인슐린과 글루카곤 – 췌장의 혈당 조절 메커니즘과 당뇨병의 이해

 

목차

 1. 췌장의 내분비 구조와 호르몬 분비
 2. 인슐린: 에너지 저장의 중심 호르몬
 3. 당뇨병과 인슐린 이상
 4. 글루카곤: 에너지 동원의 호르몬
 5. 칼슘 항상성 조절: 인체 생리의 또 다른 핵심

 

인체는 혈당 농도를 일정하게 유지하기 위해 정교한 호르몬 시스템을 운영하고 있다. 특히 췌장은 소화효소를 분비하는 외분비선이면서도, 혈당 조절에 직접 관여하는 내분비선 기능을 동시에 가진다. 췌장에 존재하는 랑게르한스섬에서는 인슐린과 글루카곤이라는 상반된 작용을 가진 호르몬이 분비되어 혈당을 일정하게 유지하도록 돕는다. 이 글에서는 인슐린과 글루카곤의 분비 조절 및 작용, 당뇨병의 기전, 그리고 칼슘 항상성 조절의 기초까지 체계적으로 정리하였습니다.

 

 

 1. 췌장의 내분비 구조와 호르몬 분비

췌장은 위장 뒤편에 위치한 기관으로, 약 15cm 정도 길이를 가지며, 십이지장과 연결된 췌관을 통해 소화효소를 배출한다.
이와 동시에 췌장 내에는 내분비세포의 군집인 랑게르한스섬(Islets of Langerhans)이 존재한다. 이 조직은 췌장 무게의 약 1~2%를 차지하지만, 혈당 조절에 핵심적인 역할을 한다.

세포 종류와 분비 호르몬의 기능을 표로 정리하였다.

 

α세포	글루카곤	혈당 증가
β세포	인슐린	혈당 감소
δ세포	소마토스타틴	α, β세포 억제
PP세포	췌장 폴리펩타이드	췌장 효소 조절

 

소마토스타틴은 시상하부에서도 분비되어 성장호르몬 억제에도 관여하며, 췌장에서는 인슐린과 글루카곤의 분비를 억제하는 주변분비(paracrine) 조절 인자로 작용한다.

 

 2. 인슐린: 에너지 저장의 중심 호르몬

 2-1. 합성과 분비 조절

인슐린은 β세포에서 생성되며, 처음에는 프로인슐린 형태로 생성되어 C-펩타이드와 함께 저장된다.
이후 자극이 주어지면 인슐린과 C-펩타이드가 동시에 분비된다.

 

임상에서는 C-펩타이드 농도를 통해 자체 인슐린 분비량을 평가할 수 있어, 외부 인슐린 투여 여부와 구분할 수 있다.

 

분비 자극 요인에는 혈중 포도당, 아미노산, 지방산 증가, 비만, 과식 등 영양 과잉 상태 일부 위장관 호르몬 (인크레틴 등)이 있다.

분비 억제 요인에는  저혈당, 공복, 운동, 소마토스타틴, 교감신경 활성이 있다.

 

 2-2. 주요 작용

인슐린은 대표적인 동화작용(합성 중심) 호르몬이며, 여분의 에너지를 저장하는 데 중요한 역할을 한다.

▶ 탄수화물 대사

• GLUT4 운반체를 통해 포도당을 근육과 지방세포로 이동시켜 혈당 감소
• 간과 근육에서 포도당을 글리코겐 형태로 저장
• 포도당 신생합성(당 생성) 억제

▶ 지방 대사

• 지방산 합성 촉진
• 지방 분해 억제
• 간에서의 케톤체 합성 억제

▶ 단백질 대사

• 아미노산의 세포 내 유입 증가
• 단백질 합성 촉진, 분해 억제

 

즉, 인슐린은 풍부한 영양소를 저장 형태로 바꾸는 데 필수적인 호르몬이다.

 

 

 

 3. 당뇨병과 인슐린 이상

 제1형 당뇨병 (Type 1 Diabetes)

• 자가면역 반응에 의해 β세포가 파괴되어 인슐린을 생성하지 못함
• 인슐린 결핍 → 혈당 증가 → 케톤체 증가 → 당뇨성 케토산증 위험
• 반드시 외부 인슐린 주사 필요

 제2형 당뇨병 (Type 2 Diabetes)

• 인슐린은 분비되지만, 수용체 반응이 저하되어 인슐린 저항성이 증가
• 복부비만, 고혈압, 이상지질혈증과 함께 대사증후군으로 이어짐
• 운동과 식이조절이 치료의 핵심이며, 필요시 경구 혈당강하제 사용

 

 4. 글루카곤: 에너지 동원의 호르몬

 

글루카곤은 α세포에서 분비되며, 인슐린과 반대 작용을 한다.
공복 시, 격렬한 운동 후, 저혈당 상태에서 활발히 분비되어 저장된 에너지원을 동원한다.

간에서 글리코겐을 분해하면 포도당을 생성하고, 포도당 신생합성을 촉진하여 지방 분해 및 케톤체 생성을 촉진한다.

 

글루카곤은 에너지 부족 시 빠르게 혈당을 회복시키는 역할을 한다.

 

 

 5. 칼슘 항상성 조절: 인체 생리의 또 다른 핵심

혈중 칼슘이온(Ca²⁺) 농도는 약 10mg/dL로 유지되며, 이는 뼈, 신경, 근육, 혈액응고 등 다양한 생리작용에 필수적이다.

조절 기관은 뼈는 칼슘 저장소, 신장은 칼슘 배출 및 재흡수, 소장은 칼슘 흡수를 한다.

 

조절 호르몬은 아래의 역할을 한다.

부갑상선호르몬(PTH)	혈중 Ca²⁺ 증가 (뼈에서 유리, 신장 재흡수 증가, 비타민 D 활성화)
칼시트리올(1,25-(OH)₂-D)	소장에서 칼슘 흡수 증가
칼시토닌	뼈에서 칼슘 흡수 억제 → 혈중 Ca²⁺ 감소

 

 

이 세 가지 호르몬은 정교한 균형을 유지하며 칼슘의 항상성을 조절한다.

 

 

 

췌장은 인체의 대사 균형을 유지하는 데 있어 핵심적인 내분비 기관이다.
인슐린과 글루카곤은 서로 반대의 작용을 통해 혈당을 일정하게 유지하며, 그 균형이 무너지면 당뇨병과 같은 질환으로 이어진다.

또한, 췌장의 기능은 단순한 소화 보조 이상의 의미를 가지며, 칼슘 대사 역시 정교한 호르몬 조절 시스템을 통해 관리되고 있다는 점에서 내분비계의 복잡성과 정밀함을 이해하는 데 중요한 예시가 된다.