인슐린과 글루카곤이 혈당량을 일정하게 조절하는 길항 작용이 궁금해요

Question

식사 후 혈당이 올라가거나 운동 후 혈당이 떨어졌을 때 췌장의 랑게르한스섬 알파세포와 베타세포가 어떻게 작동하는지 궁금합니다. 인슐린과 글루카곤이 간에서 글리코젠의 합성 및 분해를 유도하여 항상성을 유지하는 메커니즘이 알고 싶어요.

Answer 1

안녕하세요, 질문주신 내용 잘 확인해 보았습니다.

인체는 혈당량을 약 0.1% 수준으로 일정하게 유지하기 위해서 인슐린과 글루카곤의 길항 작용을 통해서 정밀한 음성 피드백 조절을 수행합니다. 길항 작용이란 동일한 표적 기관에 작용해서 서로 상반된 생리적인 효과를 냄으로써 체내 항상성을 유지하는 조절 방식입니다.

식사 후 음식물이 소화, 흡수되어서 혈중 포도당 농도가 상승하면, 췌장 랑게르한스섬의 베타(B)세포가 이를 감지해서 인슐린을 혈액으로 분비를 합니다. 분비된 인슐린은 표적 기관인 간에 작용해서 포도당을 고분자 다당류인 글리코겐으로 합성하도록 촉진하고, 동식에 온몸의 체세포가 포도당을 흡수해서 에너지원으로 소모하도록 유도를 합니다.

그 결과 혈액 속 여분의 포도당이 체내로 빠르게 저장, 소모되어서 상승했던 혈당량이 다시 정상 범위로 낮아지게 됩니다. 반대로 격렬한 운동으로 에너지를 소모하거나 공복 상태가 지속되어서 혈당이 떨어지면, 췌장 랑게르한스섬의 알파(a) 세포가 이를 즉시 감지해서 글루카곤을 혈액으로 분비를 합니다. 글루카곤은 표적 기관인 간세포에 작용해서 저장되어 있던 글리코겐을 다시 포도당으로 분해하도록 촉진을 해서, 이렇게 생성된 포도당을 혈관으로 방출시켜 저하된 혈당량을 정상 수준으로 회복을 시킵니다.

이렇게 인슐린과 글루카곤은 간이라는 동일한 표적 기관에서 글리코겐의 합성촉진과 분해 촉진이라는 상반된 대사 작용을 짝지어서 수행함으로써, 식사나 운동과 같은 빠른 환경 변화 속에서도 혈당량이 언제나 일정한 균형을 유지하도록 항상성을 완성을 합니다.

조금이나마 도움이 되시길 희망합니다. 감사합니다 : )

Answer 2

식사 후 혈당이 올라가면 췌장의 랑게르한스섬 세포에서는 인슐린이 분비되고 반대로 공복이나 운동으로 혈당이 떨어지면 알파세포에서 글루카곤이 분비되는데요, 두 호르몬은 서로 반대되는 방햐으로 작용하면서 혈당이 너무 올라가거나 떨어지지 않도록 항상성을 유지합니다. 쉽게 말하면 인슐린은 포도당을 저장하는 호르몬, 글루카곤은 저장된 포도당을 꺼내 쓰게 하는 호르몬이라고 이해하면 됩니다.

식사를 하면 혈액으로 포도당이 들어와 혈당이 상승하고 베타세포에서 분비되는 인슐린이 증가하는데요, 인슐린은 간과 근육에서 포도당을 글리코겐으로 저장하는 글리코젠 합성을 촉진하고 간에서 글리코젠을 분해하거나 새로운 포도당을 만들어 혈액으로 내보내는 작용은 억제합니다. 반대로 공복이나 운동으로 혈당이 낮아지면 알파세포에서 글루카곤이 분비되어 간의 글리코젠 분해를 촉진하고, 저장되어 있던 글리코젠에서 나온 포도당을 혈액으로 공급합니다. 저장된 글리코젠이 부족해지면 간의 포도당신생합성도 증가해 혈당을 보충하게 됩니다.

여기서 중요한 것은 간과 근육의 글리코젠 역할이 다르다는 점인데요, 간은 글리코젠을 분해해 혈액에 포도당을 공급하면서 전신의 혈당을 유지하는 역할을 하지만, 근육의 글리코젠은 주로 해당 근육이 운동할 때 에너지원으로 사용됩니다.

즉, 식후에는 인슐린이 포도당을 저장하는 방향으로, 공복이나 운동시에는 글루카곤이 저장된 에너지를 꺼내 사용하는 방향으로 대사가 전환된다고 이해하시면 됩니다.