포도당 생성 ↑이면 고혈당, 포도당 생성 ↓이면 저혈당
티아민 ↓이면 포도당 늘려 신경세포에 충분한 ATP 공급
hyperglycemia & hypoglycemia 포도당 대사이상의 다른 이름
고혈당(hyperglycemia)은 혈장에서 과도한 양의 포도당이 순환하는 상태이다. 증상이 나타나는 혈당 수준(200~300mg/dl 혹은 그 이상에서)이 사람마다 다르지만, 고혈당이 지속되면 시간에 따라 눈에 띄는 장기 손상을 일으킬 수 있다.
저혈당(hypoglycemia)은 혈장에서 포도당이 정상 수준이하로 감소하는 경우이다. 행동 및 운동 장애, 말하기 어려움, 정신혼란(confusion), 의식 상실, 간질(seizure) 또는 죽음에 이르는 다양한 증상을 포함한다. 또, 배고픔, 식은땀, 흔들림과 허약한 증상이 나타나고, 증상은 빠르게 나타난다.
1) 고혈당(hyperglycemia)의 증상 및 기전
고혈당의 증상은 혈당의 상승과 그에 대한 인체의 반응으로 다음과 같이 나타난다.
그렇기에 고혈당인 경우 인슐린(insulin) 및 인슐린 감수성 약물(insulin sensitivity agents)을 사용하여 혈중 포도당을 감소시키고, 혈장 삼투압을 낮춘다. 이것을 통해 인체에 나타나는 다양한 증상을 없애고, 고혈당에 의한 장기(organ) 손상을 막는다. 불행히도 시간이 흐를수록 약의 사용은 증가하고, 장기 손상이나 합병증이 나타나게 된다. 고혈당을 일으키는 원인으로는 당뇨, 호르몬 과다 분비, 심각한 질병 및 고혈당을 유발하는 약물의 사용이 있다.고혈당으로 인한 증상은 혈중 포도당의 상승과 그에 따른 혈장 삼투압 증가로 인해서 발생하게 된다. 이것으로 인해 다뇨(당뇨) 및 갈증이 심해지고, 포도당 이용이 감소하며 음식의 섭취는 증가하지만 체중은 감소하게 된다. 시간이 흐르게 되면 체액 감소, 혈류량의 감소, 전해질 손실과 같은 순환계 영향과 산화질소(NO)의 감소, 활성산소의 증가 및 내피세포 기능장애로 나타나는 조직의 손상으로 인해 다양한 합병증으로 진행하게 된다.
심각한 질병이나 약물에 의한 고혈당은 2차적인 것으로 원인 질병의 치료가 중요하다. 문제는 인슐린에 반응하지 않는 2형 당뇨와 알 수 없는 이유에 의해 반응하는 인슐린 반대 조절 호르몬(insulin counter regulatory hormone)의 과도한 분비가 멈추지 않는다는 것이다.
2) 저혈당(hypoglycemia)의 증상 및 기전
저혈당은 또 다른 포도당 대사이상으로 고혈당과는 다른 원인이 있다. 저혈당은 어떤 이유에 의해 인슐린의 과도한 분비가 이루어지고, 혈당이 떨어지면 인슐린 반대 조절 호르몬(insulin counter regulatory hormone)의 분비가 일어나지만 간질환이나 신부전으로 인해 포도당신생반응(gluconeogenesis)과 글리코겐분해반응(glycogenolysis)이 제대로 일어나지 않아 혈당을 올리지 못해서 나타난다.
저혈당의 주요 증상은 포도당이 에너지로 필요로 하는 신경계와 신장수질(renal medulla)의 기능에 문제가 나타나고, 인슐린 반대 조절 호르몬의 과도한 분비에 의한 증상이 나타난다는 것이다.
3) 고혈당 vs 저혈당
고혈당과 저혈당의 공통된 특징은 인슐린 반대 조절 호르몬의 분비가 일어난다는 것이고, 다른 점은 인슐린에 대한 세포의 반응과 포도당 생성반응이 다르다는 점이다. 고혈당 및 저혈당 모두 혈당을 올리기 위해서 반응을 하지만, 고혈당은 포도당신생반응과 글리코겐분해반응이 원활히 일어나고, 저혈당은 간질환 및 신부전에 의해 포도당신생반응과 글리코겐분해반응에 문제가 있다는 것이다. 즉, 고혈당은 포도당 생성이 과도한 것이고, 저혈당은 포도당 생성이 충분치 못한 것이다.
인체는 왜 혈당을 올리기 위한 반응을 하는가?
고혈당의 증상과 저혈당의 증상을 비교하면 그 이유를 알 수 있다. 인체의 신경세포와 신장수질은 포도당만을 에너지로 사용한다. 저혈당인 경우 신경세포와 신장수질의 문제가 나타나지만 고혈당에서는 신경세포 및 신장수질의 문제는 없다. 만약 신경세포와 신장수질에서 포도당을 에너지로 전환하는데 문제가 발생한다면 인체는 어떤 반응을 통해서 문제를 해결할 수 있을까?
인체의 방법은 포도당의 공급을 늘려주는 것이다.
만약 티아민 결핍은 아니지만 인체의 필요량보다 적은 양의 티아민이 존재한다면 어떻게 될까?티아민의 결핍증상은 저혈당 증상과 유사한 부분을 가지고 있다. 저혈당은 신경세포에 충분한 에너지(포도당)가 공급되지 못해서 나타나는 증상이라면, 티아민결핍은 신경세포에서 포도당이 충분한 ATP로 전환이 되지 못해서 나타나는 증상이다.
신경세포(신장수질)에서 포도당은 충분한 ATP로 전환 되지 못하고, 인체는 신경세포의 에너지 부족을 인식하고, 포도당 공급을 증가시키는 방향으로 움직이게 될 것이다. 즉, 티아민이 부족하게 되면 신경세포는 더 많은 포도당을 공급 받아서라도 신경세포에 충분한 ATP를 공급해야 하고, 결국 티아민 부족은 고혈당을 일으킬 수 있다는 것이다.
포도당은 인체에서 매우 중요한 에너지원이다. 하지만 포도당이 곧 ATP를 말하는 것은 아니다. 포도당이 ATP로 전환되기 위해서는 많은 단계를 거쳐야 하고, 모든 과정을 거친 후에 ATP로 전환이 된다. 또, 그 모든 과정에는 다양한 cofactor가 존재하고, 티아민 외에도 다양한 영양소의 섭취가 필요한 것이다.
고혈당을 단순히 인슐린 저항성(insulin resistance)으로만 볼 것이 아니라, 인체의 다양한 흐름에서 어느 부분에서 어느 단계의 흐름에서 문제가 있는지 조금 더 넓은 시각으로 바라보아야 할 것이다.
