당뇨병의 개요 및 제 1형 당뇨병

1. 당뇨병의 개요

 췌장은 펩타이드 호르몬을 생산하는 내분비선의 기능과 소화효소를 분비하는 외분비선의 기능을 가지고 있습니다. 분비되는 소화효소에는 당을 분해하는 아밀라아제(amylase), 단백질을 분해하는 트립신(trypsin), 지방을 분해하는 리파아제(lipase)등이 있습니다. 펩타이드 호르몬은 췌장 전체에 걸쳐 존재하는 약 1백만 개의 랑게르한스섬(islets of Langerhans)에 위치한 세포에서 분비됩니다. β세포는 인슐린을 α세포는 글루카곤을 δ세포는 소마토스타틴을 생산합니다. 이러한 호르몬은 혈당의 항상성을 조절하는데 특히 중요한 역할을 합니다. 

 인슐린은 특정한 표적 세포 내에서 포도당뿐만 아니라 지방의 저장을 촉진하고 세포 성장과 다양한 조직의 대사 기능에 영향을 미칩니다. 인슐린은 간에서 포도당의 저장 형태인 글리코겐의 분해를 억제하고 글리코겐 형태로 포도당의 저장을 촉진합니다. 또한 지방산과 아미노산의 케토산으로의 전환을 억제하고 아미노산의 포도당으로의 전환도 억제합니다. 근육에서 인슐린은 단백질 합성을 촉진하고 글리코겐 합성을 증가시킵니다. 지방세포에서는 중성지방(triglycerides)의 저장을 증가시킵니다. 혈중 포도당 농도가 증가하면 췌장으로부터 인슐린의 분비가 촉진됩니다. 이러한 인슐린은 주로 간과 신장에서 발견되는 인슐린 분해 효소에 의해 불활성화됩니다.   

 당뇨병은 당(포도당)이 요(소변)으로 나오는 병이라는 의미에서 붙여진 병명입니다. 당뇨병이란 인슐린이 제대로 작용하지 못하거나 상대적으로 또는 절대적으로 부족해서 혈중 포도당 농도가 정상 수치 이상으로 높아지는 병입니다. 이 상태를 치료하지 않고 그대로 두면 신장병증, 신경병증, 망막병증 및 심혈관 합병증이 발생할 수 있습니다. 또한 혈관 합병증 및 후속 감염으로 인해서 하지를 절단하는 경우도 생길 수 있습니다. 경구용 혈당 강하제 또는 인슐린 제제를 투여해서 혈당을 조절하면 당뇨병과 관련된 사망을 예방하고 감소시킬 수 있습니다. 미국 당뇨병 협회(American Diabetes Association, ADA)에 따르면 네 가지 타입으로 당뇨병을 분류합니다. 제1형 당뇨병(인슐린 의존성 당뇨병), 제2형 당뇨병(인슐린 비의존성 당뇨병), 임신성 당뇨병, 유전적 결함 또는 약물 등 기타 원인으로 인한 당뇨병입니다. 

 

2. 제1형 당뇨병

 제1형 당뇨병은 광범위한  β세포 괴사가 일어나서 야기되는 인슐린의 절대적인 결핍이 특징입니다.  β세포 파괴의 가장 흔한 원인은  β세포에 대한 자가 면역 반응입니다. 바이러스의 침입 또는 화학적 독소의 작용에 의해서도  β세포가 파괴될 수 있습니다. 이러한 원인들에 의해  β세포가 괴사하면 췌장은 체내의 포도당 농도에 반응하지 못하게 되고 구갈, 다뇨증, 다식증, 체중 감소와 같은 인슐린 결핍의 전형적인 증상을 보이게 됩니다. 제1형 당뇨병의 진단 시점은 대부분의 환자가 30세 미만이지만 어느 연령에서나 발병 가능성은 있습니다. 제1형 당뇨병은 생명을 위협하는 당뇨병성 케톤산증과 고혈당을 치료하기 위해서 외인성 인슐린이 있어야 합니다. 

3. 인슐린 제제

 인슐린은 폴리펩타이드 구조이기 때문에 구강으로 섭취하면 위장관에서 분해됩니다. 따라서 일반적으로 피하 주사를 통해 투여됩니다. 응급한 고혈당 상황에는 인슐린을 정맥주사로 투여합니다. 매일 주사할 필요 없이 피하에서 지속적으로 인슐린을 방출하는 인슐린 펌프도 사용됩니다. 인슐린 제제는 폴리펩타이드의 아미노산 서열의 차이에 따라 효과가 나타나는 시간과 지속 시간이 달라집니다. 

 1시간 이내에 최대 효과에 도달하는 초속효성(rapid acting) 인슐린제제에는 인슐린 리스프로(insulin lispro), 인슐린 아스파트(insulin aspart), 인슐린 글루리신(insulin glulisine)이 있습니다. 

 속효성(short acting) 인슐린 제제는 재조합 DNA 기술로 인간 인슐린과 동일한 분자로 만들어집니다. 2~3시간 이내에 최대 효과가 나타나며 휴물린 R(humulin R), 노보린 R(novolin R)이 있습니다. 

 중간형(intermediate acting) 인슐린 제제는 NPH 휴물린 N(neutral protamine Hagedorn humilin N), NPH  노보린 N(neutral protamine Hagedorn novolin N)이 대표적입니다. 투여 5~6시간 이내에 최대 효과가 나타납니다. 

 지속형(long acting) 인슐린 제제는 서서히 방출되며 최대 효과 없이 지속해서 작용합니다. 인슐린 글라진(insulin glargine), 인슐린 디터미어(insulin detemir)가 이에 속하며 24시간 정도 효과가 지속됩니다.