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인슈린 insulin

인슈린 : 펩타이드 호르몬
- 혈당 GI :  당뇨병
- 인슈린 : Glucose trasnporter
- 글루카곤 : Glucogenesis

인슈린은 고작 호르몬(신경전달 물질)이다
그런데 어떻게 포도당을 흡수하도록 하지? 나름 의문이었다
뇌는 인슈린이 없이도 포도당을 흡수한다 ! 답을 찾았다
나머지 부위도 원래 포도당의 흡수기능은 있는데
뇌는 포도당만을 에너지원으로 쓰고, 다른 부위의 10배를 쓴다
뇌는 항상 포도당이 고픈 상태다
그래서 다른 부위의 포도당 펌프는 모두 잠그고 자신만 먹는다
그러다 식사를 통해 포도당의 양이 많아지면
그때야 인슈린을 만들게 하고  다른 부위도 포도당 펌프가 작동하도록 잠금 상태를 푼다
인슈린이 포도당을 흡수하도록 하는 것이 아니라  잠금을 푼다는 것을 이제 알았다



뇌에 가장 많은 것은 GLUT1 이다

Energy-yielding metabolism in erythrocytes depends on a constant supply of glucose from the blood plasma, where the glucose concentration is maintained at about 5mM. Glucose enters the erythrocyte by facilitated diffusion via a specific glucose transporter, at a rate about 50,000 times greater than uncatalyzed transmembrane diffusion.  
GLUT1 is responsible for the low-level of basal glucose uptake required to sustain respiration in all cells. Expression levels of GLUT1 in cell membranes are increased by reduced glucose levels and decreased by increased glucose levels.
GLUT1 is also a major receptor for uptake of Vitamin C as well as glucose, especially in non vitamin C producing mammals as part of an adaptation to compensate by participating in a Vitamin C recycling process. In mammals that do produce Vitamin C, GLUT4 is often expressed instead of GLUT1.[4]
GLUT1 is also a receptor used by the HTLV virus to gain entry into target cells.[6] Glut1 has also been demonstrated as a powerful histochemical marker for haemangioma of infancy.Hum Pathol. 2000 Jan;31(1):11-22. GLUT1: a newly discovered immunohistochemical marker for juvenile hemangiomas. North PE, Waner M, Mizeracki A, Mihm MC Jr.
GLUT1 has two significant types in brain 45k and 55k. GLUT1 45k is present on astroglia of neurons and GLUT1 55k is present on capillaries in brain and is responsible for glucose transport across blood brain barrier and its deficiency causes low level of glucose in CSF(less than 60 mg/dl) which may manifest as convulsion in deficient individuals.






 

 




 


 

- 인간이 GMO를 사용한지는 40년 넘었습니다.
에서

혹자는 ‘GMO는 자연에 없던 현상이라 20년으로는 검증 기간이 부족하다’ ‘지금 안전하다고 해도 우리 후대들에 어떤 피해가 있을지 알 수 없다’, ‘위험하다는 증거는 없어도 안전성 또한 완전히 입증되지는 않았다’고 합니다.
그런데 GMO 중에 자연에 없는 가장 인위적은 조작으로 만들어진 것은 인슐린입니다. 인간의 유전자를 종의 경계를 완전히 넘어서 가장 유전적으로 거리가 먼 대장균에게는 주입해서 만든 GMO 제품이죠. 인슐린은 대장균에게 아무런 쓸모가 없기 때문에 원래는 그런 물질을 전혀 만들지 않습니다. 그런데 인간은 대장균에게 인간의 인슈린유전자를 넣고 대량 증식하여 그 속에서 GM단백질인 인슐린을 추출하여 고도로 농축하여 씁니다.

초기에 인슐린은 소, 돼지, 말 등 인간에게 가까운 동물에서 추출했습니다. 소 돼지 말에게도 인간과 거의 같은 인슐린 유전자가 있어서 그들이 만든 인슐린을 사람도 쓸 수 있었죠. 처음에는 정제의 기술이 부족하여 불순물로 인한 부작용도 있었지만 점점 기술이 좋아져 1970년 중반에는 99% 순수한 인슐린 제조가 가능해졌다고 합니다. 문제는 당뇨 환자는 점점 느는 데 환자 한 명당 1년에 돼지 70마리의 췌장에서 추출한 인슐린이 필요한 것과 바이러스의 감염 등의 위험성이 있다는 것이었습니다. 그래서 70년대 초반 GMO기술이 등장하자마자 GMO 인슐린 개발에 총력을 기울였습니다. 불과 몇 년만인 1976년에 대장균을 통해 인슐린의 생산이 가능해졌습니다. 인간이 개발한 최초의 GMO이자 최고의 성공작이었지요. 그 뒤로 성장호르몬과 인터페론이 만들어졌지만 인슐린만큼 인간에게 많은 도움을 주지는 못했습니다.

GM작물은 그 안에 GMO 유전자로 만들어진 GM 단백질 함량이 10ppm (0.0001%)에 불과합니다. 인슐린은 그보다 10만 배 농축한 것이고요. 그리고 인슐린은 단백질이라 음식으로 섭취하면 분해되기 때문에 주사로 혈관에 직접 주입합니다. 아주 어린 소아당뇨환자에게도 그런 식으로 쓰이지요. 그런 인슐린을 쓰기 시작한지 벌써 40년이 지났습니다.

GM작물은 그 속에 만들어진 GM단백질의 양도 너무 적고 음식물로 먹은 것이라 소화과정을 통해 분해가 됩니다. 똑같이 종간의 경계를 벗어난 것인데 인슐린은 전혀 걱정하지 않고 GM 작물만 걱정하는 것은 무엇 때문일까요
GM작물 중에 가장 많은 것이 글리포세이트 저항성작물입니다. 원래 식물에 있던 EPSP(방향족 아미노산 합성에서 중간물질)를 합성하는 효소(유전자)와 똑같은 기능을 하는 효소유전자를 미생물에서 추출하여 넣은 것입니다. 식물에 없던 새로운 기능이 생기는 것이 아니라 효소의 모양의 PEP의 결합이 좀 더 정교한 것으로 바꾸어 글리포세이트와 결합을 하지 않도록 한 것입니다. 그런데 왜 그 효소의 안전성을 확인하는데 20년으로는 너무나 짧은 시간이라고 할까요

작년에 최초로 동물에서도 GM연어가 승인이 되었는데, 괴물 연어라고 하면서 걱정을 많이 합니다. 그런데 추가한 유전자는 정말 별 것 아닙니다. 연어는 원래는 겨울에는 성장호르몬이 나오지 않아 성장을 멈추는데, 연어와 가까운 품종 중에서 겨울에도 성장호르몬이 나오는 품종에서 유전자를 옮긴 것 뿐 입니다. 종간의 경계를 뛰어 넘은 것이 아니라 똑같은 성장호르몬을 사용할 정도로 가까운 종입니다. 교배로 하면 연어의 특성을 잃은 것이 많이 만들어지므로 성장호르몬 유전자만 툭 뛰어서 옮겨 교배의 효율만 높인 것입니다. 그래서 GMO 기술이 등장하자 금방 개발이 된 것이고요. 그렇게 만들어진 연어는 겨울에도 양식장에서 공급하는 먹이를 먹고 성장할 뿐 최종 크기가 더 커지는 것도 아닙니다. 그런데 그런 연어를 괴물이라고 합니다. 종의 경계를 넘은 것이 아니라 육종의 효율만을 높인 것인데 그렇습니다. GM연어는 개발 이후 사용 승인을 받는데만 26년이 걸렸습니다. 그 연어는 앞으로 얼마나 많은 시간이 흘러야 안전성이 확인 되었다고 할까요.

 

당뇨병 치료의 필수 호르몬 인슐린의 속살_GMO인슐린

식품저널  |  foodinfo@foodnews.co.kr  2015.10.13  11:30:39

인슐린의 역할
인슐린은 우리 몸의 윗배 뒤편 깊은 곳에 위치한 췌장의 랑겔한스섬의 베타세포에서 분비되는 호르몬으로서 혈액속의 포도당이 세포 속으로 들어가 에너지원으로 이용되는 데에 반드시 필요하다. 혈액속의 당이 세포 속으로 옮겨 들어가려면 세포막에 있는 문과 같은 곳을 통과해야하는데, 이 문을 여는 열쇠의 역할을 하는 것이 바로 인슐린이다. 인슐린은 혈액 속의 포도당(당)을 조절하는 호르몬으로 몸이 정상적으로 작동하기 위한 에너지원인 포도당을 제대로 공급하기 위해 필요하다. 베타세포는 몸 안으로 소량의 인슐린을 지속적으로 분비하는데 음식을 먹거나 해 혈당이 올라가면 일시적으로 좀 더 많은 양의 인슐린을 분비한다. 분비된 인슐린은 혈액 속의 포도당을 세포 속으로 운반해 세포 속에서 당이 에너지로 바뀌어 사용되게 한다. 인슐린에 의해 혈액 속의 당이 세포 속으로 들어가면 혈당은 수 시간 내에 원래 수준으로 내려온다.

제1형 당뇨병 환자가 인슐린 주사를 맞아야 하는 이유
당뇨병에서 혈당이 높아지는 이유는 췌장에서 인슐린 분비가 부족해 인슐린이 모자라거나 분비가 되더라도 그 기능에 결함이 있다면 혈당은 세포 속으로 옮겨지지 못해 혈액 속에 쌓여 혈당이 높아지고, 소변으로 나오게 된다. 결국 세포는 에너지를 구하지 못해 굶는 상태가 된다. 이런 상태가 되면 몸은 피곤해지며 눈이 흐릿해지고, 저리고, 손발이 따끔따끔하고 목이 마르고 감염이 잦고 심해지며 상처가 잘 낫지 않게 된다. 세포는 포도당을 이용할 수 없으므로 응급 시 대체 연료로 저장해 두었던 지방을 이용하게 돼 몸속에는 지방을 사용하고 남은 케톤체가 쌓이게 된다. 과도하게 쌓인 케톤체는 세포에 손상을 주어 당뇨병 환자를 당뇨병 혼수라는 중한 상태에 빠뜨려 사망에까지 이르게 할 수도 있다.

당뇨병은 크게 2가지가 있다. 인슐린 분비가 안 돼 인슐린 자체가 모자라는 경우가 제1형 당뇨병이고 분비는 되지만 그 작용이 시원치 않은 경우의 당뇨병이 제2형 당뇨병이다. 앞에 든 열쇠에 비유한다. 열쇠가 없는 것이 제1형 당뇨병이고 열쇠는 있는데 딱 맞지 않는 경우가 제2형 당뇨병이다. 아직은 인슐린 자체를 대체할 약제를 개발하지 못하고 있어 제1형 당뇨병 환자는 인슐린 주사를 맞아야 한다. 제2형 당뇨병 환자는 인슐린 주사가 반드시 필요하지는 않으나 경구약을 포함한 다른 방법으로 혈당 조절이 잘 안되거나 수술, 임신 등의 상황에서 혈당조절을 더 잘 하기 위해 인슐린 주사를 맞는다.

1921년 반팅과 베스트가 개의 췌장에서 인슐린을 성공적으로 순수 정제한 이후 인슐린 제제는 꾸준히 발전돼 왔다. 1936년에는 덴마크의 하게돈(Hagedorn)이 생선의 정액에서 발견한 단백질을 인슐린에 첨가해 한 번 주사하면 하루 종일 작용하는 인슐린을 개발했다.

초기엔 소 돼지 췌장서 인슐린 추출, 부작용 발생
지금은 유전공학기술로 부작용없는 인슐린 생산
초기에 인슐린 주사제는 소, 돼지, 말, 생선 등에서 추출했다. 동물에서 구한 인슐린은 사람 인슐린과 거의 비슷해서 효과적으로 사용해 왔다. 예를 들면 소 인슐린은 사람 인슐린과 3개의 아미노산, 돼지 인슐린은 한 개의 아미노산만이 다르다. 소, 돼지, 생선에서 추출한 인슐린이 사람에 따라 알레르기 반응 등의 부작용이 나타나곤 했는데, 이는 기술 부족에 따른 불순물로 인한 순도 저하 때문이었다. 따라서 순도를 높이기 위한 꾸준한 노력으로 1970년 중반에는 99% 순수한 인슐린 제조가 가능해졌다, 그러나 여전히 작은 알레르기 부작용이 나타났다.

또한 소나 돼지의 췌장에서 직접 추출해 제조해야하므로 생산량이 제한되고, 당뇨병 환자 수의 급증으로 그 수요가 폭발적으로 급증하면서 가격이 계속 올라갔다. 실제로 환자 한 명이 일 년 동안 주사해야할 양을 공급하기 위해서 평균 돼지 70마리의 췌장이 필요했다. 게다가 동물에게서 직접 추출하다보니 동물의 바이러스 등이 옮길 위험성도 안고 있었다.

이러한 물량조달과 경제적 한계 및 구조적 차이에 의한 의학적 부작용을 극복하기 위해 지금은 유전공학기법으로 제조한 생합성 사람 인슐린이 널리 쓰이고 있다. 1982년 릴리(Eli Lilly)제약회사는 최초의 사람 인슐린인 휴물린(humulin)[사람을 뜻하는 human과 인슐린의 합성어]을 제조했다. 노보노디스크(Novo Nordisk)제약은 대장균 대신에 효모를 이용한 사람 인슐린을 합성했다. 현대화된 유전 공학기술로 인슐린을 생산하는 유전자를 삽입한 대장균 또는 효모를 성장시켜 합성 사람 인슐린을 생산한 것이다. 유전적으로 다루어진 대장균이나 효모가 아주 작은 인슐린 생산 공장인 셈이어서 다량의 인슐린을 경제적 부담 없이 생산할 수 있게 됐다. 이렇게 얻어진 인슐린은 사람의 췌장에서 분비되는 인슐린과 동일한 아미노산 배열 구조를 지니고 있고 작용효과도 거의 완벽하게 동일하다.
보태어, 주사를 맞는 시각에서도 편리해졌다. 전에는 정확히 식전 30분전에 주사해야 주사의 약효를 충분히 볼 수 있다. 왜냐하면 주사를 맞고 30분이 지나야 충분히 작용하기 시작한다. 이에 반해 GMO 인슐린은 식사 직전에 맞아도 된다. 실제로 밥상을 앞에 두고 30분을 기다리는 일, 특히 출근이나 외출 등의 약속을 두고 30분을 기다리는 것은 어떨까. 그 만만치 않은 불편을 말끔히 없애 주었다.
2002년 세계당뇨병연맹(IDF, International Diabetes Federation)의 보고에 의하면 세계적으로 사용되는 인슐린의 70% 이상이 합성 사람인슐린이었는데, 2006년 1월 경에는 미국을 포함한 여러 나라에 쓰이는 인슐린은 이미 모두 합성 사람 인슐린 혹은 합성 사람인슐린 아날로그다. 합성사람인슐린이 기존 인슐린보다 알레르기 부작용 등을 덜 일으키는 것으로 밝혀져 있다. 지금은 극히 적은 수의 환자들만이 동물 인슐린을 사용하고 있고 제약회사에서도 거의 제조하지 않고 있다. 이른 바 GMO 인슐린의 안전성과 효능이 널리 인정된 까닭이다.

이란 표현에 대한 생각
여기서, 이란 표현에 대해 한 번 생각해 본다. 유전자합성 사람인슐린을 영어를 섞어 쓰면 GMO인슐린이 맞다. 좀 더 풀어 이르면 유전자변형생물체(Genetically Modified Organism)가 만들어 낸 인슐린이다. 그런데, 유전자변형생물체(GMO)가 만들어낸 인슐린은 사람인슐린과 구조가 같고 효과도 똑같이 발휘하고 있고 해롭지도 않다. 그래서 전문의들 중에는 식품 등에 붙는 GMO란 글자를 인슐린의 경우에 붙이는 게 실제적으로 합당하냐는 의견이 있다. 사람 인슐린과 모양과 효력이 다를 바 없는데 굳이 GMO의 일부 부정적 의미 부분을 붙일 필요가 있냐는 것이다. 그렇다, GMO인슐린이란 용어의 앞부분인‘GMO’는 GMO의 긍정적 내용만을 흠씬 담고 있다.
인슐린은 주사로 맞는다. 위장 속의 소화액에 의해 분해되므로 인슐린을 알약이나 캡슐로 복용할 수 없다. 의학기술이 훨씬 더 발전해 미래에는 먹거나 바르는 인슐린이 현실화되겠지만 아직은 직접 주사하는 것이 가장 좋고 유일한 방법이다. 따라서 인슐린은 사람인슐린과 가장 같은 구조, 같은 효과를 내며 가능한 실생활에 편리한 것을 사용해야 한다. 마침 GMO 사람인슐린은 사람인슐린과 구조가 같고, 생산 조달의 곤란이 없고, 안전하고 편리하다. 그래서 거의 모든 환자들이 이 인슐린을 사용하고 있다

어린이는 빠진 소아당뇨 보호대책

이진한 의학전문기자 입력 2018-05-09

 
소아당뇨 환자가 한 달 동안 맞아야 하는 인슐린 주사량을 표현한 포스터. 이 외에도 수시로 혈당을 체크하기 위해 바늘을 하루 최대 20번 찔러야 한다. 대니재단 제공

2011년 어느 날, 호주의 17세 소녀 대니엘라 미즈발로는 여느 때와 마찬가지로 잠자리에 들었다. 하지만 그녀는 잠들기 전 부모와 나눈 짧은 인사를 마지막으로 영영 부모 곁에 돌아오지 못했다. 당시만 해도 이 소녀의 허망한 죽음을 두고 관심을 가진 이는 많지 않았다.
대니엘라는 제1형 당뇨병을 앓았다. 제1형 당뇨병은 어릴 때 췌장이 망가진 탓에 혈당의 오르내림이 급격해 고혈당과 저혈당을 수시로 부르는 질환이다. 특히 그녀의 저혈당은 밤낮을 가리지 않아 취침 중 혈당이 심하게 내려가면서 사망했다. 제1형 당뇨병으로 갑자기 혈당이 떨어져 사망하는 것을 ‘침대사망증후군’이라고 부르기도 한다.
소녀의 안타까운 죽음은 오래지 않아 호주 사회에 엄청난 파장을 불러일으켰다. 2012년 대니엘라의 부모는 자신의 딸에게 닥친 불행이 다른 아이들에게서 벌어지지 않도록 ‘대니재단’을 만들었다. 2015년 대니재단은 21세 이하 연속혈당측정기 국가지원을 위한 국회 청원 행사를 열었다. 행사장 벽에는 160여 명이나 되는 침대사망증후군 희생자의 사진이 내걸렸다. 이 일로 제1형 당뇨병의 심각성을 호주 정부가 인식했다. 이후 연간 400만 원에 이르는 연속혈당측정기를 제1형 당뇨병을 앓는 청소년과 아동에게 전액 무료로 지원하기 시작했다.
이제 호주에선 제1형 당뇨병 환자와 가족이 저혈당 걱정에 잠을 설치는 일은 사라졌다. 연속혈당측정기가 5분마다 환자의 혈당을 측정해 유사시 가족에게 알려 주기 때문이다. 이런 의미 있는 변화를 정보기술(IT) 강국인 한국에서도 기대할 수 있을까? 현재까지 상황을 보면 누구도 ‘그렇다’고 자신할 수 없다.
최근 국내에서도 호주와 비슷한 사례가 있었다. 제1형 당뇨병을 앓는 아이의 삶을 바꿔 보고자 스스로 길을 찾아 나선 김미영 씨가 그 주인공이다. 그녀는 2015년 연속혈당측정기가 아이와 가족의 ‘삶의 질’을 바꿀 수 있다는 사실을 알게 됐다. 당시 해외에서만 판매하는 이 기기를 직접 구매해 사용법을 익혀 아이에게 사용했다. 또 주변의 환자와 부모에게 이 기기의 사용법을 전수했다. 엔지니어 출신인 그녀는 스마트폰과 연동해 언제 어디서나 아이의 혈당을 쉽게 체크할 수 있도록 했다.
그래서 김 씨의 삶은 달라졌을까? 매우 달라졌다. 그녀는 현재 ‘무허가 의료기기의 사용과 타인 판매’ 혐의로 검찰 조사를 받고 있다. 국내 보건의료체계가 제때 연속혈당측정기 같은 해법을 제공했다면 김 씨가 검사 앞에 앉는 일은 원천적으로 없었을 것이다.

지금도 많은 제1형 당뇨병 아이들은 하루에 많게는 20번이나 고사리 같은 손을 바늘로 찔러 피를 뽑고 또 다른 바늘로 인슐린을 주사하고 있다. 그래도 잡히지 않는 혈당 때문에 건강과 자신감을 잃고, 마음껏 뛰어놀 수 없어 또래들로부터 멀어져 간다. 자신의 질병을 전혀 이해하지 못하는 친구들로 인해 불결한 화장실에 숨어 인슐린 주사를 맞는 경우도 많다. 집에서는 아이의 부모는 늘 비상대기다. 잠을 자다가도 아이를 흔들어 깨워 의식을 확인한다. 잠든 아이의 손끝에서 피를 뽑아 혈당을 확인하는 일이 일상이다.

이 문제를 풀고자 정부는 지난해 11월 ‘제1형 당뇨병 어린이 보호대책’을 내놓았다. 소아당뇨병 환자의 실태를 파악하고, 아이들을 돕기 위한 인력과 인프라를 확충하고, 이 질병에 대한 인식을 개선하겠다는 것이다.
하지만 지난달 24일 정부가 개최한 간담회에서 연속혈당측정기에 대한 추가 지원은 없다는 사실이 확인됐다. 지금까지 정부는 제1형 당뇨병 어린이를 위해 6개월에 45만 원을 지원하고 있다. 이 지원금은 조금도 오르지 않는다. 소모품까지 포함하면 연속혈당측정기 구입비는 1년에 400만 원 정도 든다. 정부 지원비는 현실적이지 않은 금액이다.
이런 소식을 접한 환자 부모들은 “정부의 추가 지원으로 고생을 한결 덜 줄 알았는데 허무하다”고 했다. 소아당뇨 어린이들은 또다시 하루에도 몇 번씩 자신의 손끝에서 피를 뽑으며 정부의 추가 지원을 기다려야 할 판이다. 소아당뇨 보호대책에 정작 어린이는 빠져 있다.