내분비 생리, 혈당의 조절

힘든 일을 하거나, 오래 머리 쓰는 일을 하다가 “아 당 떨어졌어!” “당 보충하러 가야지”라는 말을 하는 경우가 있다. 여기서 ‘당’은 포도당(glucose)을 의미하고, 혈액 속에 녹아있는 포도당을 흔히 ‘혈당(blood sugar)’이라 한다. 과연 혈당은 어떻게 조절될까? 혈당을 조절하는 ‘인슐린과 글루카곤’ 등의 호르몬 작용을 알고 있으면, 혈당이 떨어진 증상과 상황을 쉽게 이해할 수 있다.

‘포도당’은 우리 몸에서 ‘에너지(ATP) 생산’의 가장 중요한 재료다. 포도당은 음식 형태로 소화관을 통해 흡수되고 혈액으로 들어간다. 포도당은 혈액 속에서 ‘70~120mg/dl’의 매우 좁은 범위로 유지된다. 포도당은 인체의 상황에 따라 혈류를 통해 에너지가 필요한 조직과 세포로 이동한다. 필요한 조직과 세포에 도착한 포도당은 인슐린(insulin)이라는 호르몬에 의해 세포 내부로 옮겨진다.

사탕을 먹거나 식사를 해서 혈당이 높아지면, 이자 랑게르한스섬(내분비 세포 덩어리)의 β 세포에서 인슐린 분비가 촉진된다. 인슐린에 의해 세포 내부로 흡수된 포도당은 해당 과정(에너지 합성)과 글리코겐 합성(에너지 저장)에 이용된다. 또한, 지방 합성과 단백질 합성에도 관여한다. 이런 과정을 통해 혈당은 점점 낮아진다. 하지만, 적정 수준 아래로는 떨어지지 않는다.

‘당뇨병’은 혈액의 포도당 농도가 높아져 있는 상태이다. 당뇨병은 인슐린이 분비되지 않는 I형과 인슐린 효과가 감소하는 II형으로 크게 나눌 수 있다.

혈당이 높은 상태(당뇨병)로 긴 시간을 지내면, 우리 몸 곳곳의 ‘작은 동맥(세동맥)’들이 손상된다. 눈의 세동맥 손상은 ‘망막성 시각 상실(retinal blindness)’을 유발하여 실명할 수 있다. 콩팥에서는 ‘콩팥 기능상실(kidney failure)’로 인해 투석해야 하는 상황이 생길 수 있다. 사지의 세동맥 손상은 ‘당뇨발(DM foot)’이라는 질환이 되어 비외상성 하지 절단의 가장 중요한 원인이 되기도 한다. 또한, 심장과 뇌의 세동맥 손상은 ‘심장병(heart disease)과 뇌졸중(stroke)’을 일으켜 심각한 결과를 초래할 수 있다.

만약, 공복으로 혈당이 낮아지면, 이자 랑게르한스섬의 α 세포에서 ‘글루카곤(glucagon)’ 분비가 촉진된다. 글루카곤은 혈당이 100mg/dl 이하로 떨어지면 급격하게 분비되고, 인슐린과 적절한 균형을 이루면서 포도당을 사용할지, 저장할지 물질대사의 방향을 결정한다. 글루카곤은 간에 있는 세포에서 글리코겐 분해(75%)와 포도당 신생(25%)을 통해 포도당을 혈류 속으로 방출하여 혈당을 높인다. 또한, 지방 분해를 자극하여 ‘지방산’을 에너지원으로 사용한다. 결국, 인체는 글루카곤에 의해 공복 상태에서도 항상성을 유지하게 된다.


‘스트레스’나 교감신경 항진으로 ‘카테콜아민(에피네프린)’ 분비가 일어나면 혈당은 상승한다. 또한, ‘성장호르몬(GH)’과 ‘스테로이드 호르몬’도 인슐린 반대작용으로 혈당을 상승시킬 수 있다. ‘당이 떨어졌어요!’라고 표현하는 배고픔과 허기 등은 여러 가지 식욕 자극 호르몬을 분비할 수도 있고, ‘식욕 중추가 자극’되면, 음식 섭취라는 행위로 이어질 수도 있다. 이처럼 우리 몸은 혈당이 떨어지는 것을 대비하여 많은 안전장치를 가지고 있다.

저혈당(hypoglycemia)은 혈당이 정상 수치 이하로 감소해 발생하는 ‘병적인 상태’를 말한다. 저혈당의 가장 흔한 원인은 당뇨약과 인슐린 주사의 ‘부적절한 사용’이다.

50mg/dl 이하의 저혈당이 발생하면 먼저 ‘뇌를 포함한 신경계’의 에너지 공급이 부족하게 된다. 그 결과 현기증, 피로감 등이 생길 수 있다. 만약 치료 없이 저혈당이 계속되어 30mg/dl 이하로 떨어지면 ‘의식을 잃고 사망’할 수도 있다. 또한, 저혈당을 회복하기 위해 교감신경이 항진되어 심박동수와 혈압이 올라가거나 부교감신경 작용으로 식은땀, 공복감 등의 증상이 나타날 수 있다.

건강한 사람이라면 혈당은 정상 범위 안에서 적절히 조절된다. 하지만, 당뇨병을 앓고 있는 환자라면 저혈당에 빠지지 않도록 ‘당뇨약, 인슐린 주사, 식사, 운동’ 등 혈당 조절에 더 많은 신경을 써야 한다.