성하는 포도당 분자를 하나씩 떼어내서 바로 에너지로 쓸 수 있습니다.

근육세포는 저혈당일 때 쓸 수 있는 글리코겐을 어느 정도 저장하고 있는데 글리코겐은 만들어질 때 3배의 물이 필요하기 때문에 부피와 무게가 커져서 세포 안에 많은 양을 저장할 수는 없습니다.

따라서 글리코겐 형태로 근육세포에 저장하고도 남는 포도당은 피하조직에 있는 에너지 저장 전문세포인 지방세포로 가서 중성지방으로 변환되어 저장됩니다. 

지방은 글리코겐처럼 하나하나의 입자가 크지는 않지만 물을 싫어해서 지방끼리만 뭉치는 성질이 있기 때문에 글리코겐보다 더 작은 공간에 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다. 

공복상태에서는 인슐린과 반대 역할을 하는 호르몬인 글루카곤이 각 세포에 저장된 영양분을 분해하라는 명령을 전달해서 혈당을 올립니다. 

글루카곤의 신호를 받은 세포들은 포도당 수송체의 문을 닫아서 세포 안으로 포도당이 들어가지 못하게 하고 저장되어 있던 글리코겐, 단백질, 지방을 분해해서 에너지로 사용합니다. 

공복이어서 혈액속에 포도당이 부족한 상태라고 하더라도 인체에 에너지가 많이 필요할 때는 글루카곤이 분비되어 각 세포에 저장된 영양분을 분해해서 혈당수치가 상승합니다. 

인체에 에너지가 많이 필요할 때란 근육이 운동을 하거나 스트레스를 받아 스트레스에 대항하고 있을 때를 말합니다. 

스트레스 상황에서 분비되는 호르몬들을 스트레스 호르몬이라고 하는데 대표적인 스트레스 호르몬으로 글루카곤, 에피네프린, 노르에피네프린, 코티솔, 타이록신, 성장호르몬이 있습니다.

스트레스 호르몬들은 다 혈당을 올리는 역할을 하는데 이와 반대로 혈당을 내리는 중요한 호르몬은 인슐린 하나뿐입니다. 

혈당을 내리는 호르몬보다 혈당을 올리는 호르몬이 월등히 많은 이유는 고혈당 상태보다 저혈당 상태가 우리 몸에 더 위험하기 때문입니다. 

고혈당으로 인한 합병증은 서서히 나타나지만 저혈당의 합병증은 즉각 나타납니다. 저혈당이 되면 세포의 에너지원이 끊겨서 더 이상 몸을 움직일 수 없고 의식을 상실할 수 있습니다.

따라서 인체는 여러 호르몬을 동원해서 일정한 혈당수치를 유지할 수 있도록 정밀하게 제어하고 있습니다. 

2. 인슐린 저항성이란?

인슐린이 세포막에 있는 인슐린 수용체에 결합하여 포도당 수송체를 작동시키라는 명령을 내리면 
세포막에 있는 포도당 수송체가 열리고 포도당은 세포 안으로 확산되어 들어갑니다. 

세포안으로 들어간 포도당은 분해되어 세포가 쓸 수 있도록 에너지와 열을 발생시키고, 남는 포도당은 글리코겐으로 합성되거나 지방으로 합성되어 세포안에 저장됩니다.

그러나 인슐린이 인슐린 수용체에 결합해도 포도당 수송체가 열리지 않을 때가 있는데 이런 현상을 ‘인슐린 저항성이 있다’고 합니다. 

인슐린 저항성이 생기면 세포가 포도당을 흡수하지 못해 혈당 수치가 상승하고 고혈당이라는 조건은 다시 인슐린 분비를 자극해서 2형 당뇨 환자의 인슐린 수치는 정상보다 높습니다. 

이 그림에서 파란색 점선은 정상인의 인슐린 수치이고 파란색과 초록색 실선은 당뇨병 전단계의 인슐린 수치이고 보라색과 빨간색은 당뇨병 초기의 인슐린 수치입니다.

당뇨병 전단계에서는 정상인보다 인슐린 수치가 2배 정도 높고, 당뇨병 초기에는 정상인보다 인슐린 수치가 3배 이상 높다는 것을 볼 수 있습니다.

이와 달리 인슐린이 조금만 분비되어도 세포가 말을 잘 들어서 열심히 포도당을 흡수하는 현상을 ‘인슐린 감수성이 좋다’고 합니다.

공복상태가 되면 저장해 놓은 영양분을 사용하게 되는데, 근육세포 안에 저장된 글리코겐의 양은 얼마 되지 않기 때문에, 인체는 지방세포에 저장되어 있던 지방도 분해하기 시작합니다.

지방이 분해되면 글리세롤과 지방산이 되는데 글리세롤은 간으로 가서 다시 포도당이 되고 지방산은 근육세포로 이동해서 에너지로 사용됩니다. 

인슐린 저항성은 인슐린 분비가 충분하거나 정상보다 많은 양이 분비되고 있음에도 불구하고 인체의 여러 세포가 포도당을 흡수하지 못해 혈당이 오르는 현상을 말합니다. 

인슐린 저항성은 오랫동안 제2형 당뇨병의 원인이라고 여겨졌습니다. 그러나 아직까지 인슐린 저항성이 생기는 이유나 인슐린 저항성과 당뇨와의 관계는 정확하게 밝혀지지 않았습니다. 

인슐린 저항성을 유발하는 위험요인에 대해서는 몇 가지가 밝혀졌는데 비만, 지방과 당이 많은 식사습관, 운동부족, 가족력, 특정한 약물이나 질병, 스트레스 호르몬 등입니다. 

그러나 날씬한 사람, 운동선수, 채식주의자에게도 당뇨병이 발생할 수 있다는 점에서 이런 요인들과 당뇨병과의 인과관계가 명확하다고 할 수는 없습니다.

그렇다면 남는 것은 스트레스 호르몬입니다. 특정한 약물사용이나 질병도 알고 보면 스트레스 호르몬 제제를 과다사용하거나 스트레스 호르몬이 과다분비되는 질환이 대부분입니다. 

3. 스트레스 반응

인체의 스트레스 반응은 교감신경과 부교감신경이 번갈아 조절하는데 교감신경과 부교감신경은 인슐린과 글루카곤처럼 서로 반대되는 작용을 합니다. 

사람은 위기라고 느껴지면 싸우거나 도망치거나 공포로 얼어붙어 움직이지 못하는 반응을 보입니다. 이를 싸움-도망-얼음 반응이라고 하는데 이 반응은 교감신경이 관장합니다. 

이 그림은 휴식중 혈액분포와 심한 운동중 혈액분포를 비교한 그림입니다. 스트레스중의 혈액분포에 관한 연구자료는 찾지 못했기 때문에 스트레스반응과 비슷한 운동중 혈액분포를 참고했습니다.

위기상황에서는 교감신경이 작동하여 당장 생존에 필요한 우선순위가 떨어지는 위와 창자, 신장, 생식기, 피부로 가는 혈류를 대폭 줄여서 심장과 근육으로 보냅니다.

휴식중에 심박출량은 5.8리터/분인데 운동중에는 말초혈관이 수축해서 순환혈액량이 증가하기 때문에 심한 운동중 심박출량은 25.6리터/분이 됩니다. 이는 휴식중 심박출량의 4.4배에 달합니다.

심한 운동중에는 신장, 위와 창자, 생식기로 가는 혈관이 수축하여 이들 장기로 공급되는 혈류는 1%에 불과합니다. 늘어난 심박출량을 감안해서 1%에 4.4를 곱해도 4.4% 밖에 되지 않습니다. 

그러나 골격근으로 가는 혈류는 휴식중 21%에서 심한 운동중 88%로 크게 증가합니다. 88%에 4.4배를 곱해보면 심한 운동중에는 휴식중의 387%에 달하는 혈액이 골격근에 공급되는 것입니다.

물론 오른쪽 그림은 심한 운동중의 혈액분포이므로 가벼운 운동중의 심박출량이나 스트레스 반응중의 심박출량은 이보다 훨씬 적습니다.

그러나 신장, 위와 창자, 간과 췌장, 생식기와 뼈 등으로 가는 혈관을 수축시켜서 순환혈액량을 늘린다는 기전은 동일합니다.

운동중 혈액분포와 스트레스 반응중 혈액분포는 비슷한 양상을 보입니다. 운동의 강도가 강할수록, 스트레스의 정도가 심할수록 말초혈관의 수축정도가 심해지고 그만큼 순환혈액량이 증가합니다.

그러나 운동중 혈액분포와 스트레스중 혈액분포에는 결정적인 차이가 있는데 운동중에는 피부로 가는 혈류가 증가하지만 스트레스중에는 피부로 가는 혈류가 감소한다는 것입니다.

스트레스일 때는 교감신경이 흥분하여 피부로 가는 혈관이 수축하고 털세움근도 수축해서 소름이 돋습니다. 그 결과 피부의 혈액순환을 통해서 체열이 발산되지 못하고 대신 땀분비가 증가합니다. 

4. 당뇨병의 진짜 원인

(이하 생략)

 

여기 없는 내용은 아래 동영상에서 볼 수 있습니다.

https://youtu.be/7nOYWFI2FUs