데일리메디 “국내 최초 ‘중증당뇨병 인공지능(AI) 클리닉’ 개설”

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“국내 최초 ‘중증당뇨병 인공지능(AI) 클리닉’ 개설”
김광원 교수(길병원 내분비대사내과)

[ 2018년 05월 23일 16시 24분 ]

▶당뇨병은 무엇인가?
일반인에게도 가장 널리 알려진 질병 중 하나인 당뇨병의 정체에 대한 질문으로 시작한다. 당뇨병은 혈액내에 포도당 농도가 높아지는 상황이다. 포도당을 처리하는 인슐린이 부족하거나, 인슐린 작용이 약해진(인슐린 저항성) 결과로 세포로 들어가야 할 포도당이 핏속에 남으면서 과다해지는 것이다.

이러한 결과로 세포에서 에너지원으로 이용해야 될 포도당이 부족하게 된다. 부족한 에너지원으로 지방질이 동원되면서 고지방혈증이 뒤따르게 된다. 지방질이 에너지원으로 대체되면서 여러 가지 유독성 찌꺼기가 배출되는 것을 피할 수가 없다. 이러한 찌꺼기들은 당뇨병합병증의 원인물질이 된다.

또한 포도당은 적당한 농도에서는 생명에 필수적이지만 혈관에 넘치게 되면 독성화된다. ‘포도당독성’이라고 표현한다. 인슐린 분비를 감소시키고 세포 기능을 약화시킨다. 유독성 찌꺼기들, 포도당독성 현상 등이 뒤엉기면서 고혈압, 고지혈증, 혈액 과응고 등이 이어진다. 혈관이 막히고 세포기능이 약화되면서 당뇨병 합병증들이 생긴다. 여기서 당뇨병 치료의 큰 흐름을 이해해야 한다. 치료는 혈당을 정상화하면서 세포의 포도당 이용을 원활하게 하는 두가지를 동시에 해야 한다.

▶환자 개인별·장기별 맞춤형 치료
고혈당 원인은 매우 다양하다. 따라서 당뇨병 치료는 발생 원인에 맞춰 치료하는 것이 이상적이다. 인슐린이 부족하면 인슐린을 투여하거나, 인슐린을 분비하는 세포를 늘리는 치료를 하면 된다.

인슐린 저항성이 문제가 된다면 저항성을 개선시키면 된다. 그러나 저항성의 정체성이 항상 명확한 것은 아니다. 인슐린 작용 효과(예민도)를 결정하는 일반적인 방법은 일정한 인슐린 양으로 핏속에서 없어지는 포도당의 양으로 결정한다. 즉, 혈당이 많이 떨어지면 예민도가 높고, 별로 떨어지지 않으면 인슐린 저항성이 있다고 한다.

여기서 문제가 되는 것은 포도당의 양이 이입되는 장기가 사람마다 다르다. 또 간을 포함한 장기의 포도당 생성과 방출 정도에 따라서 혈당치 의미는 매우 달라진다. 단순히 저항성을 개선시킨다는 치료제보다는 저항성의 어떤 부분을 개선시킨다는 구체적인 기전을 설명할 수 있어야 한다. 유감스럽게도 이러한 장기들의 개별적인 상황을 반영할 수 있는 기술이 매우 제한적이다.

앞으로 신체의 각 장기마다 필요로 하는 포도당을 적정양만 공급해주는 정교한 치료법이 개발돼야 한다. 인슐린이 부족한 경우는 인슐린을 보충해 준다는 의미에서 비교적 쉽게 생각할 수 있다. 다음은 합병증이다. 이것도 결국은 포도당이 필요한 장기에 필요한 만큼의 포도당이 공급되지 못한 결과다. 우리는 당뇨병 치료를 단지 혈당이 떨어지면 좋다고 한다. 그러나 혈중에서 없어진 포도당이 어떤 장기로 유입된지 알지 못한다. 장기에 따라서 적절, 부족, 과잉 등의 불균형의 현상이 생긴다. 혈당을 강하시켜 일정 부분, 세포의 영양상태를 개선시킬 수는 있어도 수급 불균형은 여전하다. 정교한 치료법이 개발되지 않는다면 일정한 정도 또는 일정한 장기의 합병증은 피할 수 없다.

▶운동·식사 등 생활습관 개선
진부하지만 또 다시 강조하지 않으면 안된다. 우리 몸에서 포도당이 가장 많이 이용되는 장기가 근육이다. 포도당이 우리 몸에 존재해야 되는 가장 큰 이유는 운동에 필요한 근육 때문이다. 운동을 하지 않고 혈당만 떨어뜨린면 포도당은 오히려 근육 이외의 불필요한 장기에 축적돼 지방질로 전환될 수도 있다. 운동을 통해 각 장기마다 필요한 정도의 포도당을 배분시킬 수 있는 알맞은 신체적 환경을 조성시켜야 한다. 약물 치료 또는 인위적인 방법으로는 운동으로 형성되는 신체환경을 만들 수 없다.

다음은 식사 영양소의 적절한 배분이다. 즉, 골고루 먹는 일이다. 신체가 활동하고 손상된 부분을 재생시키기 위해서는 신체가 필요로 하는 영양소가 결정돼 있다. 균형된 식단이 여기에 해당된다. 영양소가 다르더라도 일정 부분은 상호전환이 가능하지만 영양소 배분이 지나치게 한쪽으로 치우치면 상호전환 과정에서 장기들에 무리가 생긴다. 미처 전환되지 못한 남는 영양소는 체내 찌꺼기 또는 독성물질로 전환될 수 있다. 생활습관 개선은 그냥 해보는 진부한 이야기가 아니다. 첨단치료법이 개발되고 과학이 발전되면서 생활습관의 중요성이 확고하게 입증돼 당뇨병 치료에 가장 명심해야 할 부분이다.

현재까지 개발된 경구혈당강하제 또는 주사제로는 치료가 어려워 생명에 위협을 받는 당뇨병 환자를 중증 당뇨병 환자라고 한다. 인슐린 분비가 안되는 소아형 당뇨병환자가 많지만 성인에서도 인슐린 분비가 현저히 떨어진 사람들이다.

반복되는 저혈당과 고혈당, 그리고 케톤산혈증 등으로 정상적인 생활이 불가능하며 때로는 생명에 위협이 생기며 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 현재 이용될 수 있는 방법으로 인공췌장기(인슐린 펌프)가 있다. 환자의 혈당 변화에 맞춰 인슐린을 주입하는 인공지능(AI) 개념을 도입한 지능형 인공췌장기는 또 하나의 획기적인 발전이다. 이를 통해 중증 당뇨병 환자들의 더 나은 삶을 기대할 수 있게 되었다. 지능형 펌프의 획기적인 발전에도 불구하고 생명에 위협이 되는 저혈당 및 고혈당, 케톤산혈증을 막을 수 없는 환자들도 많다.

다음으로 고려할 수 있는 치료법은 췌장 또는 췌도 이식이다. 인슐린 분비를 근본적으로 치료할 수 있는 방법이다. 당뇨병의 근원적인 치료법이지만 해결해야 할 문제들이 있다. 췌장/췌도 공여자가 절대적으로 부족하다. 이를 해결하기 위해 풍부하게 공급될 수 있는 돼지 췌도를 이용한 이식법이 임상응용 단계까지 왔다. 국내에서도 중증당뇨병 환자 진료클리닉에 많은 관심을 가지고 있다. 가천대 길병원에서는 국내 최초로 ‘중증당뇨병 인공지능(AI) 클리닉’을 개설해 지능형 인슐린 펌프, 그리고 필요하면 췌도이식을 시행할 계획이다. 중증당뇨병 환자에게 희망을 제시해주기를 기대해 본다.