인슐린이 혈당을 낮추는 생리학적 원리가 궁금합니다.

Question

인슐린이 혈액 속 포도당 농도를 낮추는 생리학적 원리가 궁금합니다. 식사 후 혈당이 상승하면 췌장의 베타세포에서 인슐린이 분비되는 것으로 알고 있지만, 인슐린이 혈액 속 포도당을 실제로 어떻게 감소시키는지는 잘 모르겠습니다. 인슐린이 근육과 지방세포의 포도당 흡수를 증가시키고 간에서는 포도당을 글리코겐으로 저장하도록 하는 과정이 어떤 신호전달을 통해 이루어지는지 궁금합니다. 또한 인슐린이 간에서 포도당 생성을 억제하고 혈당을 낮추는 과정과, 인슐린 저항성이 생기면 이러한 작용이 제대로 나타나지 않는 이유도 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요, 질문하신 내용 잘 확인해 보았습니다.

식후 혈당이 오르면 췌장의 베타세포에서 분비된 인슐린은 표적세포 표면의 인슐린 수용체에 결합해서 작동을 시작합니다.

이런 결합은 세포 내부의 수용체 자가인산화를 유도하고 인슐린 수용체 기질을 활성화합니다. 이어 PI3K-Akt 신호전달 경로가 순차적으로 켜지면서 혈당 감소를 위한 중요한 작용들이 진행됩니다.

근육과 지방세포에서는 Akt 활성화에 의해서 세포 내부에 보관되어 있던 포도당 수송체인 GLUT4 소포가 세포막으로 전위해서 결합합니다. 이를 통해서 혈액 속 포도당이 세포 안으로 빠르게 흡수되어 혈당이 내려갑니다.

그리고 간세포로 들어간 포도당은 인슐린 싸인에 의해서 활성화된 글리코겐 합성효소에 의해서 글리코겐 형태로 저장이 됩니다. 동시에 인슐린은 간에서 포도당을 새로 만드는 당신생합성 관련 효소의 유전자 발현을 억제해서 간이 혈액으로 포도당을 방출하는 것을 막습니다.

만약에 만성 염증이나 만성 고혈당, 지방간으로 인해서 인슐린 저항성이 발생하면, 인슐린이 수용체에 결합하더라도 IRS/PI3K/Akt 신호전달 경로가 중단되거나 약화가 됩니다.

그 결과, GLUT4가 세포막으로 제대로 이동하지 못해서 포도당 흡수가 저하되고, 간에서는 포도당 생성을 억제하지 못해서 혈액 속에 포도당이 과하게 남아 고혈당 상태가 유지됩니다.

조금이나마 참조가 되셨으면 좋겠습니다. 감사합니다.