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최근 수정 시각 : 2024-12-17 15:47:14

인슐린

파일:external/upload.wikimedia.org/InsulinHexamer.jpg
가운데에 있는 공이 아연 이온.
6개의 히스티딘 말단이 이걸 꼭 붙잡고 있다.
인슐린
Insulin
1. 개요2. 기능3. 별도 투여4. 제품5. 제품화된 인슐린의 종류
5.1. 초속효성5.2. 속효성(R)5.3. 중간형(NPH)5.4. 장시간형5.5. 혼합형
6. 인슐린 주사요법의 주의점7. 기타8. 같이 보기

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1. 개요

인슐린(insulin)은 췌장의 랑게르한스섬에 있는 베타세포에서 분비되는 단백질호르몬[1]으로, 혈액 속의 포도당을 세포로 이동시켜 산화를 촉진하고 간세포에서 포도당을 글리코겐으로 변환, 저장하여 혈당을 억제하는 역할을 한다.

토론토 대학교에서 연구하던 캐나다인 의학자 프레더릭 벤팅이 발견 및 분리하였고, 이 공로로 그는 1923년 노벨생리학·의학상을 수상하였다.

2. 기능

혈액에 분포하는 포도당글리코겐으로 바꾸어 세포에 저장, 세포가 사용하게 함으로써 혈당량을 낮추는 역할을 한다.[2] 인슐린의 분비에 장애가 생기거나((1형 당뇨병) 또는 인슐린 수용체에 문제가 생겨 민감성이 떨어지면(2형 당뇨병) 혈당량 조절에 문제가 생긴다. 인슐린이 과다하게 분비되면 인슐린 저항성이 없는 경우 저혈당증에 빠지게 된다.

혈당을 올리는 호르몬은 여러 종류인 것과 달리[3] 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. 당이 낮을 땐 위험상황이니 온갖 호르몬을 퍼붓더라도 어떻게든 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.

인슐린에 대한 저항성이나 수용체 감소가 원인인 2형 당뇨병라든가, 영향불균형이 원인으로 추측되는 1.5형 당뇨과는 달리 1형 당뇨병은 바로 이 호르몬을 분비하는 베타세포를 신체에서 적으로 간주해 죽여 버리기 때문에 발생한다. 따라서 1형 당뇨병은 자가면역질환이다. 하지만 때때로 자가항체반응이 없음에도 1형 당뇨병이 오는 경우가 있는데 이를특발성[4] 당뇨병이라고 한다. 즉 1형 당뇨병도 1A형 당뇨병(자가면역성)과 1B형 당뇨병(특발성) 두 가지로 나뉜다. 자세한 것은 1형 당뇨병 문서 참고.

소금 섭취를 제한하기 시작하면 몸이 공황상태에 빠지기 시작한다. 이에 대한 인체의 방어 메커니즘 중 하나는 인슐린 수치를 증가시키는 것인데, 이는 인슐린은 신장이 더 많은 나트륨을 계속 체내에 유지하도록 도와주기 때문이다. 높은 인슐린 수치는 또한 지방 대사 체계를 약화시켜서 체내에 저장된 지방을 지방산으로 분해하거나 체내에 저장된 단백질아미노산으로 분해해 에너지를 만드는 데 어려움을 준다. 인슐린 수치가 상승할 때 효율적인 에너지로 가용할 수 있는 대량 영양소는 탄수화물이 유일하다. 그 다음 정제된 탄수화물을 갈구하게 되고 지방세포의 축적, 체중증가, 인슐린 저항성으로 이어지며 결국 제2형 당뇨병을 일으키게 된다.

3. 별도 투여

현재 처방전을 가진 환자나 의료인에 한해 약국에서 주사기의 형태(펜형)와[5] 병의 형태로(바이알형)[6] 판매한다. 혈당이 높은 당뇨환자에게는 약이겠지만 정상인에게는 독이다. 즉 인슐린이 체내에 과다하게 되어 저혈당이 올 수 있다.[7] 물론 당뇨 환자들도 인슐린 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.

이를 이용하여 로이더[8]들이 도핑으로 근육을 만드는 데 사용하기도 한다. 운동 후 인슐린을 주사로 넣게 되면 인슐린들의 동화작용으로 근육이 더욱 커지게 되는 것. 이들에겐 부작용[9]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.[10] 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.[11]

4. 제품

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[12]으로 사람을 치료하는 데 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 인슐린 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.[13] 이외에도 일주일간 효과가 지속되는 인슐린과 피부부착식 패치를 이용한 인슐린도 임상시험 중.[14] 현재 사용되는 인슐린의 96%가 오리지널 3사(노보노디스크, 일라이 릴리 앤드 컴퍼니, 사노피)에서 제조하고 있다. #

미국에선 보건복지의 수준이 별로인 미국 특성상, 제약기업의 담합으로 가격이 굉장히 비싼 편이다. 인슐린 1병에 300달러 이상의 가격이 책정되기도 하고, 2020년 쯤엔 주사 5팩짜리 제품의 가격이 500달러 를 넘어선 적도 있다. 이는 국내의 8~10배 정도 가격이다. 그래서 경제 여건이 부족한 환자들[15]은 인슐린 치료를 포기하고 사망하거나 증상이 악화되는 경우가 많이 보이고, 이는 공화당, 민주당, 여야 가릴 것 없이 국민들과 정치계의 비판을 받았다. 바이든 행정부 이후로 언론, 여론, 미국 정부의 압박과 더불어 수요 감소까지 겹치자 노보노디스크와 릴리 등 제약회사들은 백기를 들고, 75%이상 가격 인하라는 파격적인 행보를 보였지만, 여전히 악성재고가 존재한다고. 이 현상이 전세계적 공급가 평준화를 불러와 국내 의료계에 영향을 끼칠 가능성 또한 존재한다.

5. 제품화된 인슐린의 종류

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

5.1. 초속효성

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 펌프[16]에도 사용되는 인슐린이다. 식사 직전 또는 직후에 주사하며 맑은 액체 형태이다. 이 형태의 인슐린으로는 휴마로그와 룸제브[17](일라이릴리, 인슐린 라이스프로), 애피드라(사노피, 인슐린 글루리신), 노보래피드, 피아스프(노보노디스크, 인슐린 아스파트)이 있다.

5.2. 속효성(R)

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.

5.3. 중간형(NPH)

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.

5.4. 장시간형

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 1~2시간 정도 뒤부터 듣기 시작해 최장 24시간까지 효과(48시간까지 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.

5.5. 혼합형

R형과 NPH형 인슐린을 혼합했거나 초속효성 인슐린의 일부를 프로타민 단백질과 결합시켜 중간형으로 전환했거나 초속효성 인슐린과 지속형 인슐린을 혼합한 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 있고 지속형 인슐린을 사용하면 중간형 인슐린의 단점인 급격한 용량상승을 회피할 수 있어 저혈당 위험이 감소하기 때문에 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 30%:데글루덱 70%, 노보노디스크)가 있다.

6. 인슐린 주사요법의 주의점

바이알에서 뽑아 쓰던 예전과는 다르게 요즘 대다수의 인슐린은 혼자서도 주사하기 편하게 펜(Pen) 형태로 만들어져 나온다. 하지만 사소한 주의사항을 잘 지켜야만 안전하고 편하게 사용할 수 있다. 몇 가지 주의점을 알아보면,

7. 기타

8. 같이 보기



[1] 인슐린의 경구투여가 불가능한 이유가 인슐린이 단백질성 호르몬이기 때문이다. 단백질은 소화 기관(특히, 위장)에서 다이아스테이스(디아스테아제)에 의해 분해되어 버린다. 경구투여가 가능한 캡슐형 제품이 개발되어 있지만 이 역시 작은 주사기를 삼켜 위장에서 주사하는 방식이며 상용화된 제품은 아직까지도 없는 상황이다.[2] 글리코겐은 포도당의 저장 형태이며 인슐린과 길항작용하는 글루카곤과 헷갈리는 경우가 있다. 인슐린은 췌장 내부에 위치한 랑게르한스 섬의 베타세포에서 분비되는데 같은 기관의 알파세포에서 글루카곤이 분비된다. 참고로 우리 몸은 글루카곤, 당질 코르티코이드, 아드레날린(생명과학 교과서에서는 에피네프린이라고 명시됨) 등 혈당을 높이는 호르몬은 여러 가지를 구비하고 있으나 혈당을 낮추는 호르몬은 인슐린 하나만 보유하고 있기 때문에 정상인의 경우 수요를 감당하기 위해서 랑게르한스 섬의 베타세포의 비율이 알파세포보다 무조건 높다.[3] 글루카곤, 당질 코르티코이드, 아드레날린(생명과학 교과서에서는 에피네프린이라고 명시됨).[4] 원인을 모른다는 뜻.[5] 교체형 바늘을 끼우고 뒤의 다이얼을 돌려 원하는 용량을 설정 후 주사하는 약제다.[6] 과거에는 바이알에서 피스톤 주사기로 필요양을 뽑아내 썼으나, 펜형 주사기가 보급된 요즘은 인슐린펌프 사용자들이 바이알을 처방받아 사용한다.[7] 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 우겨넣다간 목에 걸릴 수 있다. 게다가 초콜릿처럼 지방질인 건 상대적으로 혈당을 높이는 속도가 느린 편이라 저혈당 대책으론 상당히 부적합하다. 보통 의사들이 추천하는 건 사탕이다. 특히 휴대나 보관이 편한 사탕이 이런 상황에서는 적합한데 당뇨병 환자의 집에 사탕통을 두는 것을 권장하기도 하고, 순간 쇼크를 대비해 목걸이로 사탕을 넣어두기도 한다. 가장 좋은 건 포도당 사탕.[8] 금지약물을 사용하는 사람들, 주로 보디빌더이다.[9] 오해를 많이 하지만 부작용의 뜻은 더불어 생기는 작용이란 뜻으로 반드시 몸에 나쁜 작용만을 나타내는 것은 아니다. 자세한 것은 부작용 문서 참조.[10] 비교적 쉽다는 거지 아무데서나 구할 수 있다는 건 아니다. 처방받으려면 일단 큰 병원으로 가야 한다. 그 자체가 적잖은 비용이다. 이는 인슐린 자체가 잘못 맞으면 죽을 수도 있는 약물이라 2형 당뇨병 환자에게는 어지간하면 처방하려 들지 않기 때문이다.[11] 프로도 하면 안 되는 짓이지만, 아마추어는 정말정말 하지 말아야 한다. 이거 하면 당뇨가 젊은 나이에 오기 때문에 보디빌딩을 때려치고도 보디빌더 식단으로 평생 살아야 한다(...). 다른 스테로이드는 근육 키우기를 포기하면 식단을 열심히 할 필요는 거의 없지만, 이건 차원이 다르다.프로 보디빌더의 시즌 식단보다는 2형 당뇨 식단이 한참 느슨하긴 하지만[12] 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.[13] 단 이 경우 주사같이 세밀한 단위의 조절이 가능하지 못하다는 문제점이 아직 남아있다. 인슐린 펌프의 경우는 0.1단위씩도 조절이 가능하지만 알약이라면 오차범위가 매우 크고 아직 알약으로 조절해본 경험이 없는 것은 의사나 환자나 매한가지이기 때문에 당장 전 세계 환자들의 삶을 크게 개선하는데는 무리가 있다. 그래도 환자들은 어서 나오기를 오매불망 아우성이라고 한다.[14] 현재 애플과 삼성이 자사 스마트워치에 장착하기 위해 개발하고 있는 무채혈 방식의 혈당측정기와 결합하면 인슐린 투여의 새 전기가 열릴 수도 있다.[15] 미국의 당뇨 환자의 수는 진단을 받지 않은 사람까지 고려할 시 약 2300만~3700만명, 당뇨에 취약한 사람은 8000만명 이상 내외로 추정되는데, 세계적으로 봐도 그 비율이 어마어마하다. 그 만큼 인슐린의 수요가 많고, 공급도 절실한 상황.[16] 소량 단위로 천천히 주기적으로 주입하여 장시간형을 투여하는 것과 같은 효과를 내며 이를 베이잘(Basal)투여라고 한다. 물론 식사 전에 식사량에 맞게 투여하는 것도 가능하고 이를 볼루스(Bolus)투여라고 한다.[17] 휴마로그보다 좀 더 빠른 작용속도를 보인다.[18] 버리는 PET병 등[19] 인슐린 과다 투여 등 저혈당이 왔을 때 비상약[20] 위의 당뇨병과 다른 것이므로 삭제하지 말 것.[21] 플라스미드를 이용한 유전자재조합 기술로 인슐린을 생산한다.[22] 일명 바나바나무라 불리며, 잎에 함유된 코로솔산은 인슐린과 유사한 작용을 하고, DHEA는 인슐린 민감성을 높인다. 건조한 바나바잎, 바나바잎 생약은 당뇨병 위험군에 복용이 권장되며 처방전 없이 구매할 수 있다. 보통 생약을 먹거나 잎을 끓여 차처럼 마신다.[23] 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 하는 것. 실제로도 1형 당뇨병 환자의 경우 여주를 먹어도 아무 효과도 보지 못하고 2형 당뇨병 환자들이 효과를 본다고 하는 것으로 봐서는 인슐린의 효능이라기보단 칼로리 자체가 낮아서 혈당조절 효과가 있기 때문으로 보인다.