혈당 조절에 관여하는 호르몬, 인슐린과 글루카곤

 

혈당의 조절

혈당이 조절된다는 것은 혈액 안으로 들어오는 당과 혈액 밖으로 나가는 당이 균형을 이루고 있다는 것입니다. 당이 혈액으로 들어가고, 나가고 하는 데에는 여러 장기가 관여하고 있습니다. 혈액 안으로 당이 들어가게 하는 장기는 소화관과 간입니다. 혈액 밖으로 당이 나오게 하는 장기는 뇌, 신장, 간, 근육, 지방조직입니다. 간은 유일하게 당을 혈액으로 들여보내고 내보내는 일을 모두 할 수 있는 장기입니다. 

각 장기에서 당을 이동시키는 일을 하는 것은 바로 호르몬입니다. 이들 호르몬을 '혈당을 조절하는 호르몬'이라고 할 수 있습니다. 혈당을 높이는 작용을 하는 호르몬은 글루카곤(glucagon), 부신피질 호르몬, 부신피질 자극 호르몬(adrenocorticotropic hormone:ACTH), 성장호르몬(growth hormone), 카테콜아민(catecholamine)입니다. 반면에 혈당을 낮추는 작용을 하는 호르몬은 인슐린입니다.

혈당을 낮추는 호르몬은 인슐린 하나인데 혈당을 높이는 호르몬이 더 많은 이유는 우리 몸이 저혈당의 상태에 더 잘 대비하기 위해서입니다. 우리 몸은 혈당을 중요한 에너지원으로 사용하고 있기 때문에 저혈당이 되지 않도록 여러 가지 호르몬으로 대비하고 있다고 할 수 있습니다. 

 

인슐린(insulin)

인슐린은 췌장에서 생성되어 분비됩니다. 췌장의 꼬리 부위에 분포하고 있는 랑게르한스섬(Langerhan's island)의 베타 세포에서 인슐린을 분비합니다. 인슐린의 분비를 촉진하는 인자와 억제하는 인자에 대해 간단히 알아보고, 인슐린이 어떤 작용을 하는지 정리해보겠습니다.

인슐린 분비 촉진 인자

첫 번째는 포도당(glucose)입니다. 당연한 이야기지만 혈중 포도당 농도가 높아지면 인슐린이 분비됩니다. 두 번째는 아르기닌(arginine)입니다. 식사 후 위에 들어온 음식물이 분해되면서 생겨난 아미노산이 인슐린 분비를 자극하게 됩니다. 세 번째는 글루카곤(glucagon)입니다. 글루카곤은 혈당을 높이기 때문에, 결국 혈당이 높아지면 인슐린이 분비됩니다. 네 번째는 미주신경(vagus nerve)의 자극입니다. 식사 후 미주신경이 작용하여 위가 꿈틀 운동을 하게 하는 동시에 인슐린 분비도 촉진시킵니다. 다섯 번째는 교감신경의 베타 작용입니다. 베타 수용체를 자극하는 것은 호르몬을 분비하는 쪽으로 작용하게 됩니다. 여섯 번째는 칼륨이온입니다. 인슐린은 혈액 내 포도당이 세포 안으로 이동하도록 하는데, 이때 칼륨이온도 함께 세포 안으로 이동하게 됩니다. 결과적으로 인슐린이 작용하면 혈액 내 칼륨이온 농도가 줄어들게 됩니다. 그러므로 혈액 내 칼륨이온이 많은 경우 인슐린 분비가 촉진됩니다. 일곱 번째는 케톤체(ketone body)와 지방산(fatty acid)입니다. 인슐린 분비가 줄면 세포가 당을 이용할 수 없어 케톤체와 지방산이 쌓이게 됩니다. 그래서 혈액 내 케톤체와 지방산의 농도가 높아지면 인슐린을 분비하게 됩니다.

인슐린 분비 억제 인자

첫 번째는 교감신경의 알파 작용입니다. 베타 수용체와 달리 알파 수용체를 자극하는 것은 호르몬의 분비를 억제하는 쪽으로 작용하는 경우가 많습니다. 두 번째는 세로토닌(serotonin)과 디아족사이드(diazoxide)입니다. 이들은 교감신경 알파 수용체를 자극하기 때문에 인슐린 분비를 억제하게 됩니다.

인슐린의 작용

인슐린이 작용하면 간, 근육, 지방조직의 세포 내로 포도당이 이동하게 됩니다. 각 장기에서 인슐린이 어떻게 작용하는지 정리해 보겠습니다. 첫 번째로 간에서의 작용입니다. 인슐린에 의해 간세포 속으로 포도당이 이동하면, 간세포는 포도당을 글리코겐(glycogen)으로 합성하여 저장합니다. 그리고 포도당으로 에너지를 생성하기 위한 효소들을 활성화시킵니다. 두 번째로 근육에서의 작용입니다. 인슐린이 작용하면 근육 세포에서도 포도당으로 글리코겐을 합성합니다. 근육 세포는 아미노산도 흡수하여 단백질을 합성하게 되고, 이로 인해 근육이 두꺼워지게 됩니다. 세 번째는 지방조직에서의 작용입니다. 인슐린은 지방조직으로 포도당이 흡수되도록 하여 지방의 합성을 촉진합니다.

중요한 점은 인슐린이 뇌와 신장에서는 포도당 흡수를 촉진하지 않는다는 점입니다. 뇌와 신장은 에너지의 소비가 높고, 중요한 기능을 담당하는 장기이기 때문에 인슐린의 수치에 크게 영향을 받지 않도록 되어 있다고 합니다.

 

글루카곤(glucagon)

글루카곤은 췌장의 랑게르한스섬(Langerhan's insland)의 알파 세포에서 분비되는 호르몬입니다. 글루카곤은 글리코겐의 분해를 촉진하여 혈당을 상승시키는 작용을 합니다. 그 외에도 지방의 분해, 인슐린의 분비 촉진, 성장호르몬의 분비 촉진, 가스트린의 분비 억제, 에피네프린의 상승, 위산분비의 억제, 쓸개즙의 배설 촉진 등의 작용을 하고 있습니다.