당뇨, 걸리지 않으려면 과음하지 말아야...

   과음이 당뇨병을 유발하는 세포내 원인 신호체계 규명

질병관리본부(본부장 이종구) 국립보건연구원(원장 조명찬) 생명의과학센터 대사영양질환과(김원호 박사팀)는 과도한 음주가 당뇨병을 촉진시키는 세포내 원인 신호체계를 처음으로 규명 이번 연구는 성인들에 있어서 혈당이 한번 올라가면 쉽게 떨어지지 않는 원인이 음주 때문임을 보여줄 수 있는 결과임   - 이는 술을 마시면 혈당을 분해하는 GCK*라는 단백질 구조가 변화되어 혈액 속의 당을 제대로 분해시키지 못하고 이로 인해 혈당 분해에 중요한 인슐린을 생성·분비하는 췌장세포의 기능이 저해됨을 처음으로 밝힌 것이라는 데에 그 의의가 있음   ※ GCK: 글루코카이나제(Glucokinase) 알코올섭취 초기에 나타나는 일시적인 GCK 및 인슐린 증가는 독성을 방어하기 위한 여러 신호들 작용에 의한 일시적인 예방 효과일 가능성이 높고 초기부터 나타나는 GCK의 구조변화가 궁극적인 당 분해 및 인슐린 생성 능력의 감소를 유도하는 데 매우 중요한 것임을 처음 확인한 것임   - 이는 적당량의 술이 만성질환 발생 예방효과가 있다는 기존 보고들과는 상반되는 결과로 알코올 섭취가 몸에 해로울 수밖에 없는 원인을 말해주는 결과임 알코올은 오랜 시간동안 임상적으로 동맥경화성 심혈관질환, 고혈압, 당뇨 등 대부분의 만성질환발생의 주요위험인자로 알려져 왔지만 아직까지 위험인자로서의 그 정확한 역할 및 조절메카니즘은 거의 알려져 있지 않다.    - 특히, 우리나라는 과도한 음주문화로 인한 사회경제적 손실비용이 전체 GDP의 약 2.8%에 해당하는 20조 990억 원(’05년 기준)에 이르고 있는 실정이다. 이에 질병관리본부(본부장 이종구) 국립보건연구원(원장 조명찬) 생명의과학센터 대사영양질환과(김원호 박사팀)는 알코올중독성질환자들의 30-40%가 당뇨병을 가지고 있다는 임상적 소견에 따라, 만성적 알코올섭취 동물모델을 구축하여 알코올이 췌장세포의 기능저하 및 세포죽음에 미치는 효과를 확인하였다.그 결과는 다음과 같다.  만성적으로 알코올을 섭취한 쥐의 췌장에서는 인슐린을 생성하는 췌장세포의 크기가 감소하고, 혈당 분해효소(GCK)도 감소하여 당 분해 능력이 급격히 감소됨을 확인하였다. 음주를 하면 췌장 속의 GCK가 알코올에 의해 생성되는 독성산화물질들에 의해 구조변화를 일으켜 쉽게 분해되어 그 양이 급격히 감소함을 확인하였다. - 췌장세포에서 알코올에 의한 GCK의 감소는 정상적인 당 분해가 일어나지 않아 에너지 생성 및 인슐린 합성이 췌장에서 제대로 일어나지 못하게 하고, 이로 인한 인슐린 생성부족은 다시 혈액 속에 있는 당을 제대로 분해시키지 못하도록 작용한다. 실제로, 알코올을 8주 동안 섭취한 쥐에 인슐린을 주사한다 해도 정상군 쥐들에 비해 당을 분해시키는 능력이 크게 감소되어 있는 것을 확인할 수 있었고,  - 알코올 섭취 초기(2-4주)에는 GCK 발현이 증가되지만 만성적으로(6주 이상) 알코올을 섭취한 경우 급격히 GCK 발현이 감소되어 당 분해 능력이 급속히 감소됨을 확인하였다.   - 또한, 일반적으로 술을 먹은 후 공복혈당이 저혈당으로 측정되는 것과는 달리, 알코올 중독환자들인 경우 당을 분해하는 능력이 크게 떨어지는 것과 밀접한 연관이 있을 것이라 여겨진다. 이에 대한 연구는 현재 추가적으로 수행되고 있다. 이번 연구결과는 알코올이 인슐린 생성에 중요한 효소인 GCK의 구조변화를 통해 췌장세포의 기능저하 및 세포사멸을 야기하고, 결국에는 혈액속의 당을 정상적으로 조절하지 못하여 당뇨병을 야기할 수 있음을 보여주는 것이다. 본 연구는 질병관리본부 『질병관리 연구사업』 지원으로 수행되었으며, 질병관리본부는 현재 알코올중독 임상환자시료 및 당뇨모델 쥐들을 이용한 추가적인 연구를 수행 중에 있다. 이번 연구결과는 알코올에 의한 당뇨병 발생 위험을 제어할 수 있는 기술개발의 과학적 근거를 마련하는 데에 기여할 것으로 기대된다.  한편, 이번 연구결과는 ‘제이비씨(Journal of Biological Chemistry)' 인터넷 판에 게재되었다. 알코올 섭취에 따른 췌장베타세포기능이상 및 세포사멸조절  만성적 알코올 섭취 동물모델    : 알코올에 의해 지방간 생성(왼쪽)뿐 만 아니라 췌장 소도세포의 크기와 인슐린 발현이 급격히 감소(오른쪽) 됨을 확인함     (-> 게시자 수정 : 알코올에 의해 지방간이 생성(왼쪽)될 뿐 만 아니라 췌장 소도세포의 크기와 인슐린 발현이 급격히 감소(오른쪽) 됨을 확인함)   그림 1. 만성적 알코올 섭취 동물모델  만성적 알코올 섭취에 따른 GCK발현 감소 원인 규명    : 정상 쥐 췌장에서 직접 분리한 소도세포에서 GCK와 인슐린이 높게 발현된 반면, 에탄올을 섭취한 쥐인 경우 크게 감소됨(그림A)그러나, ATF3는 에탄올 섭취군 쥐에서 크게 증가함을 확인(그림B)또한 에탄올 섭취한 쥐의 췌장조직에서 GCK 질산화(nitration)가 크게 증가되어 있고 췌장조직 소도세포에서 산화 질소발현이 증가되어 있음을 확인(그림C) : 질산화된 GCK는 단백질 분해유도체인 유비퀴틴(Ubiquitin)이 쉽게 결합을 하여 중합체를 형성함으로 쉽게 분해됨GCK 감소로 인슐린 생성이 감소되어 결국에는 췌장베타세포의 기능저하 및 세포사멸이 유도됨을 확인. 이 결과, 체내에서 혈액속의 당을 조절하는 기능이 저하되어 혈당이 높아져 당뇨로 쉽게 발전하게 되는 모델을 제시함(그림D) 그림 2. 만성적 알코올 섭취에 따른 GCK발현 감소과정 참고자료 2) 알코올로 인한 사회경제적 손실비용

정보출처 : BRIC 바이오통신원