당뇨병 진단검사

진단검사

　

• 당뇨병 진단방법은 임상증상, 요검사, 혈당검사(공복, 식후 2시간 또는 임의의 시간), 당화 혈색소 및 프락토사민(fructosamine)등을 들 수 있다.

  • 검사도 시기나 방법, 채취시간, 그리고 피검자의 신체조건에 따라 그 기준에 차이가 적지 않아서 때로는 오진을 할 때가 있다.

• 요당

  • 특별히 지적하지 않는 한 소변의 포도당을 의미한다.

  • 혈액내 포도당은 말초조직으로 운반되어 에너지원으로 소비되고 일부는 글리코겐으로 저장된다.

  • 요당검사는 세계보건기구 보고서나 다른 보고서에서도 당뇨병 진단에 부적합하다는 사실은 이미 잘 알려져 있다.

    • 다만 이미 진단된 환자의 경과 관찰이나 집단검진에 사용되고 있다.

  • 포도당의 사구체여과

    • 신장으로 운반된 포도당은, 혈액내 농도 100mg/dL, 사구체 여과율(GFR) 120 ml/min인 정상 상태에서는 120 mg/min 의 비율로 사구체 여과액으로 이행한다.

  • 세뇨관의 재흡수

    • 포도당은 정상에서는 근위 세뇨관에서 거의 전부 재흡수되어 순환계로 되돌아가므로 정상 소변에서는 거의 포도당이 배설되지 않는다.

    • 이른 아침의 소변에는 15mg/dL 이하의 미량의 포도당이 존재하는데 이 정도의 포도당은 검사용지(test strip)에서는 음성으로 나타난다.

    • 세뇨관에서의 재흡수 기능에는 한계가 있어 약 350 mg/min 정도이며, 이것을 포도당의 최대 세뇨관 재흡수량이라고 한다.

    • 이 이상의 포도당이 사구체 여과액으로 이행하게 되면 재흡수되고 남는 포도당이 소변으로 배설되어서 요당이 나타나게 된다.

  • 포도당의 신역치

    • 혈당치가 170~180 mg/dL 이상이 되면 포도당의 최대 세뇨관 재흡수량을 넘어 요당이 나타나게 되는데 이것을 포도당의 신역치라고 한다.

    • 사구체 여과율이 감소하면 보다 적은 양의 포도당이 여과액으로 이행하므로 신역치는 증가하게 된다.

    • 노인이나 신부전증 등에서 신역치가 증가하는 경향을 나타내는 경우가 있다. 이같이 신역치가 증가하면 혈당이 정상보다 높아도 요당은 음성인 경우가 많고 반대로 신역치가 낮으면 비록 혈당이 정상 이하에서도 요당이 양성으로 나온다. 이 경우를 신성 당뇨라 한다.

  • 신성 당뇨

    • 신성당뇨란 신역치가 낮아서 당부하검사에서 혈당 곡선은 정상이나 요당은 양성인 질환으로 협의의 것과 광의의 것으로 나눈다.

    • 협의의 신성 당뇨

      • 협의의 신성 당뇨는 공복시에도 요당은 양성으로 나오지만 혈당은 정상인 경우이다.

      • 드물지만 선천적으로 포도당의 신역치가 낮은 건강인, 선천적인 대사장애를 동반한 경우, 때로는 임신으로 신역치가 낮아진 경우 등이다.

    • 광의의 신성 당뇨

      • 광의의 신성 당뇨는 당을 섭취한 후에만 요당이 양성으로 나오는 경우로서 흔히 발견되면 경증 당뇨병과의 감별을 필요로 한다.

  • 검사법

    • 과거

      • 과거에 널리 쓰인 검사법으로 베네딕트법이나 클리니테스트법이 있는데. 이들은 가장 저렴한 검사법이다.

      • 두 가지가 다같이 환원법으로 측정하기 때문에 어떤 약물이나 물질, 예를 들면 비타민 C나 과당 때문에 위양성으로 흔히 나올 수 있어 최근에는 쓰이지 않는다.

    • 현재

      • 최근에 개발된 효소법인 스티립법은 전자에 비해서 매우 간편하고 정확하다.

      • 스티립법으로 검사하면 0.1~0.2mg/dL까지 (Diastix, 당 특이 당산화효소 이용), 또는 5mg/dL(Diabur)가지 단계적인 색조를 띠기 때문에 반정량법으로 현재 많이 쓰이고 있다.

      • 요당 검사에서 항상 염두에 두어야 할 것은 신역치에 따라서 그 결과가 변동될 수 있다는 사실이다.

        • 포도당에 대한 신역치가 건강인에서 180mg/dL이나 노인에서는 증가된다.

  • 요당검사의 문제점

    • 요당치는 혈당치와 비례하지 않는다.

    • 이전의 상황을 반영할 뿐이다.

    • 신역치 이하에서는 어떠한 정보도 얻을 수 없다.

    • 저혈당의 진단이나 예측이 어렵다.

  • 이용 및 해석

    • 제1형 당뇨병인 경우, 요당 검사는 식전이나 취침 전에 시행하며, 제2형 당뇨병인 경우 식후 2~3시간에 시행하는 것이 적당하다.

    • 요당 검사에 영향을 미치는 물질인 케톤이 있으면 당 산화효소 용지 사용시 당수치가 낮게 측정되며, 고용량의 비타민 C나 살리실산, 일부 약제 복용은 클리니테스트 당수치가 낮게 측정된다.

• 혈당

  • 정상인의 혈액에서 포도당 농도는 공복시에 60~110 mg/dL 이고 과당, 만노스, 유당, 서당, 5탄당 등이 미량 존재한다.

  • 포도당은 음식물로 섭취한 다당류가 소화효소에 의해 분해되어 소장의 상부에서 흡수되어 간으로 운반된다.

  • 혈당의 조절인자

    • 혈액 속의 포도당 농도는 장에서 흡수된 당질이 간장으로 가서 글리코겐으로 합성 또는 포도당으로 분해되는 정도, 말초조직에서의 포도당의 이용 정도 및 신장에서의 배설과 재흡수 등 여러 인자에 의해 좌우된다.

    • 신경계와 호르몬에 의한 조절

      • 혈액내 포도당농도 조절은 자율신경계와 각종 호르몬이 밀접한 관계를 갖고 있다.

      • 인슐린은 포도당 농도를 감소시킨다.

      • 글루카곤, 에피네프린, 성장호르몬, 부신피질호르몬, 부신피질자극호르몬, 갑상선호르몬 등은 혈당을 증가시킨다.

  • 혈당을 변동시키는 요인

    • 식사에 의한 변동

      • 혈당은 식사의 구성요소나 양에 따라 변동하여 당질의 양이나 검체채취 시간에 따라 다르지만 건강인은 공복시의 혈당보다 식후에는 20~60mg/dL정도 증가됨을 볼 수 있다.

    • 스트레스나 운동에 의한 변동

      • 정신적이나 육체적 스트레스에 의한 카테콜아민의 분비로 혈당은 일시적으로 증가한다.

      • 짧은 시간동안 과격한 운동시 일시적으로 증가하나 장시간 계속할 경우에는 오히려 내려간다.

    • 여러 가지 약제들

      • 일반적으로 자율신경계에 작용하는 약제, 신경안정제, 화학요법제, 항생제, 혈압강하제, 이뇨제 및 호르몬제 등은 혈당을 상승 또는 저하시킨다.

    • 채혈이나 측정 검체에 따른 변화

      • 채혈하는 혈액의 종류, 즉 정맥피, 동맥피, 또는 모세혈관피에 따라 다르고 음식섭취여부와 섭취시간에 따라 다르다.

        • 동맥혈이 가장 높고 모세혈관혈, 정맥혈의 순이다.

        • 이른 아침 공복시에는 동맥과 정맥의 혈당치는 차이는 10mg/dL 전후지만 식후에는 차이가 현저하여 20~50 mg/dL 일 때도 있다.

      • 검체의 종류, 즉전혈, 혈장 그리고 혈청에 따라 다르다.

        • 일반적으로 혈장이 전혈보다 약 10~15% 높은 수치를 보인다.

    • 채혈 후 보관에 따른 변동

      • 시간에 따른 감소

        • 혈구에는 해당계효소가 존재하기 때문에 채혈 후 실온에 방치하면 1시간에 원래의 농도보다 약 10% 전후의 혈당이 낮아진다.

        • 채혈 후 즉시 원심 분리하여 혈청으로 보관하는 것이 좋으나 이렇게 하여도 12시간에 약 5% 감소한다.

      • 감소의 방지

        • 검사실에서는 해당작용을 저지시키기 위하여 불화 나트륨(NaF)이나 옥살산칼륨(potassium oxalate)을 채혈관에 넣어두기도 한다.

        • 이렇게 처리된 혈액은 12시간이 지나도 혈당저하가 관찰되지 않는다.

  • 혈당변화를 측정하는 방법

    • 공복 포도당 농도

      • 공복 포도당 농도는 베타세포의 기능을 판정하는데는 좋은 지표라고 할 수 없다.

      • 예를 들면 췌장적출로써 베타세포가 2/3정도 소실되어도 공복 혈당은 정상으로 나타나며, 베타세포의 인슐린 분비 기능이 증가된 비만환자에게도 공복혈당이 낮게 나타나지 않는다.

      • 그러나 제1형 당뇨병에서와 같이 베타세포가 완전히 파괴되거나 전체 췌장적출시 공복 혈당치가 상승하게 된다.

      • 따라서 공복 혈당의 상승은 단지 베타세포의 기능 상실이나 인슐린 작용의 감소를 보상할 수 없을 정도의 인슐린 분비 감소를 보일 경우만을 반영할 뿐이다.

    • 경구 당부하검사

      • 경구 당부하후 혈액내 포도당 농도를 정해진 시간에 측정함으로써 간접적으로 인슐린 분비능을 알아보는 방법이다.

      • 그러나 초기 인슐린 분비가 부교감신경계의 활성화와 위장관 호르몬에 영향을 받으므로, 위장관 기능에 이상이 있을 때는 위장관 호르몬 분비와 포도당 흡수능이 달라질 수 있어, 정확한 인슐린 분비능을 측정하는 데는 곤란하다.

      • 더구나 혈액내 포도당의 청소율(clearance rate)은 분비된 인슐린량뿐만 아니라 인슐린에 대한 간과 근육의 감수성에 따라 다르게 나타날 수 있기 때문에 정확한 인슐린 분비능을 대변하기는 곤란하다.

      • 또한 실제적으로 스트레스나 비만 등에 의해 인슐린저항성이 야기된 경우 인슐린 분비가 정상이나 증가되어 있는데도 불구하고 경구당부하 검사는 내당능이상을 보이게 된다. 따라서 경구당부하검사에 의해서 베타세포의 기능을 측정하는 것은 정확하지 않다.

    • 정맥내 당부하시험

      • 포도당(5~25g)을 정맥내로 급속히 주입시 2~4분 후 혈액내 포도당 수치는 최고치에 이르며 이후 점진적으로 혈액내 포도당 농도가 감소된다.

      • 처음 10분 동안에 포도당의 농도가 감소되는 속도는 포도당이 체내에서 섞이고 분포되는 정도에 영향을 받게 된다.

      • 그러나 10~30분 사이에는 혈당의 조직내 섭취의 정도에 따라 자연 대수(natural logarithm)의 속도로 혈당 농도가 감소하게 된다.

      • 이것을 포도당 소실상수(glucose disappearance constant, KG %/min)하고 하며 당 내성을 반영하는 지표로 사용하게 된다.

      • 이와같은 정맥내 당부하시험은 앞에 언급한 경구당부하시험에 비해 부교감신경의 활성도나 위장관 기능에 영향을 받지 않고 인슐린 분비능을 알아보는데 알맞은 방법이다.

      • 그러나 분비된 인슐린이 말초조직의 감수성에 따라 혈액내 포도당 농도가 달라질 수 있으며 또한 혈당의 감소는 포도당의 양 자체가 포도당의 소실에 영향(mass effect)을 줄 수 있으므로 충분한 베타세포의 기능만을 반영한다고 볼 수 없다.

      • 따라서 KG는 포도당의 인슐린과의 반응 시간과 정도와 혈당과 인슐린에 의한 조직의 포도당 흡수의 두 가지의 혼합된 결과로 말할 수 있다.

      • 포도당 소실상수가 1.7 이상인 경우에는 인슐린 분비능과 인슐린의 작용 모두에 이상이 없으며, 포도당 소실상수가 1.0~1.7 사이인 경우에는 인슐린 분비능 또는 인슐린 작용 중 어느 하나가 감소되거나 둘 모두가 감소된 경우를 의미한다.

      • 단지 포도당 소실상수가 1.0 이하인 경우에만 베타세포 기능의 감소를 의미하지만 보통 이런 경우 공복시 고혈당을 보이게 된다.

• 케톤체

  • 종류

    • 케톤체란 아세톤, 아세토아세테이트, 베타하이드록시부티레이트 등을 총칭한 것이다.

  • 이들은 어느 정도 강한 유기산으로서 혈액 내에서는 유기산이 아닌 염의 형태로 존재한다.

  • 일반적으로 소변내 케톤체 농도는 혈액내 농도보다 높은 경향이 있고 요케톤체의 검출은 케톤증의 선별에 유용하게 쓰이는 검사이다.

  • 검사의 적응증

    • 정기적인 케톤 검사는 필요하지 않지만 어떠한 질환이 있거나, 심한 요당이 계속되거나 공복시 혈당이 250mg/dL이상으로 높을 때 또는 임신중에는 시행하는 것이 좋다.

  • 검체의 보관

    • 아세토아세테이트는 쉽게 아세톤으로 변하고 아세톤은 휘발성이 강해 쉽게 없어진다. 이는 동결보존하여도 분해를 피할 수 없으므로 신선한 검체를 사용하여야 하고 즉시 검사를 시행하여야 한다.

  • 요케톤체의 검출에는 나이트로프루사이드(nitroprusside)반응이 이용된다. 나이트로프루사이드 반응을 이용한 스트립 검사법은 요케톤체 검출에 널리 사용되고 혈청 케톤체의 검출에도 응용하고 있다.

  • 정량법

    • 정밀한 혈청 케톤체의 정량에는 효소법, 비색법 및 가스 크로마토그래프법이 사용되지만 임상적으로 스트립 검사법이 간편하다.

  • 임상적 의의

    • 체내에 케톤체가 증가하는 질병은 케톤증을 초래하기 때문에 총괄하여 케톤산증이라고도 한다.

    • 이와 같은 현상은 인슐린 결핍이나 스트레스로 지방조직에서 유리지방산의 동원이 항진되어 간장에서 케톤체 생성이 증가할 때 나타나게 된다.

      • 당뇨병, 고지방식, 기아(또는 절식), 운동, 외상, 대수술 및 발열 등 생체가 당질보다 지방을 더 이용하고 있는 것을 의미한다.

    • 요케톤체가 양성을 보이는 것은 당뇨병 환자에서 때때로 나타나는 이상 소견이다.

    • 이에 반하여 건강인에서는 약 1% 이하에서 양성을 보일 뿐이다.

    • 당뇨병 환자에서 요케톤체가 양성이면 혈당 조절이 불량함을 의미하므로 정확한 검사를 하여야 한다.

    • 요케톤체가 지속적으로 다량 배설될 때는 당뇨병성 케톤산증이 있음을 의미한다.

    • 당뇨병에 의한 현저한 신부전증이 없는 한 케톤체의 혈청농도보다는 소변의 농도가 높기 때문에 초기 케톤증에서는 요에서만 양성을 보일 때가 있다.

    • 드물지만 급성 허탈 또는 세뇨관 장애로 인하여 사구체 여과가 현저하게 감소하여 혈청 케톤체가 양성이면서 요케톤체는 음성을 나타내는 경우도 있다.

    • 당뇨병 환자가 혼수에 빠진 경우 반드시 당뇨병성 케톤산증이라고는 할 수 없다. 따라서 요당과 요케톤체를 동시에 검사하여 표 3과 같이 감별이 가능하다. 예를 들면 인슐린 과잉으로 저혈당이 생길 경우는 대부분에서 요당과 요케톤체 모두 음성을 나타내며, 양성을 보인다 해도 아주 미약한 반응에 지나지 않는다. 그리고 노인의 당뇨병에서, 특히 탈수상태를 합병하고 있는 경우, 혈당치는 현저하게 증가하여 고삼투압성 혼수를 일으킬 때가 있다. 이와 같은 경우에는 요케톤체는 음성으로 나타난다.

  • 판단시 참고사항

    • 고지방식의 섭취, 기아상태, 당뇨병 이외의 소화기병, 구토 등으로 음식물 섭취를 못할 경우 케톤증이 발생한다.

    • 비만자가 체중조절을 위하여 절식을 할 때에도 요케톤체 검사는 양성을 보인다.

    • 절식인 경우, 최종식사 후 16~36시간이 경과되면 요케톤체를 증명할 수 있다.

    • 따라서 적절한 식사제한 연부를 점검하는데도 요 케톤체의 검출은 좋은 지표가 된다.

    • 체중은 수분섭취 등으로 변동되므로 요케톤체 검사가 더 좋다고 하는 의견도 있다.

    • 소아의 경우는 단순한 구토에 의해서도 성인보다는 빨리 심한 케톤산증이 일어나 위험한 상태가 되기 쉬우므로 특히 주의하여야 한다.

• 인슐린과 C-펩타이드

  • 기능

    • 인슐린은 당질대사, 글리코겐의 저장, 아미노산 흡수 그리고 단백합성을 각각 증가시킨다.

    • 간장, 지방조직, 그리고 근육을 포함한 여러 조직에 작용하는 중요한 동화호르몬이다.

  • 합성

    • 췌장조직의 약 1% 를 이루고 있는 랑게르한스 소도에서 다른 단백과 같이 내형질세망의 리보솜에 의하여 합성된다.

    • 전전구인슐린(preproinsulin)이 생성되어 전구인슐린(proinsulin)으로 전환되면, 이것이 분비과립에서 인슐린과 C-펩타이드로 분해된다.

    • 전구인슐린 1분자에서 인슐린과 C-펩타이드 각 1분자씩 생기기 때문에 혈액 속에는 이들 두 가지가 같은 몰농도의 비율로 존재한다.

    • 그러나 인슐린은 간장을 통과하면서 일부 비활성화 되는데 C-펩타이드는 분해되지 않고 그대로 혈액 중에 존재한다.

    • 따라서 간장질환이 있을 때는 인슐린의 양이, 신부전이 있을 때는 C-펩타이드의 양이 증가된다.

  • 생리적 변동

    • 식사

      • 하루중의 인슐린 농도는 식사나 스트레스에 따라 크게 변동하므로 측정은 반드시 공복에 하여야 한다.

    • 임신

      • 임신 후기에는 인슐린이 증가하는 경우가 많고 경구피암약제의 사용도 비슷한 결과를 보인다.

  • 측정방법

    • 생물학적 측정법, 면역학적 측정법, 수용체를 이용한 측정법이 있다.

    • 생물학적 측정법

      • 생물학적 측정법으로 얻어진 값은 인슐린양 활성(insulin-like activity, ILA)이라고 하는데 실제 인슐린 농도를 나타내는 것은 아니다.

    • 면역측정법

      • 오늘날 널리 쓰여지고 있는 방사면역측정법은 예민도나 특이도가 뛰어나며, 측정된 면역반응성 인슐린(immunoreactive insulin, IRI)치는 실제 인슐린 양을 거의 그대로 반영해 준다.

      • 이 방사선 면역측정법에서 문제가 되는 것은 인슐린 항체가 있을 때, 인슐린항체에 의해 면역반응성 인슐린치가 실제보다 좀더 높게 측정되는 점이다.

      •  방사선면역측정법은 키트(kit)에 따라 측정치가 조금씩 다르다.

      • 최근 효소면역측정법(enzyme immunoassay)이 개발되어 임상에서 많이 쓰이고 있는데 이 방법은 방사선면역측정법의 결과와 잘 일치하고 있다.

    • 방사수용체 측정법

      • 방사수용체측정법(radioreceptor assay, RRA)은 호르몬의 생리작용을 그대로 나타내는 우수한 방법이지만, 아직은 일반화되고 있지 않다.

      • 정상은 1~20μu/dL이다.

    • C-펩타이드

      • C-펩타이드는 호르몬 작용이 없으며, 방사면역 측정법으로 측정하여 C-펩타이드 면역반응도 (C-peptide immunoreactivity, CRP)로 표현한다.

      • C-펩타이드도 전구인슐린과 교차반응을 보이나 인슐린항체로 인한 간섭을 받지 않으므로 인슐린을 투여 받고 있는 환자에서는 유용한 검사 가운데 하나이다.

      • C-펩타이드의 정상치는 공복시 1~2 ng/dL, 당부하시 4~6 ng/dL 이다.

  • 인슐린 분비 및 감수성을 측정하는 방법

    • 공복 인슐린 농도

      • 정상 체중을 가진 사람에서 공복 인슐린 농도는 약 5~15 μu/mL 이다.

      • 인슐린 작용이 혈액내 공복 인슐린 농도에 영향을 준다.

        • 인슐린 작용이 민감한 날씬한 운동선수의 경우 공복시 혈액내 인슐린치가 약 3~5 μu/mL 으로 낮다.

        • 인슐린저항성이 있는 비만한 사람은 15~40 μu/mL 로 높다.

      • 공복시 혈액내 인슐린 농도에 가장 영향을 주는 것은 공복시 혈액내 포도당 농도이다.

        • 며칠 동안의 기아상태에서 인슐린저항성이 증가하나 공복시 혈당수치가 감소되기 때문에 혈액내 인슐린 농도도 감소하게 된다.

      • 베타세포의 절대 숫자와는 관계가 없다.

        • 췌장 부분절제를 하여도 공복시 인슐린 분비는 감소하지 않는다.

        • 남아있는 베타세포의 분비기능을 보상하기 위해서 증가하기 때문이다.

      • 제2형 당뇨병 또는 심지어 제1형 당뇨병 환자도 공복시 혈액내 인슐린 농도가 정상을 보이는 경우도 있다.

        • 공복시 혈당수치를 감안하면 정상인과 당뇨병 환자의 공복시 혈액내 인슐린 농도가 정상이라는 것은 다른 의미를 갖게 된다.

        • 공복시 혈액내 인슐린 농도는 인슐린 감수성과 공복시 혈액내 포도당 농도의 변화를 반영하는 것이지 베타세포의 기능이나 절대 숫자를 반영하는 것은 아니다.

    • 포도당 부하에 따른 급성 인슐린 반응

      • 정맥내 포도당 부하에 따른 인슐린 반응은 상당한 정도의 일시적인 혈액내 인슐린 농도의 상승을 가져오며 10분내에 기저치로 회복된다.

      • 포도당에 대한 급성 인슐린 반응(acute insulin response, AIR)은 기존의 혈당 수치에 영향을 받지 않는다.

        • 따라서 실험시 각 군간에 기저혈당 농도를 같게 할 필요가 없다.

      • 제2형 당뇨병 환자에서는 베타세포의 기능부전은 포도당에 대한 AIR소실로써 반영된다.

      • 공복시 혈당을 상승시키지 않을 정도의 중증도의 베타세포기능 부전인 2/3 부분췌장적출이나 저용량 스트렙토조토신 투여에 의한 경우에는 일시적으로 포도당에 대한 AIR의 감소를 가져오며 곧 회복된다.

      • 반대로 인슐린저항성이 있는 비만한 사람인 경우 포도당에 의한 AIR의 증가를 볼 수 있다.

      • 따라서 포도당에 대한 AIR은 인슐린 감수성과 베타세포 숫자와 기능의 조기 감소를 반영한다고 할 수 있다.

    • 비포도당자극에 대한 급성 인슐린 반응

      • 아미노산, 신경전달물질, 위장관 호르몬들과 같은 비포도당 물질에 의한 급성 인슐린 반응량은 자극전 포도당 농도에 따라 결정된다.

      • 자극전 혈액내 포도당 농도가 100 에서 250 mg/dL 로 될 때 가지는 급성 인슐린 반응이 일직선상의 경사도로 증가하게 된다.

        • 이러한 일직선의 경사도를 포도당강화경사도(slope of glycemic potentiation, AIR/Glucose)라 한다.

      • 포도당 농도가 250 mg/dL 이상이 되면 이러한 관계는 없어지며 포도당 농도가 450 mg/dL 이 될 때까지 서서히 경사도가 감소하게 되며 450 mg/dL 이상이 되면 AIR은 증가하지 않는다.

      • 따라서 최고의 AIR(AIRmax)는 베타세포 기능의 중요한 척도가 된다. 이 선은 표준의 Michaelis-Menten 평형곡선에 맞지 않으므로 Km을 구할 수는 없으며 다른 방법으로 PG-50을 구하게 되며 이것은 포도당에 대한 베타세포의 민감도를 반영하게 된다.

    • 포도당강화경사도

      • 포도당강화경사도는 베타세포의 기능을 판정하는 척도로 사용되어 왔다.

      • 그러나 경사도의 감소는 췌장의 전체적인 인슐린 분비능이 감소되는 경우와 개개의 베타세포의 포도당 강화 효과가 감소될 때 일어난다.

      • 예를 들면 췌장의 부분 절제시 포도당에 대한 인슐린 분비반응의 민감도가 증가하지만 절대적인 베타세포 숫자의 감소로 최대 인슐린 분비가 감소되므로 포도당강화경사도는 감소한다.

      • 반대로 소마토스타틴 유도체인 SMS 210-989를 투여할 경우 포도당에 대한 인슐린 분비능이 감소하여 경사도가 감소하게 된다.

      • 따라서 중요한 점은 포도당강화경사도는 베타세포의 포도당 강화효과에 대한 인슐린 분비능과 민감도의 복합적인 영향에 따라 변하게 된다는 점이다.

      • 따라서 경사도가 어떤 영향에 의한 것인지 알기 위해서는 용량 반응 곡선(doseresponse corve)을 구한 다음 AIRmax와 PG50 척도로부터 계산하여야 한다.

    • 최대 급성 인슐린 반응량(AIRmax)

      • 비포도당 자극에 의한 급성 인슐린 반응을 강화시킬 수 있는 포도당의 능력은 제한이 있으며 정상인에서 포도당 농도가 450 mg/dL 일때 가장 높은 반응을 보인다.

      • 따라서 AIRmax는 베타세포의 인슐린 분비 능력을 나타낸다고 할 수 있으며 베타세포의 소실, 인슐린 분비능의 감소를 측정하는 매우 민감한 지표라고 할 수 있다.

      • AIRmax는 제2형 당뇨병 환자와 정상 혈당을 보이는 췌장부분적출(2/3)한 동물모델에세도 상당히 감소되어 있다.

      • 그러나 실험적으로 인슐린 저항성을 유발시켜 베타세포의 기능이 증가되어 있는 경우에는 다소간 증가되는 경향이 있다.

    • PG-50

      • PG-50은 포도당의 강화효과에 대한 베타세포의 감수성을 표시한 것으로서 비포도당 자극에 의한 급성 인슐린 반응과 혈액내 포도당 농도와의 용량 반응 곡선(dose response curve)에 의해 계산된다.

        • 최대 급성 인슐린 반응량의 1/2 에 해당되는 포도당 농도를 말한다.

      • 따라서 PG-50과 베타세포의 포도당에 대한 민감도와 역상관 관계를 갖게 된다.

      • PG-50이 증가하면 포도당에 대한 베타세포의 강화효과의 민감도는 감소하게 된다.

      • PG-50은 인슐린을 분비하는 베타세포의 전체적인 능력과는 전혀 상관 없다. 췌장 부분적출 동물모델에서는 AIRmax가 감소하면서 PG-50도 감소하게 된다. 그러나 이러한 의미는 남아있는 베타세포의 포도당에 대한 강화효과의 민감도가 증가한다고 볼 수 있다. 역으로 소마토스타틴 유도체를 투여하면 AIRmax는 변하지 않으나 PG-50이 증가하게 되므로 이것은 베타세포의 포도당에 대한 강화효과의 민감도가 감소하는 것을 의미한다.

      • 제2형 당뇨병 환자는 베타세포의 소실과 기능장애로 최대 급성 인슐린 반응량은 매우 감소되나 남아있는 베타세포가 포도당의 강화효과에 정상적으로 반응함으로, PG-50은 정상으로 나타난다.

    • 전구인슐린과 인슐린의 비율

      • 정상적인 베타세포는 전구인슐린의 95%이상이 분비되기 전에 인슐린과 C-펩타이드로 나뉘게 된다.

      • 인슐린은 보통 전구인슐린과 교차반응을 하는 항체를 이용해서 면역분석방법으로 측정하기 때문에 면역반응인슐린(immunoreactive insulin, IRI)은 인슐린과 전구인슐린(PI)이 같이 측정이 된다고 볼 수 있다.

      • 따라서 전구인슐린만을 측정하기 위해서는 특수항체나 특수 분리법을 이용해서 측정해야 한다. 일반적으로 정상인에서는 췌장추출수 PI/IRI비율이 5%미만이다.

      • 베타세포의 급성 자극시 PI/IRI비율은 췌장에서 이미 만들어진 인슐린과 전구인슐린이 분비되므로 췌장에서와 비슷할 것으로 생각된다.

      • 그러나 공복히 전구인슐린의 제거율은 인슐린에 비해 떨어지기 때문에 PI/IRI비율이 15%이상인 경우도 있다.

      • 따라서 PI/IRI비율의 변화로 베타세포의 인슐린 분비 기능을 알 수 있을 것이다. 스테로이드, 스트렙토조토신과 같은 베타세포의 기능에 영향을 주는 약제를 투여하면 PI/IRI비율이 증가한다.

      • 제2형 당뇨병 환자도 PI/IRI비율은 증가한다.

      • 그러나 인슐린 요구량이 많아진다고 해서 PI/IRI비율이 증가하지는 않는다.

      • 췌장부분적출시나 약제에 의한 인슐리저항성 유발시 PI/IRI비율은 증가하지 않는다.

      • 또한 제2형 당뇨병 환자에게 혈당을 정상화 시켜도 PI/IRI비율의 증가는 베타세포의 이상을 의미한다고 할 수 있다.

• 당화혈색소와 프락토사민

  • 당화 혈색소

    • 당뇨병 환자의 혈당치가 쉽게 변화한다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 제2형 당뇨병의 경우, 내원 수일 전부터 철저한 식사요법을 하면 공복 혈당치가 낮아지며, 검사하는 날에도 아침식사에 당질을 전혀 먹지 않으면 혈당 상승을 억제할 수 있다. 또한 검사 2~3일 전부터 금주하여도 공복 혈당은 상당히 내려간다. 지난 얼마동안의 평균 혈당의 상태를 알 수 있는 방법이 HbAlc, 당화 단백질 또는 프락토사민의 측정이다. 당이 혈색소에 결합되면 포름산보다 포름알데하이드가 형성되는데, 적혈구에서는 당이 베타쇄의 N-말단 발린(valine)과 반응하여 알디민 고리(aldimine linkage)를 형성하며, Amadori반응을 거쳐 더 안정된 케토아민 결합을 형성한다(그림 2). 생체에서 이러한 반응은 효소가 없이도 가능하며 비가역적이고, 주된 HbA0 의 활성은 15일에 최대에 도달하고, 조혈기능이 정상일 경우 이후 80일간 안정되어 있다. 따라서 당화 혈색소는 적혈구의 평균 반감기인 7~8주 이전의 혈당치와 비례하게 된다. 당화 혈색소치는 당이 잘 조절된 후 약 4주가 경과해야 감소되며, 당화 혈색소 측정2주전의 요당 배설과 관련이 있다.
      혈당 증가와 함께 수시간 또는 수일 내에 당화 혈색소의 증가가 관찰되었는데, 이는 당화반응 도중 안정된 케토아민 화합물이 생성되기 이전에 중간 단계에서 생기는 불안정한 Schiff염기에 해당하는 불안정한 성분으로, 이는 검사전 투석이나 식염배양(saline incubation)등을 시행함으로써 생성을 줄일 수 있다.

  • 당화 혈색소의 측정 방법

    • 이온-교환 크로마토그라피 (Ion-exchange Chromatography)

      • 전하를 이용하는 방법으로 가장 많이 사용되는 측정 방법이며 결과는 총 혈색소에 대한 퍼센트로 표시된다.

      • 정상인의 경우 5~9%, 당뇨 환자의 경우 20%까지 증가한다.

    • 고성능 액체 크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography)

    • 등전집속법(Isoelectric focusing)

      • 각 혈색소 성분에 전압을 걸어 등전점에 도달할 때가지 이동시킨 후 고분석 미량밀도측정 (high-resolution microdensitometry)으로 분리하는 방법이다.

      • 이 방법의 장점은 혈색소 S, F, C등이 구별이 된다는 것이다.

    • 항원젤전기영동법 (Ager Gel Electrophoresis)

      • 전기영동으로 HbA1과 HbA0를 구분하는 방법이다.

      • 그 밖의 약산가수분해(weak-acid hydrolysis), 친화성 크로마토그래피(affinity chromatography)를 이용하는 방법 등이 있다.

• 자가혈당측정

  • 당뇨병의 치료에는 환자의 정확한 혈당 상태를 파악하는 것이 무엇보다 중요하다.

  • 간편한 기구를 이용하여 신속하게 혈당을 측정할 수 있는 방법들이 개발되면서 자가 혈당 측정(self-monitoring of blood glucose, SMBG)이란 개념이 도입되었다.

  • 자가혈당 측정의 목적과 잇점

    • 인슐린으로 조절하고 있는 당뇨병 환자에서 혈당은 수시로 변할 수 있으므로 이를 실제적으로 평가하기 위해서는 환자 자신이 혈당을 측정할 수 있어야 한다.

    • 저혈당 증상이 있을 때의 혈당 수치를 확인해야 인슐린 용량결정에 반영할 수 있게 된다.

    • 환자가 자가혈당측정에 익숙해지면 정상 혈당을 유지하는데 도움을 줄 뿐 아니라 병원에 입원하는 빈도를 줄일 수 있다.

  • 자가혈당측정의 적응증

    • 적극적인 인슐린 치료를 받는 환자

    • 저혈당이나 고혈당이 빈번하게 일어나는 환자

    • 신장에서의 혈당 역치가 변화하여 요당이 혈당을 적절하게 반영하지 못하는 경우

    • 어린이, 노인

    • 임신중 합병된 당뇨병

    • 경구혈당강하제를 복용하는 환자

  • 자가혈당측정의 방법

    • 여러 가지 방법이 있으나 일반적으로 glucometer가 많이 쓰이고 있는데 취급이 간편하고 짧은 시간 내에 결과를 볼 수 있으며 넓은 범위의 혈당을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 기타 시약 스트립법, 육안법, 여과지법 등이 있다.

• 참고문헌 및 웹사이트

  • http://en.wikipedia.org/wiki/Michaelis-Menten_kinetics

  • 성균관의대 학생강의록. 당뇨병의 진단

  • 김광원. 베타세포기능과 인슐린분비. In: 김응진, 민헌기, 최영길, 이태희, 허갑범, 신순현. 당뇨병학. 대한당뇨병학회; 1998.

  • 이문규. 당뇨병의 각종 검사법. In: 김응진, 민헌기, 최영길, 이태희, 허갑범, 신순현. 당뇨병학. 대한당뇨병학회; 1998.

  • Kahn CR, Weir GC, editors. Joslin’s Diabetes Mellitus. Philadelphia : Lea & Febiger; 1994

  • LeRoith D, Tayler SI, Olefsky JM, editors. Diabetes Mellitus. A Fundamental and Clinical Text. Philadelphia : Lippincott-Raven ; 1996

  • DeGroot LJ editor. Encodrinology. Philadelphia : W.B. Sanunders Comp ; 1995

  • 더 보편 타당성이 있는 진단 기준을 확립하기 위해 여러 기관에서의 연구보고가 있었으나 현재 많이 참고되고 있는 것으로는 세계보건기구 당뇨병 전문위원회에서 1980년 발간한 세계보건기구 기술보고총서 646과 세계보건기구 당뇨병 연구그룹에서 1985년에 발간한 세계보건기구 기술보고총서 727이 있다.