포도당 대사에서 신장의 역할

1. 신장의 포도당 신생
공복 시 포도당 항상성 유지

▶ 공복상태: 체내 포도당 항상성 유지는 간에 저장된 글리코겐의 분해 간과 신장에서 젖산, 글리세롤, 아미노산 등의 분해에 의한 포도당 신생에 의해 이루어짐

▶ 공복상태에서 신장의 포도당 신생
- 글리코겐 관련 대사는 일어나지 않으나 간과 마찬가지로 glucose-6-phosphatese가 존
재하기 때문에 간과 거의 동등한 양의 포도당 신생이 일어남

▶ 신장에서의 포도당 신생이 중요한 이유
- 공복 상태가 길어질수록 간의 글리코겐 저장량은 점차 감소, 글리코겐 분해에 의한 포도
당 신생은 감소, 상대적으로 포도당 대사에 대한 신장의 영향 더욱 증가

식 후 포도당 항상성 유지
▶ 간과 신장은 포도당 신생과 관련하여 다른 모습을 보임

▶ 식 후 혈중 인슐린 증가, 글루카곤 감소, 식후 4-6시간 동안 간에서의 글리코겐 분해는
중지됨
간의 포도당 신생 감소는 식 후 체 내 고혈당 발생을 막는다.

▶ 신장: 간과 반대로 식후 포도당 신생이 현저히 증가, 간의 글리코겐 저장을 촉진
신장의 포도당 신생 증가는 간에 충분한 글리코겐을 저장할 수 있게 한다.

※ 식 후 신장에서의 포도당 신생이 중요한 이유:
간에 충분한 글리코겐을 저장하여 공복상태와 패혈증과 같은 생리적 또는 병적 상황
에서의 저혈당 예방과 우리 몸의 항상성 유지에 매우 중요한 역할을 함

2. 신장의 포도당 이용

공복상태: 신장은 체 내 포도당 중 약 10%를 이용하는 것으로 알려져 있다.
식 후: 체내 포도당 흡수가 증가하게 되고, 흡수된 포도당 중 약 10%를 신장에서 이용
신장에서 이용한 포도당을 제외한 나머지 중 45%는 간에서 글리코겐으로 전환되고,
30%는 골격근에서 글리코겐으로 전환되며, 15%는 뇌, 5%는 지방조직에서 이용됨


3. 신장에서의 포도당 재흡수

▶ 건강한 사람: 소변에서 하루 0.5g 미만의 포도당만이 검출되며, 요검사지 검사에서는 음
성을 나타냄
∵ 정상적으로 신장의 사구체에서 여과된 포도당의 거의 전부가 재흡수 됨
건강한 사람의 평균 혈중 포도당 농도를 100mg/dL로 가정하면, 신장에서 하루 약 180L
의 혈장이 정상적으로 여과되므로 매일 약 180g의 포도당이 신장에서 여과되어 재흡수 됨

▶ 신장의 포도당 신생이 하루 약 15-55g, 포도당 이용이 약 25-35g이므로 신장의 포도당
재흡수는 체내 포도당 항상성 유지를 위한 신장의 가장 중요한 기능이라 할 수 있음

▶ 혈 중 포도당 농도가 증가 신장에서 포도당 재흡수는 선형적으로 비례하여 증가
but, 신장의 포도당 재흡수에는 한계가 있음

▶ 신역치: 신장에서 포도당 재흡수의 최대용량에 해당되는 혈중 포도당 농도
- 건강한 성인에서 신역치는 198mg/dL

▶ 혈중 포도당은 신장의 사구체 내로 자유롭게 여과되므로, 혈중 포도당 농도가 신역치를
넘더라도 신장의 사구체로 유입되는 포도당의 양은 선형적으로 비례하여 증가

▶ 신장에서 포도당 재흡수 능력을 초과한 포도당은 재흡수 되지 못하고 소변으로 배설되게
되고 당뇨가 일어나게 됨

▶ 신장의 포도당 재흡수
- 근위세뇨관에 위치한 sodium glucose contransporter(SGLTs) 에 의해 일어남
(능동수송 - 에너지필요)
- 현재까지 6종류의 SGLTs가 알려져 있으나 SGLT1과 SGLT2를 제외하고는 자세히 밝혀지
지 않은 상태
- SGLT1과 SGLT2모두 SLC5A유전자에 의해서 만들어지는 단백질
- 신장의 사구체에서 여과된 포도당의 약 90%: 근위세뇨관의 S1과 S2 segment에 위치한
SGLT2에 의해 재흡수
- 신장의 사구체에서 여과된 포도당의 약 10%: 근위세뇨관 S3 segment에 위치한 SGLT1
에 의해 재흡수

* SGLT1
- 신장의 사구체에서 여과된 포도당 약 10% 재흡수
- 신장 외에 소장 및 다른 조기에도 비교적 폭넓게 분포
- SGLT2 통한 포도당 재흡수 시 Sodium : glucose cotranport = 2 : 1

* SGLT2
- 신장의 사구체에서 여과된 포도당 약 90% 재흡수
- 조직 특이적으로 주로 신장에 분포
- SGLT2 통한 포도당 재흡수 시 Sodium : glucose cotranport = 1 : 1
(상대적으로 glucose 재흡수 多)
- 근위세뇨관 세포로 재흡수된 포도당은 당수송체(GULTs)에 의해 다시 혈중으로 돌아감
(확산에 의한 수동수송 - 에너지 필요하지 않음)

최근 출시된 당뇨병 치료제인 SGLT2억제제:
SGLT1과 SGLT2(신장에 주로 분포,
Sodium : glucose cotranport = 1 : 1 (상대적으로 glucose 재흡수 多))의 차이
와 familial renal glucosuria 환자의 특성이 고려됨
SGLT2를 부호화하는 SLC5A2 유당뇨 증상을 보이는데 심한 환자들은 소변으로 하루
100g이상의 포도당 소실을 보이기도 함
but, 대부분이 우연히 발견되기 전까지 이와 관련된 저혈당, 탈수, 전해질 불균형,
요로감염 등의 증상을 호소하지 않음
- 심한 임상 증상을 보이는 환자들에서도 예후가 비교적 양호한 것으로 알려져 있음

4. 당뇨병과 신장
- 제 2형 당뇨병에서 다양한 기전에 의해 신장 기능은 영향을 받음
- 제 2형 당뇨병 환자는 공복 상태에서 신장의 포도당 신생이 증가되고 이로 인해 공복 혈
당이 상승
일반적으로 제 2형 당뇨병 환자는 공복상태에서 간의 포도당 신생이 증가되어 공복 혈당
이 상승하는것으로 알려져 있다.
but, 공복상태의 신장의 포도당 신생 증가율은 300% 간의 포도당 신생 증가율은 30%
제 2형 당뇨병 환자에서 공복 혈당 상승에 대한 신장의 역할은 간만큼이나 중요
- 제 2형 당뇨병 환자에서 신장의 포도당 신생은 식후에도 큰 폭으로 증가함
- 건강한 사람과 제 2형 당뇨병 환자를 비교하면 외인성 포도당 농도 차이는 적은 반면
제 2형 당뇨병 환자에서 내인성 포도당 생성은 현저히 증가되어 있다.
제 2형 당뇨병 환자의 식후 내인성 포도당 생성 증가 중 40%정도가 신장과 연관
신장의 포도당 신생이 인슐린에 의해 조절된다는 사실을 고려하면, 이러한 효과는 인슐
린 저항성이 증가하고, 식후 인슐린 분비가 감소된 제 2형 당뇨병 환자에서 예측가능한
현상
제 2형 당뇨병 환자에서 포도당 신생을 촉진시키는 유리지방산 농도가 높고, 포도당 신
생 관련 전구
체 이용률이 증가된 현상도 중요한 영향을 미칠 것으로 생각됨
제 2형 당뇨병환자에서 포도당신생 증가와 함께 신장의 포도당 이용이 증가하는 것으로
알려져 있다.

- 건강한 성인에서 당뇨 증상이 유발되는 신역치에 해당되는 혈중 포도당 농도에서 제 2형
당뇨병 환자의 경우 당뇨 증상이 일어나지 않음
- 신장의 근위세뇨관을 통한 포도당의 재흡수가 증가되기 때문이다.
- 실험 결과 당뇨병 환자의 신장 내 최대 포도당 수송량이 건강한 사람에 비해 유의하게 증
가되어 있었다는 연구가 있었고, 포도당 재흡수를 위한 SGLT2 수용체 발현이 증가되어
있었다는 보고가 있었음
- 신장의 포도당 재흡수 능력의 변화가 당뇨병성 신장병증 발생에 어떠한 역할을 하는지 아
직 분명히 알려져 있지 않음

▶ 당뇨환자의 신장의 포도당 대사의 이해의 필요성
- 신장은 포도당 신생, 포도당 이용, 근위세뇨관에서의 포도당 재흡수 등의 기전을 통해
체내 포도당 항상성 유지에 중요한 역할을 담당하고 있으며, 당뇨병 발생에 따라 신장의
포도당 대사에 유의한 변화가 있음
이러한 신장의 포도당 대사는 이해는 당뇨병의 치료와 관리에도 매우 중요할 것으로
생각됨

자료출처: 사단법인 한국 당뇨협회 월간 당뇨 2015.2 특집 새로 소개되는 경구혈당강하제