제1형 당뇨병

제1형 당뇨병의 핵심 병리생리학적 기전은 췌장의 베타 세포를 표적으로 하는 자가면역 반응이다. 이 과정에서 환자의 면역 체계는 자신의 베타 세포를 외부 침입자로 잘못 인식하여 공격하고 파괴한다. 이 자가면역 공격은 주로 T세포와 B세포를 포함한 면역 세포들이 관여하며, 그 결과 베타 세포가 점진적으로 소실되어 인슐린 생산 능력이 완전히 상실된다.

자가면역 반응의 구체적인 유발 요인은 완전히 규명되지는 않았으나, 유전적 소인과 환경적 유발 인자의 상호작용으로 시작되는 것으로 알려져 있다. 특정 HLA 유전자형(예: HLA-DR3, HLA-DR4)을 가진 개체에서 위험이 높아지며, 이는 면역 체계가 자신의 세포를 공격하도록 하는 항원 제시 과정의 이상과 연관되어 있다. 환경적 요인으로는 바이러스 감염(예: 엔테로바이러스), 영양 요소, 또는 기타 미상의 요인이 유전적 소인이 있는 개체에서 자가면역 반응을 촉발시킬 수 있다.

이 과정에서 여러 가지 자가항원이 표적으로 작용한다. 주요 자가항원으로는 글루탐산 탈카르복실화효소(GAD), 인슐린, IA-2 등이 있으며, 이들에 대한 자가항체가 혈액에서 검출된다. 이러한 자가항체는 질병의 진행을 직접적으로 일으키기보다는 면역 공격의 생물학적 표지자 역할을 한다. 실제 세포 파괴는 세포독성 T세포에 의해 매개된다.

베타 세포의 파괴는 일반적으로 수개월에서 수년에 걸쳐 서서히 진행되며, 임상 증상이 나타날 때쯤이면 기능적인 베타 세포의 대부분이 이미 손상된 상태이다. 이 자가면역 과정의 결과로 절대적인 인슐린 결핍 상태가 초래되어, 혈당을 조절할 수 있는 능력을 상실하게 된다.

인슐린은 췌장의 랑게르한스섬 베타 세포에서 분비되는 호르몬으로, 혈액 내 포도당이 세포로 흡수되어 에너지원으로 사용되도록 하는 핵심적인 역할을 한다. 제1형 당뇨병에서 베타 세포가 파괴되면 인슐린이 절대적으로 부족해지며, 이로 인해 신체 내 포도당 대사에 심각한 장애가 발생한다.

인슐린이 부족하면 근육과 지방 세포는 혈액에서 포도당을 효과적으로 흡수할 수 없게 된다. 결과적으로 혈액 내 포도당 농도(혈당)가 비정상적으로 상승하는 고혈당 상태가 지속된다. 세포는 에너지원이 부족해지고, 신체는 대체 에너지원을 찾기 시작한다. 이 과정에서 지방 분해가 촉진되어 다량의 케톤체가 생성된다. 혈중 케톤체 농도가 과도하게 높아지면 혈액이 산성으로 변하는 당뇨병성 케톤산증이라는 생명을 위협하는 급성 합병증이 발생할 수 있다.

인슐린 결핍의 대사적 영향은 다음과 같이 요약할 수 있다.

장기적으로 지속되는 고혈당은 혈관 내피 세포에 직접적인 손상을 입힌다. 또한, 포도당이 단백질과 비효소적으로 결합하는 당화 반응이 증가하여 다양한 조직의 기능 장애를 초래한다. 이러한 변화들이 당뇨병성 신병증, 당뇨병성 망막증, 당뇨병성 신경병증과 같은 만성 합병증의 근본적인 기전이 된다. 따라서 제1형 당뇨병의 치료 핵심은 외부에서 인슐린을 공급하여 이 대사 불균형을 교정하고 혈당을 정상 범위에 가깝게 유지하는 데 있다.

제1형 당뇨병 발병에 있어 유전적 요인은 중요한 역할을 한다. 이 질환은 단일 유전자에 의한 것이 아니라, 여러 유전자의 복잡한 상호작용과 환경 요인이 결합하여 발생하는 다인자성 질환이다. 특히 인간 백혈구 항원 유전자군이 가장 강력한 연관성을 보인다.

주요 위험 유전자로는 HLA-DR3과 HLA-DR4가 잘 알려져 있다. 이 HLA 유형을 가진 개인은 제1형 당뇨병 발병 위험이 상대적으로 높아진다. 반면, HLA-DR2와 같은 특정 유전자형은 보호 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다[4]. HLA 유전자 외에도 인슐린 유전자 부위, PTPN22, CTLA-4 등 다양한 유전자가 취약성에 기여한다.

유전적 소인의 중요성은 가족력 연구에서도 확인된다. 일반 인구의 발병률에 비해, 제1형 당뇨병 환자의 일가족 중 발병률은 다음과 같이 높아진다.

이러한 유전적 경향성이 있음에도 불구하고, 유전 요인만으로는 발병을 완전히 설명할 수 없다. 동일한 유전적 배경을 가진 일란성 쌍둥이에서도 일치율이 100%가 아니라는 점은 환경적 요인의 중요성을 시사한다. 따라서 제1형 당뇨병은 유전적 소인을 가진 개인이 특정 환경적 유발 인자에 노출될 때 자가면역 반응이 시작되어 발병하는 것으로 이해된다.

제1형 당뇨병의 발병에는 유전적 소인 외에도 여러 환경적 요인이 중요한 역할을 한다. 이는 유전적 요인만으로는 발병을 완전히 설명할 수 없으며, 유전적으로 취약한 개체에서 특정 환경적 요인이 자가면역 반응을 촉발하거나 가속화한다는 것을 의미한다. 주요 환경적 유발 요인으로는 바이러스 감염, 영양 요소, 위생 상태, 기타 요인 등이 연구되고 있다.

바이러스 감염은 가장 많이 연구된 환경적 유발 요인 중 하나이다. 특히 엔테로바이러스(예: 콕사키바이러스 B형), 풍진바이러스, 거대세포바이러스 등의 감염이 췌장 베타 세포에 대한 자가면역 공격을 유발할 수 있다고 알려져 있다. 이는 바이러스와 베타 세포의 항원이 유사하여 면역 체계가 혼란을 일으키는 분자 모방 현상이나, 바이러스 감염으로 인한 베타 세포 손상으로 숨겨진 항원이 노출되는 것 등으로 설명된다. 또한, 유아기의 감염 시기와 빈도도 중요한 요소로 여겨진다.

영양 요소와 관련하여, 젖소 단백질의 조기 섭취(특히 생후 3개월 이내)가 위험 요인으로 제기된 바 있다. 모유 수유 기간이 짧은 것도 연관성이 있을 수 있다. 반면, 비타민 D 결핍은 면역 조절 기능을 저하시켜 자가면역 질환 위험을 높일 수 있다. '위생 가설'에 따르면, 어린 시절 감염병에 노출될 기회가 적은 깨끗한 환경은 면역 체계가 적절하게 발달하지 못하게 하여 자가면역 반응의 위험을 증가시킬 수 있다.

이러한 환경적 요인들은 복합적으로 작용하며, 모든 개인에게 동일하게 영향을 미치지는 않는다. 유전적 배경과 환경적 요인의 상호작용이 제1형 당뇨병 발병의 결정적인 원인으로 간주된다. 현재도 정확한 유발 기전을 규명하고 예방 가능성을 탐구하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다.

제1형 당뇨병의 초기 증상은 췌장의 베타 세포가 파괴되어 인슐린이 심각하게 부족해지면서 나타난다. 이러한 증상은 일반적으로 비교적 짧은 기간 내에, 종종 수주에서 수개월 사이에 급격히 발현한다. 주요 증상은 고혈당으로 인한 대사 이상과 신체의 대체 에너지원 사용에서 비롯된다.

가장 흔한 초기 증상은 다음(多尿), 다음(多飮), 체중 감소이다. 혈액 내 포도당 농도가 높아지면 신장이 이를 걸러내기 위해 많은 양의 소변을 생성하게 되어 빈번한 소변 배출(다뇨)이 발생한다. 이로 인한 탈수를 보충하기 위해 극심한 갈증(다음)을 느끼게 된다. 또한, 인슐린 부족으로 포도당이 세포 내로 들어가지 못해 에너지원으로 활용되지 않으면, 신체는 지방과 근육을 분해하기 시작한다. 이 과정에서 의도하지 않은 체중 감소와 함께 피로감과 무기력함이 동반된다.

이 외에도 여러 가지 증상이 나타날 수 있다. 항상 배고픔을 느끼는 다식(多食) 현상이 발생할 수 있으며, 시야가 흐려지는 시력 장애를 경험하기도 한다. 여성의 경우 칸디다증과 같은 반복적인 질 감염이 초기 징후가 될 수 있다. 증상이 진행되면 메스꺼움, 구토, 복통이 나타나고, 심한 경우 호흡이 깊고 빠르며 과일 냄새가 나는 케톤체 호흡(쿠스마울 호흡)이 관찰될 수 있다. 이는 당뇨병성 케톤산증의 징후로, 즉각적인 응급 치료가 필요한 위험한 상태이다.

초기 증상은 종종 감기나 다른 질환으로 오인되기 쉽다. 그러나 다음 표와 같은 증상이 갑자기 또는 함께 나타난다면 제1형 당뇨병을 의심하고 신속하게 의료진의 진단을 받는 것이 중요하다.

제1형 당뇨병의 진단은 임상 증상과 함께 혈액 검사를 통해 이루어진다. 핵심 진단 기준은 혈액 내 포도당 농도가 비정상적으로 높은 고혈당 상태가 지속되는 것을 확인하는 것이다. 세계보건기구(WHO)와 국제당뇨병연합(IDF), 미국당뇨병학회(ADA) 등에서 제시하는 진단 기준은 대체로 일치한다.

주요 진단 검사는 다음과 같다.

진단 시 증상이 있는 경우, 상기 기준을 충족하는 한 번의 검사로도 진단이 가능하다. 증상이 없는 경우에는 같은 검사를 다른 날 반복하여 이상이 확인되어야 확진할 수 있다. 또한, 제1형 당뇨병이 의심되는 경우, 특히 젊은 연령에서 급격히 증상이 나타날 때는 자가항체 검사를 시행하여 췌장 베타 세포에 대한 면역 공격을 확인하기도 한다. 일반적으로 인슐린 농도나 C-펩타이드 수치가 매우 낮게 측정되는 것이 특징이다.

제1형 당뇨병의 치료 핵심은 외부에서 인슐린을 공급하여 신체의 절대적 부족을 보충하는 것이다. 이는 생명 유지에 필수적이며, 환자는 평생 인슐린 치료를 필요로 한다. 인슐린은 경구로 복용하면 위장에서 분해되기 때문에 주사로 투여해야 한다. 주사 부위는 복부, 허벅지, 팔뚝, 엉덩이 등 피하 지방이 많은 곳을 돌아가며 사용하여 지방 위축이나 비후를 방지한다.

인슐린 요법의 목표는 정상에 가까운 혈당 수준을 유지하여 당뇨병성 케톤산증 같은 급성 합병증을 예방하고, 장기적으로 만성 합병증의 위험을 줄이는 것이다. 이를 위해 환자의 생활 방식, 식사 패턴, 운동량에 맞춰 인슐린의 종류와 투여 시점, 용량을 개별적으로 조절한다. 치료 계획은 주로 기저 인슐린과 볼루스 인슐린을 조합하여 구성된다.

투여 방법은 주사기, 인슐린 펜, 인슐린 펌프 등이 있다. 인슐린 펌프는 작은 기계를 몸에 부착하여 피하에 카테터를 삽입한 후, 미리 설정된 프로그램에 따라 지속적으로 기저 인슐린을 공급하고 식사 전에 볼루스 주사를 명령으로 투여할 수 있다. 이는 보다 유연하고 정밀한 혈당 조절을 가능하게 하지만, 장비 관리와 감염 위험에 대한 주의가 필요하다. 치료 중에는 저혈당 반응을 주의 깊게 관찰하고 예방해야 한다.

혈당 모니터링은 제1형 당뇨병 환자가 혈중 포도당 농도를 정기적으로 측정하여 치료 계획을 수립하고 조정하는 핵심적인 과정이다. 이는 인슐린 요법의 용량과 타이밍을 결정하는 근거가 되며, 고혈당과 저혈당을 예방하는 데 필수적이다. 혈당 수치는 식사, 운동, 스트레스, 질병 등 다양한 요인에 의해 변동하기 때문에 지속적인 모니터링이 필요하다.

혈당 측정은 주로 혈당측정기를 사용하여 이루어진다. 환자는 손가락 끝을 란셋으로 찔러 소량의 혈액을 채취한 후, 혈당측정기의 시험지에 혈액을 묻혀 수치를 확인한다. 일일 측정 횟수는 개인의 상태와 치료 목표에 따라 다르지만, 일반적으로 식사 전후, 취침 전, 운동 전후 등 하루에 여러 번 측정하는 것이 권장된다. 측정된 데이터는 수기 일지나 디지털 앱에 기록하여 추세를 파악하는 데 활용된다.

보다 발전된 방법으로 연속 혈당 모니터링(CGM) 시스템이 있다. 이 장치는 피하에 삽입한 센서를 통해 간질액의 포도당 농도를 24시간 실시간으로 측정하며, 데이터를 수신기나 스마트폰으로 전송한다. CGM은 혈당의 변화 추이와 방향을 그래프로 보여주어 급격한 상승이나 하강을 사전에 경고할 수 있어 혈당 관리의 정밀도를 크게 높인다. 특히 저혈당 무감증이 있는 환자에게 유용하다.

효과적인 혈당 모니터링은 당화혈색소(HbA1c) 검사 결과를 개선하고, 장기적인 합병증 발생 위험을 줄이는 데 기여한다. 환자와 의료진은 모니터링 데이터를 바탕으로 인슐린 용량, 식사 계획, 신체 활동을 통합적으로 관리한다.

제1형 당뇨병의 치료 목표는 건강한 생활을 유지하면서 혈당을 목표 범위 내로 관리하는 것이다. 이를 위해 인슐린 요법과 함께 식이 관리와 규칙적인 운동이 필수적으로 결합된다. 식이와 운동은 혈당 수치에 직접적인 영향을 미치므로, 이들의 균형을 맞추는 것이 중요하다.

식이 관리의 핵심은 탄수화물 섭취를 일정하고 계획적으로 하는 것이다. 환자는 탄수화물 계산법을 익혀 섭취한 탄수화물 양에 맞춰 인슐린 용량을 조절한다. 이는 혈당의 급격한 상승을 방지하고 예측 가능한 혈당 관리를 가능하게 한다. 균형 잡힌 식사는 탄수화물 외에도 단백질, 지방, 비타민, 무기질을 적절히 포함해야 하며, 특히 식이섬유가 풍부한 식품은 혈당 상승 속도를 늦추는 데 도움이 된다. 식사 시간과 양을 규칙적으로 유지하는 것도 혈당 조절에 기여한다.

운동은 인슐린 감수성을 높이고 심혈관 건강을 증진시키는 중요한 요소이다. 그러나 운동은 혈당을 급격히 떨어뜨려 저혈당을 유발할 수 있으므로 주의가 필요하다. 운동 전 혈당을 측정하고, 운동 강도와 시간에 따라 사전에 추가적인 탄수화물을 섭취하거나 인슐린 용량을 조절해야 한다. 운동 중이나 운동 후 몇 시간이 지나서도 저혈당이 발생할 수 있으므로 지속적인 모니터링이 필요하다. 환자는 자신의 신체 반응을 이해하고 의료진과 상의하여 개인 맞춤형 식이 및 운동 계획을 수립해야 한다.

제1형 당뇨병에서 급성 합병증은 혈당 수치가 극단적으로 높거나 낮아짐에 따라 갑자기 발생하며, 적절한 치료가 이루어지지 않으면 생명을 위협할 수 있는 상태를 의미한다. 주요 급성 합병증으로는 당뇨병성 케톤산증과 저혈당증이 있다.

당뇨병성 케톤산증 (DKA)

당뇨병성 케톤산증은 심각한 인슐린 결핍 상태에서 발생한다. 인슐린이 부족하면 세포가 포도당을 에너지원으로 사용할 수 없게 되어, 대신 지방을 분해하기 시작한다. 이 과정에서 생성된 케톤체가 혈액에 과도하게 축적되어 혈액이 산성으로 변하는 대사성 산증 상태가 된다[9]. 주요 증상으로는 심한 갈증, 빈번한 소변, 메스꺼움과 구토, 복통, 호흡 시 과일 냄새(케톤체 냄새), 의식 저하 등이 있다. 이는 주로 인슐린 주사를 거르거나, 감염과 같은 스트레스 상황에서 발생하며, 신속한 인슐린 투여와 수액 및 전해질 보충 치료가 필요하다.

저혈당증

저혈당증은 혈당 수치가 정상 범위 이하로 과도하게 떨어진 상태를 말한다. 주된 원인은 인슐린 또는 경구 혈당강하제의 과다 투여, 식사 거르기, 계획보다 많은 운동 등이다. 증상은 두 단계로 나타난다. 자율신경계 증상으로는 식은땀, 심계항진, 진전, 공복감, 불안 등이 먼저 발생한다. 만약 이를 인지하고 치료하지 않으면 중추신경계 증상인 집중력 저하, 혼란, 시야 흐림, 행동 변화, 경련, 의식 소실로 진행될 수 있다. 저혈당증은 당뇨병 치료의 가장 흔한 급성 합병증 중 하나로, 빠른 당분(예: 포도당 정제, 주스) 섭취로 즉시 교정해야 한다.

이러한 급성 합병증을 예방하기 위해서는 정기적인 혈당 모니터링, 처방된 인슐린 요법의 철저한 이행, 식사 및 운동 계획의 조정, 그리고 질병이나 스트레스 상황 시의 특별 관리가 필수적이다.

제1형 당뇨병의 만성 합병증은 장기간에 걸친 고혈당 상태가 신체의 다양한 조직과 기관에 손상을 초래함으로써 발생합니다. 이러한 합병증은 주로 혈관 손상과 관련되어 크게 미세혈관 합병증과 대혈관 합병증으로 구분됩니다. 합병증의 발현과 진행 속도는 혈당 조절의 질과 당뇨병 이환 기간에 크게 좌우됩니다.

미세혈관 합병증은 모세혈관과 같은 작은 혈관의 손상으로 인해 나타납니다. 대표적으로 당뇨병성 망막병증은 눈의 망막 혈관이 손상되어 시력 저하나 실명에 이를 수 있습니다. 당뇨병성 신병증은 신장의 여과 기능을 담당하는 사구체가 손상되어 단백뇨가 나타나고, 진행 시 만성 신부전으로 발전할 수 있습니다. 또한 당뇨병성 신경병증은 말초 신경 장애로, 주로 하지에서 통증, 저림, 감각 이상이 발생하며, 감각이 둔해져 상처를 인지하지 못해 당뇨병성 족부 궤양이나 감염의 위험을 높입니다.

대혈관 합병증은 비교적 큰 혈관의 동맥경화가 가속화되어 발생합니다. 이로 인해 제1형 당뇨병 환자는 일반인에 비해 허혈성 심장질환(협심증, 심근경색), 뇌졸중, 말초동맥질환의 발병 위험이 현저히 높아집니다. 또한 자율 신경병증은 심박수 조절 이상, 위장관 운동 장애(위마비), 기립성 저혈압, 발기 부전 등을 유발할 수 있습니다.

이러한 만성 합병증을 지연시키거나 예방하는 가장 핵심적인 방법은 철저한 혈당 조절입니다. 정기적인 안과 검진, 신기능 검사, 신경학적 검사 및 발 검진을 통해 합병증을 조기에 발견하고 관리하는 것이 매우 중요합니다.