대사증후군의 개노답 삼형제-첫째, 당뇨병 (3-1)

지난 포스트에서 거시적 관점으로
탄수화물의 분포 (Distribution)로서,

'소장에서 흡수된 단당류는 간문맥(portal vein)을 통해 간으로 이동한다'라고 얘기했는데,
이걸 이제 조금더 미시적 관점으로 접근해보고자 한다.

간은 장으로부터 받은 단당류(이후 포도당이라고 합시다)를 흡수해서
저장하기도 하고, 전신으로 보내게 된다.

 

이 얘기를 할 때 꼭 들러야 할 중요한 장기가
바로 췌장(Pancreas)이다.

이자라고도 한다. 

 

간에서 나온 혈액 라인들 중 하나가 췌장으로 가면,
췌장에 랑게르한스섬 (Langerhans Islets)에 있는 알파와 베타세포들이
세포 내로 들어온 포도당에 따라 일을 한다.
이 친구들의 열일의 산물이 바로

그 유명한 글루카곤과 인슐린이다.

 

TMI로, 랑게르한스 섬은 독일의 해부학자이자 병리학자인
파울 랑게르한스(1847~1888)의 이름을 따서 지어진 거라고 한다.

https://en.wikipedia.org/wiki/Paul_Langerhans

1869년 즈음, 췌장을 현미경으로 열심히 들여다보는데,
뭔가 좀 특이한 세포 집단이 보인 것.
이 구조가 마치 섬 같다고 하여 ‘랑게르한스 섬’이라고 불렀다고 한다.

http://m.ikunkang.com/news/articleView.html?idxno=39373

실제로 진짜 섬처럼 보인다. 

이후 연구가 진행되며 프레더릭 밴팅(Frederick Banting)과 찰스 베스트(Charles Best)가
인슐린을 발견하여 1923년에 노벨 생리의학상 받는다.

아, 피부조직에서 항원 인식하는
랑게르한스 세포(Langerhans Cells)도이 사람이 붙인 이름이다.

나중에 아토피나 알레르기에 대해 얘기 할 기회가 있다면, 그때 나올 듯.

 

β-cell, 베타세포가 먹은 포도당을 대사 해서 에너지 (ATP)가 충만해지면
ATP 민감성 칼륨 채널(KATP 채널)을 닫고,
막 전위가 탈분극되서
전압 의존성 칼슘 채널(Voltage-Gated Calcium Channel)이 열리며
세포 밖의 칼슘 이온(Ca²⁺)이 세포 내로 들어온다.
이전 포스트에서 언급했듯,
세포 내의 칼슘 농도가 높아지면 뭔가 활동적인 일이 발생한다.

https://yoonaj0915.tistory.com/2

염증과 통증, 그리고 진통제 (1)

뻔뻔한 자기 인용

이에 따라 인슐린이 저장된 소포(vesicle)가 세포막으로 이동,
exocytosis를 통해 세포 밖으로 방출된다.

용어가 낯설어서 그렇지,
인슐린을 담아둔 비닐봉지를 세포 밖으로 집어던지다는 소리다.

 

α-cell, 알파세포는
보통 ATP가 좀 낮으면 KATP 채널을 활성화시켜
세포 내의 칼륨이 빠져나가며 막 전위가 과분극 상태를 만들어 놓는다.
ATP가 높을 때 (포도당이 많을 때) 물론 닫아 놓는다.
이때 ATP가 추가로 낮아지면,
칼륨이 빠져나가는 속도가 느려지게 되는데,
이때 기본 상태가 과분극이라 작은 변화로도 탈분극이 유발된다.
탈분극이 일어난 이후는 베타 세포와 마찬가지로,
이번엔 글루카곤을 세포 밖으로 방출하게 된다.

 여기까지 쓰다 보니 문득 든 생각이,
‘탈분극이니 과분극이니 하는 부분에 대해 한번 정리해야겠다’는 건데,
신경도 근육도 아니고
췌장에서 이 얘길 하게 될 줄은 예상치 못했다.

막 전위 (Membrane Potential)라는 개념에서부터 시작해보자.

(갑분 기초생리)

https://courses.lumenlearning.com/wm-biology2/chapter/resting-membrane-potential/

 

막전위란 세포의 내부와 외부의 전기적 전위차를 말하는 건데,
세포들은 이 전위차를 이온들을 넣고 빼고 하며 관리한다 (주로 Na⁺, K⁺, Cl⁻).

이 세포 놈들이 편히 쉬고 있을 때는 세포 내부가 마이너스,
외부가 플러스 상태다 (차이 값이 대략 -60mV에서 -90mV 사이).

자세한 구성은 다음으로 정리하자.

 

여튼, 그래서 세포 내의 칼륨이 많이 나가거나,
음이온인 염소이온이 내부로 들어오면
세포 내부가 더더더더마이너스가 된다.
이게 과분극.

이 칼륨이 나가는 걸 막아버리거나
외부의 나트륨이나 칼슘들이 세포 안으로 들어오면
세포 내부에 양이온이 쌓이니
상대적으로 플러스가 되어버리는데,
이게 탈분극.

벌써 세번째로 칼슘이 들어오면
뭔가가 일어난다고 하는 설명하는 것도
여기서 기인한다.

정리하자면 이정도. 

다시금 신경이나 근육이 아닌 췌장에서 얘기할 줄은.....