인슐린 (r20220720판)

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Insulin

1. 개요
2. 설명
3. 제품
4. 제품화된 인슐린의 종류
4.1. 초속효성
4.2. 속효성(R)
4.3. 중간형(NPH)
4.4. 장시간형
4.5. 혼합형
5. 인슐린 주사요법의 주의점
6. 같이 보기


파일:external/upload.wikimedia.org/InsulinHexamer.jpg
가운데에 있는 공이 아연 이온. 6개의 히스티딘 말단이 이걸 꼭 붙잡고 있다.



1. 개요[편집]


췌장에서 분비되어 혈당치를 낮춰주는 역할을 하는 단백질호르몬[1]이다.


2. 설명[편집]


인체 내에서 분비되는 호르몬의 일종으로, 최연소 노벨 생리의학상(1923년)을 받은 토론토대학의 캐나다인 프레더릭 벤팅이 발견했다.

혈중에 분포하는 포도당을 글리코겐으로 바꾸어 세포에 저장[2], 세포가 사용함으로써 혈당량을 낮추는 역할을 한다.[3] 그래서 여러모로 유명한 호르몬인데, 이게 부족하거나 수용체에 문제가 생기면 혈당량 조절에 문제가 생기게 되고, 그 유명한 당뇨병에 걸리게 된다. 반대로 이게 너무 많이 나오면 당연한 말이지만 과체중 문제가 생기거나 저혈당증에 걸린다.

혈당을 올리는 호르몬은 여러 종류임과 달리[4] 혈당을 낮추는 호르몬은 인체에서 인슐린이 유일하다. 즉, 혈당이라는 항상성을 유지할 수단이 하나밖에 없다는 것. 그럴 수밖에 없는 게 고혈당으로 인한 당뇨병은 신체가 서서히 망가지게 하는 반면, 저혈당으로 인한 쇼크는 일순간에 생명을 위협하기 때문이다. 저혈당이 발생하면 인체는 비상상황이 발생한 것으로 간주해서 가능한 모든 수단을 강구해서 혈당치를 올린다. 전력난으로 인한 블랙아웃을 생각해보면 대충 비슷하다. 이런 특성은 인류가 빙하기에 적응하는 과정과 연관되는데 이해하기 쉽게 요약하자면, 당이 내려가는 과정을 인슐린 하나로 조절할 수 있게 적응했다고 생각하면 된다. 당이 낮을 땐 위험상황이니 온갖 호르몬을 퍼부어서 끌어올려야 하지만, 반대로 당이 높을 때 온갖 호르몬을 퍼부으면 혹여 수치를 잘못 맞춰 위험수치 아래까지 당이 내려가 저혈당 쇼크로 사망할 수 있기에 우리의 몸이 인슐린 하나만으로 양을 조절하는 것이다. 위험하다 싶을 때 인슐린 하나만 몸이 줄이면 해결되기 때문.

저항성이나 수용체 감소가 원인인 2형 당뇨병라든가, 영향불균형이 원인으로 추측되는 1.5형 당뇨병과는 달리 1형 당뇨병은 바로 이 호르몬을 분비하는 베타세포를 신체에서 으로 간주해 죽여버리기 때문에 발생한다. 따라서 1형 당뇨병자가면역질환이다. 하지만 때때로 자가항체반응이 없음에도 1형 당뇨병이 오는 경우가 있는데 이를 특발성 당뇨병이라고 한다. 즉 1형 당뇨병도 1A형 당뇨병(자가면역성)과 1B형 당뇨병(특발성) 두 가지로 나뉜다. 자세한 것은 1형 당뇨병 항목 참조.

현재 처방전을 가진 환자나 의료인에 한해 약국에서 주사기의 형태와(펜형) 병의 형태로(바이알형) 판매한다. 혈당이 높은 당뇨환자에게는 약이겠지만 정상인에게는 독이다. 즉 인슐린이 체내에 과다하게 되어 저혈당이 올 수 있다.[5] 물론 환자들도 양 조절에 실패하면 저혈당이 온다.

더불어 혈당을 낮추기 위한 작용과 함께 여러 동화 작용도 같이 한다. 기작은 꽤나 복잡하여 이해하기 쉽게 설명하기 어려워 넘어가지만, 대충 몸을 성장시키는 역할을 한다는 뜻. 혈중 포도당을 글리코겐으로 합성하여 저장하는 동화작용을 하면서 동시에 지질이나 단백질을 합성하여 각 조직(대표적으로 근육 조직, 지방 조직)에 저장하는 역할도 동시에 한다. 일단 혈중에 있는 에너지원으로 사용 가능한 물질들을 사용해 몸을 성장시키는 기능이라고 이해하면 간단하다. 어릴 때에는 키 성장에도 영향을 주어 어릴 때 1형 당뇨병이 걸린 사람 즉 인슐린 분비가 제대로 안 됐던 사람은 적절한 관리가 없었으면 최종키가 작다. 반대로 지나친 탄수화물 섭취로 혈당 수치가 많이 높아지면 인슐린이 과다 분비되는 현상이 발생하고, 인슐린이 포도당을 지질로 변환하여 지방 조직에 저장하기 때문에 살이 찌게 된다. 같은 칼로리를 먹더라도 탄수화물을 많이 먹으면 살이 더 많이 찐다는 것이 이 이유 때문이다.

이를 이용하여 보디빌더(로이더=금지약물을 사용하는 사람들)들이 도핑으로 근육을 만드는 데 사용하기도 한다. 운동 후 과량의 단백질을 먹은 후 인슐린을 주사로 넣게 되면 인슐린들의 동화작용으로 근육이 더욱 커지게 되는 것. 이들에겐 부작용[6]으로 저혈당 쇼크가 일어나기도 하는데, 그래서 인슐린 주사를 맞은 후엔 항상 포도당 수용액 또는 말토덱스트린 수용액(=웨이트 트레이닝용 보충제 중 게이너라는 이름으로 불리는 것들)을 상비하여 저혈당 쇼크를 방지한다. 다른 스테로이드들도 많은데, 인슐린을 사용하는 이유는 당뇨병은 흔한 질병이기 때문에 대량생산에 의한 원가절감으로 비교적 싸고 쉽게 구할 수 있기 때문이다.[7] 다만 지방도 같이 합성되어 비시즌에 벌크업에 많이 사용하며 기본적으로 다른 여러 불법 약물들과 섞어서 효과를 높이는 용도로 사용한다. 다만 이렇게 근육을 만들게 되면 근육이 커지긴 하지만 인슐린 저항성이 커지기 때문에 필연적으로 당뇨병에 걸리게 된다. 탄수화물을 극단적으로 제한하여 섭취하고 체지방률을 한 자리 수로 만들었지만 역설적이게도 당뇨병에 걸린 보디빌더들이 많다.

식욕 저하 효과도 가지고 있다.

병도 병이지만 현재 고등학교 생물1에 작지 않은 비중으로 등장하기 때문에 생물을 배우는 대부분의 이과생들은 이 항목의 내용들을 대부분 알 것이다.


3. 제품[편집]


당뇨병 치료를 위한 의약품으로서의 인슐린은 1922년 캐나다 토론토 대학의 화학자/의학자인 프레더릭 벤팅에 의해 개발 및 최초 임상활용되었다. 이후 벤팅은 당뇨병 환자들을 위해 인슐린 관련 주사 제품 및 특허 일체를 1달러 50센트로 토론토 대학에 기증하였다.

1920년대에 캐나다에서 최초로 소의 인슐린[8]으로 사람을 치료하는데 성공.

1930년대 이후 덴마크의 노보노디스크사에서 주도적으로 돼지와 소의 췌장에서 인슐린을 분리한 후 각종 첨가제로 개량하여 시판.

1955년 영국의 프레데릭 생거가 인간 인슐린의 아미노산 서열을 규명하고 그 공로로 노벨상을 수상.

1969년 영국의 도로시 호지킨이 x-ray 결정학 기법으로 인슈린 분자의 3차원 구조를 규명.

1978년에 미국의 바이오텍 회사 제넨테크에서 유전자재조합(유전공학)기술을 이용하여 인간인슐린을 인공적으로 합성했다.

1983년 미국의 제약사 일라이-릴리에서 제넨테크의 특허를 사들여 휴물린이란 브랜드명으로 시판하기 시작했다.

2000년대 들어 유럽 제약사 사노피-아벤티스에서 란투스와 애피드라 등 약효지속시간에 차별화를 둔 변형 인슐린을 개발하여 판매하기 시작했다.

현재는 주사가 아닌 알약으로 복용 가능한 인슐린이 임상2상을 통과했다. 이제 대규모 임상3상만 통과하면 신약으로 신청 가능하다.[9] 이외에도 일주일간 효과가 지속되는 인슐린과 피부부착식 패치를 이용한 인슐린도 임상시험 중. 현재 사용되는 인슐린의 96%가 오리지널 3사(노보노디스크, 일라이 릴리 앤드 컴퍼니, 사노피)에서 제조하고 있다.#


4. 제품화된 인슐린의 종류[편집]


현 시점에서 제품화된 인슐린은 작용시간과 작용패턴에 따라서 몇 가지 종류로 구분된다.


4.1. 초속효성[편집]


말 그대로, 듣기 시작하고 안 듣기 시작하는 시간이 가장 빠른 인슐린이다. 인슐린의 일부 아미노산 배열을 바꾸어 빨리 듣게 한 것으로 주사 후 5~15분 안에 듣기 시작해 1~2시간 사이 정점을 찍고 4~5시간까지만 효과가 있다. 인체에서 자연 분비되는 인슐린과 가장 비슷한 작용패턴을 갖고 있기에 피하주사와 함께 인슐린 펌프에도 사용되는 인슐린이다. 식사 직전 또는 직후에 주사하며 맑은 액체 형태이다. 이 형태의 인슐린으로는 휴마로그, 룸제브(일라이릴리, 인슐린 라이스프로), 애피드라(사노피, 인슐린 글루리신), 노보래피드, 피아스프(노보노디스크, 인슐린 아스파트)이 있다.


4.2. 속효성(R)[편집]


초속효성보다는 늦고 오래 가지만 빨리 듣는 인슐린이다.주사 후 30분 정도 뒤부터 듣기 시작해 3~6시간 정도 효과가 있다. 레귤러 인슐린이라고도 하며 가장 오래 된 형태의 인슐린으로 초기에는 동물 췌장에서 추출했으나 지금은 유전자재조합 효모균을 통해 대량생산하고 있다. 의사 처방에 따라 인슐린펌프에 사용할 수 있다. 식사 30~45분 전에 주사하며 응급 고혈당 상황에서는 정맥주사할 수도 있다. 맑은 액체 형태이다. 이 형태의 인슐린으로는 휴물린 R(일라이릴리), 노보린 R(노보노디스크)이 있다.


4.3. 중간형(NPH)[편집]


늦게 듣고 오래 가는 인슐린이다. 주사 후 1~4시간 정도 뒤부터 듣기 시작해 12~20시간까지 효과가 있다. 의사 처방에 따라 다르지만 1일 1회 주사의 경우 아침 식전에, 1일 2회 주사의 경우 아침과 저녁 식전에 주사한다. 하얀 현탁액 형태여서 주사 전에 반드시 흔들어서 주사해야 한다. 이 형태의 인슐린으로는 휴물린 N(일라이릴리), 노보린 N(노보노디스크)이 있다.


4.4. 장시간형[편집]


중간형 인슐린과 작용시간은 비슷하지만 인슐린의 일부 분자구조를 변화시켜 장시간 작용하되 완만하게 작용하도록 만들어진 것이다. 중간형 인슐린의 농도가 천장을 찍을 때 발생하는 저혈당 위험이 감소하며 중간형 인슐린으로 부족했던 공복혈당 조절능력이 좋다는 장점이 있다. 주사 후 1~2시간정도 뒤부터 듣기 시작해 최장 24시간까지 효과(48시간 까지 가는 인슐린도 존재한다.)가 있다. 식사와 관계없이 하루 중 일정한 시각에 주사한다. 맑은 액체 형태이다. 이 형태의 인슐린으로는 란투스, 투제오(사노피, 인슐린 글라진), 레버미어(노보노디스크, 인슐린 디터머), 트레시바(노보노디스크, 인슐린 데글루덱)가 있다.


4.5. 혼합형[편집]


R형과 NPH형 인슐린을 혼합했거나 초속효성 인슐린의 일부를 프로타민 단백질과 결합시켜 중간형으로 전환한 것이다. 이 형태의 인슐린은 속효성이나 초속효성 인슐린이 빠르게 작용해 식후혈당을 조절하고, 중간형 인슐린이 지속적으로 작용하면서 공복혈당을 조절할 수 있다. 특히 초속효성 인슐린을 사용한 혼합형 인슐린은 빠른 식후혈당 조절기능이 있어서 최근에 많이 사용된다. 중간형 인슐린과 같은 하얀 현탁액 형태이다. 이 형태의 인슐린으로는 휴물린 70/30(속효성, 일라이릴리), 휴마로그믹스 50(초속효성, 일라이릴리), 노보믹스50, 노보믹스30(초속효성, 노보노디스크), 리조덱(아스파트 3:데글루덱 7, 노보노디스크)가 있다.


5. 인슐린 주사요법의 주의점[편집]


요즘 인슐린은 예전과는 다르게 혼자서도 주사하기 편하게 만들어져 나온다. 하지만 사소한 주의사항을 잘 지켜야만 안전하고 편하게 사용할 수 있다. 몇 가지 주의점을 알아보면,

  • 펜주사기 사용 방법을 철저히 지도받을 것. 특히 용량조절 방법은 모르면 알 때까지 반복해서 물어보고 아예 몸으로 기억하는 것이 좋다. 최근 나오는 펜주사기(플렉스펜, 플렉스터치, 솔로스타, 퀵펜)들은 용량설정이 잘못되어도 반대로 돌리면 다시 설정할 수 있다. 사용방법은 인슐린을 처음 처방받았을 때 병원의 담당간호사가 매우 자세히 지도해 줄 것이다. 제조사 홈페이지에 동영상으로 설명도 되어 있으니 참고하자.

  • 주사부위는 매일 다르게 할 것. 인슐린 주사는 피하주사다. 피부 아래의 진피층에 주사를 놓는데 한 부위에만 반복하여 주사맞을 경우 주사 부위가 모여서 굳어지는 경결과 같은 부작용이 생기고, 당연히 더 아프고 잘 듣지도 않게 될 수 있다. 무엇보다 경결이 생기면 그 부위는 1년 이상 주사를 못놓게 돼서 번거로워진다. 주사방법을 지도받을 때 언제 어디에 주사 맞았는지 체크할 수 있는 주사부위 체크표를 받을 수 있으니 꼭 챙겨두자.

  • 주사용품, 특히 주사바늘은 한 번만 쓰고 버릴 것. 주사바늘을 반복적으로 사용하는 것은 위생 상 좋지 않을뿐더러 무뎌진 주사바늘 끝 때문에 더 아프고 불쾌할 수 있다. 주사바늘을 버릴 때는 꼭 바늘통과 덮개를 같이 씌워서 단단한 용기에 버려야만 버리는 과정에서 다른 사람이 다치는 것을 막을 수 있음을 유념하자.

  • 여러 가지 주사를 쓰는 경우 주사 시기와 주사 종류를 꼭 기억할 것. 고혈당이나 저혈당으로 병원에 실려오는 환자들 중에 간혹 주사 종류를 착각하여 잘못 맞고 실려오는 경우가 있다고 한다. 펜주사기의 색깔, 라벨의 글자 색 같은 것으로 구분할 수 있다. 특히 초속효성 맞을 때인데 잘못하여 지속형을 맞는 경우 인슐린이 제대로 듣지 않아 치명적인 고혈당 위험이 있다.


6. 같이 보기[편집]


  • 결정학
  • 글리코겐
  • 글루카곤
  • 단백질
  • 당뇨병
    • 1형 당뇨병[10]
  • 대장균[11]
  • 여주(과일)[12]
  • 저혈당증
  • 췌장 (혹은 이자)
  • 토론토 대학교
  • 프레더릭 벤팅
  • 호르몬


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[1] 경구투여가 불가능한 이유가 이것이다. 단백질이기 때문에 소화기관에서 분해되어 버린다. 경구투여가 가능한 캡슐형 제품이 개발되었지만 이 역시 작은 주사기를 삼켜 위장에서 주사하는 방식이며 상용화 된 제품은 아직 없다.[2] 저장을 못하면 그 유명한 2형 당뇨병.[3] 글리코겐은 포도당의 저장 형태이며 인슐린과 길항작용하는 글루카곤과 헷갈리는 경우가 있다. 인슐린은 췌장 내부에 위치한 랑게르한스 섬의 베타세포에서 분비되는데 같은 기관 알파세포에서 글루카곤이 분비된다.[4] 글루카곤, 당질 코르티코이드, 아드레날린(생명과학 교과서에서는 에피네프린이라고 명시됨)[5] 폴 버호벤 감독의 2006년작 영화 '블랙북'에서 누군가(스포일러)가 여주인공인 라헬에게 인슐린을 과다투여해 저혈당 상태로 만들어 죽이려 하는 장면이 나온다. 하지만 라헬은 당황하지 않고 시민들에게 나눠주려고 가져온 초콜릿을 먹어 혈당치를 맞춰 위기를 모면한다. 물론 이는 영화이기에 나온 장면이고, 실제로 혼수상태에 빠지기 일보직전인 상황에서 음식물을 무리하게 욱여넣다간 목에 걸릴 위험이 높다. 게다가 초콜릿처럼 지방질인 건 상대적으로 혈당을 높이는 속도가 느린 편이라 저혈당 대책으론 조금 미흡하다. 보통 의사들이 추천하는건 사탕이나 주스다. 특히 휴대나 보관이 편한 사탕이 이런 상황에서는 적합한데 당뇨병 환자의 집에 사탕통을 두는 것을 권장하기도 하고, 순간 쇼크를 대비해 목걸이로 사탕을 넣어두기도 한다.[6] 오해를 많이 하지만 부작용의 뜻은 더불어 생기는 작용이란 뜻으로 반드시 몸에 나쁜 작용만을 나타내는 것은 아니다. 자세한 것은 부작용 문서 참조.[7] 비교적 쉽다는 거지 아무데서나 구할 수 있다는 건 아니다. 처방받으려면 일단 큰 병원으로 가야 한다. 그 자체가 적잖은 비용이다. 이는 인슐린 자체가 잘못 맞으면 훅가는 약물이라 2형 당뇨병 환자는 어지간하면 처방하려 들지 않기 때문이다.[8] 호르몬은 척추동물 범위에서는'종 특이성'이라는 성질을 가지지 않아서 동물의 인슐린을 뽑아 사람에게 주사해도 부작용이 없거나 아주 미약하고 혈당을 낮추는 효과를 잘 낸다. 그리고 가장 흔하게 기르는 가축인 소와 돼지가 주된 추출원이었던 것. 다만 구조가 완전히 같지는 않고 몇 개의 아미노산이 다르기는 하다.[9] 현재 애플과 삼성이 자사 스마트워치에 장착하기 위해 개발하고 있는 무채혈 방식의 혈당측정기와 결합하면 인슐린 투여의 새 전기가 열린다.[10] 위의 당뇨병과 다른 것이므로 삭제하지 말 것.[11] 플라스미드를 이용한 유전자재조합 기술로 인슐린을 생산한다.[12] 자체적으로 인슐린이 풍부하게 함유되어 있다고는 하나 인슐린은 단백질로 되어 있는 호르몬이라 위장에 들어가면 소화되어 버리기 때문에 별 의미는 없다. 인슐린 경구투여제의 경우 캡슐로 인슐린을 보호해서 위장을 통과하게 하는것. 실제로도 1형 당뇨병 환자의 경우 여주를 먹어도 아무 효과도 보지 못하고 2형 당뇨병 환자들이 효과를 본다고 하는것으로 봐서는 인슐린의 효능이라기보단 칼로리 자체가 낮아서 혈당조절 효과가 있기 때문으로 보인다.