당뇨병의 병태생리 및 진단 기준

당뇨병의 생리학적 이해

정상적인 췌장의 베타 세포에서의 인슐린 분비 기제 

정상적인 췌장에서의 인슐린 생산은 베타 세포에서 이루어지며, 그 양은 비슷하다. 인슐린 분비는 주로 음식 섭취 후 대사 과정에서 발생하는데, 주로 체내에 흡수되는 포도당을 함유한 음식, 특히 탄수화물에 의해 발생한다. 인슐린이란 대부분의 체세포, 특히 간이나 근육, 지방조직 등으로부터 포도당 섭취를 조절하는 매우 중요한 호르몬이다. 사람은 주로 세 곳에서 포도당을 얻는다. 첫째로는 내장 기관에서의 음식 영양분 흡수이다. 둘째로는 간에 저장된 글리코겐의 분해를 통함이다. 셋째로는 체내에서 포도당신생합성을 통해서이다. 인슐린이 체내에서 중요한 역할을 하는 호르몬인 이유는 체내 혈당 항상성에 직접적인 영향을 끼치기 때문이다. 인슐린은 글리코겐의 분해나 포도당신생합성을 막을 수 있으며, 포도당의 지방과 근육 세포로의 운반을 활성화할 수 있고, 포도당의 글리코겐 형태로의 저장에 관여한다.

인슐린은 주로 식사 후 혈당이 상승하게 되면 베타 세포에서 혈액 속으로 방출되고, 췌장 내의 랑게르한스섬에서 방출된다. 인슐린은 대부분의 체세포에서 체내 연료로서의 사용, 다른 분자로의 전환, 또는 저장을 위해 혈액으로부터 포도당을 흡수하는 데에 쓰인다. 반대로 식사하지 않거나 체내 포도당 농도가 낮아지게 되는 상태를 저혈당이라고 하는데, 이는 베타 세포로부터의 인슐린 반출을 감소시키고, 글리코겐이 포도당으로 분해되게 하여 체내 포도당 농도를 높여 결과적으로 체내 혈당을 높이는 역할을 한다. 이 과정은 글루카곤 호르몬에 의해 주로 조절되는데, 글루카곤은 인슐린과 반대의 작용을 한다. 정리하자면 인슐린은 혈당을 낮추는 호르몬이고, 글루카곤은 반대로 혈당을 높일 때 방출되는 호르몬이다.

체내에서 쓸 수 있는 인슐린의 양이 모자라거나, 세포들이 인슐린 저항성 등으로 인해 인슐린에 잘 반응하지 않거나, 또는 인슐린 자체에 문제가 있어서 잘 작동되지 않는다면, 포도당은 체내에서 필요로 하는 체세포에 제대로 흡수되지 않고, 간과 근육에 적절하게 저장되지 않게 된다. 인슐린이 작용하지 않아서 체내에서 정처 없이 떠도는 나머지 당들은 갈 곳을 잃게 된다. 이렇게 인슐린 부족은 지속해서 혈당을 높이고, 단백질 합성을 어렵게 하며, 케톤산증과 같은 또 다른 대사 장애를 일으키는 것이다. 또한 혈액이 끈적끈적해지니 고혈압 등 각종 대사질환이 연속적으로 일어나게 되는 것이다.

시간이 지나도 혈액 내의 포도당 농도가 높으면 콩팥은 더 이상 재흡수 기능을 할 수 가 없게 되고, 체내에서 처리되지 못한 포도당은 소변으로 배설되는데, 이것이 당뇨이다. 따라서 지속해서 당을 배설함으로써 항상성을 유지하려고 하는 노력이 지속해서 이어지면서 소변의 삼투압이 증가하고, 신장에 의한 재흡수가 안 되어 소변의 생성이 늘어나는 다뇨증이 된다. 배설물이 아닌 다른 액기스까지 함께 배출되며 체액 손실이 늘어난다. 이렇게 혈액량이 감소하면 체세포와 다른 몸의 구획으로부터 수분이 삼투로 대체되어 탈수를 유발하며, 갈증이 심화하여 다음증이 된다. 또한 먹어도 먹어도 인슐린이 분비되지 않으니 계속 배고픔을 느껴 다음(음식을 많이 먹음)을 하게 되는 것이다.

병리 기전

당뇨병은 인슐린 부족이나 인슐린에 대한 세포의 저항(인슐린 저항)으로 인한 고혈당이 근본적 원인이다. 혈당은 항상 항상성을 유지해야 하지만, 고혈당이 지속됨에 따라 대사상의 변화가 나타난다. 인슐린 작용이 저하되면 당을 과도하게 섭취하였을 때 일정한 혈당 수준을 유지하는 내달 능력이 감소하므로 혈당이 높아지고 따라서 당을 소변으로 배설하는 포도당 낭비 현상이 나타난다.
당뇨병 초기의 특징적인 증상으로는 당뇨(polyuria), 갈증(polydipsia), 식욕 항진(polyphagia), 체중감소 등이 있다. 임상적인 증상으로는 소변을 통한당의 배설(glucosuria), 고혈당(hyperglycemia), 결구 내당능 검사의 이상(abnormal glucose tolerance test), 무력증(asthenia) 등이 있다.

한국에 많은 제2형 당뇨병의 경우 인슐린 저항성으로 생긴다. 따라서 초기에는 췌장에서 인슐린 분비를 계속 늘리게 된다면 인슐린이 정상적으로 작용하여 별다른 증상이 없지만, 췌장의 능력에 한계가 오게 되어 더 이상 인슐린을 분비하는데 문제가 생기고 저항성이 감당할 수 없을 정도가 되어야지 임상적인 증상이 나타나기 때문에 발견이 늦어진다. 보통 이 기간이 5년 이상으로 알려져 있으며 당뇨 진단 당시에 합병증이 이미 와 있을 수 있기 때문에 합병증에 대한 검사가 필요하다.

당뇨병의 진단 기준

* WHO 당뇨병 진단 기준
   
MMO/l(mg/dl) MMO/mol
정상

조건	2시간혈당	공복 혈당	당화혈색소(Hb A1c)
단위	mmo/l(mg/dl)	mmo/l(mg/dl)	DCCT %
정상	<7.8 (<140)	<6.1 (<110)	<6.0
공복 혈당 장애	<7.8 (<140)	≥6.1(≥110) & <7.0(<126)	6.0~6.4
내당력 장애	≥7.8 (≥140)	<7.0 (<126)	6.0~6.4
당뇨병	≥11.1 (≥200)	≥7.0 (≥126)	≥6.5

 

당뇨병은 계속적인 고혈당 상태가 지속되는 것이 특징이며, 다음 경우 중 한 가지에 해당하는지를 보고 진단하게된다.

1. 공복시 혈장 혈당치 ≥ 7.0 MMO/l (126 mg/dl)
2. 당부하검사에서와 같이 75g의 경구 포도당 섭취 2시간 후에 혈장 혈당치 ≥ 11.1 MMO/l (200 mg/dl)
3. 고혈당 증상과 함께 평상시 혈장 혈당 ≥ 11.1 MMO/l (200 mg/dl)
4. 당화혈색소 (HbA1C) ≥ 48 MMO/mol :≥ 6. 5 DCCT(Diabetes Control and Complications Trial)%

.공복시 혈당을 재는 방법이 일반적으로 사용된다. 왜냐하면 공복 혈당 검사는 가장 간편하며, 정식의= 당부하검사를 하게 되면 아주 오랜 시간이 걸리기 때문이다. 당부하검사는 마칠 때까지 2시간이 걸린다. 임상 진단 시에는 두 번의 공복 혈당 검사에서 126 mg/dl을 초과하면 당뇨병이 있다고 진단한다.

WHO에 의하면, 공복시 혈당이 6.1에서 6.9 MMO/l (110에서 125 mg/dl)인 사람들은 공복 혈당 장애가 있다고 진단한다. 경구 포도당 섭취 2시간 후 혈장 혈당이 7.8 MMO/l (140 mg/dl)을 초과하면서 11.1 MMO/l (200 mg/dl)을 넘지 않는 사람들은 내당능 장애가 있는 것으로 진단된. 이들 두 당뇨병 중 내당능 장애는 심혈관 질환과 함께 당뇨병으로 발병할 위험이 매우 높다.