Effect of Glycine on Insulin Secretion and Action in Healthy First-Degree Relatives of Type 2 Diabetes Mellitus Patients (2001)

http://doi.org/10.1055/s-2001-15421

 

해당 논문은 제2형 당뇨병(Type 2 Diabetes Mellitus, T2DM) 환자의 직계 가족(1촌)인 건강한 성인을 대상으로 단회 경구 글리신 섭취가 인슐린 분비 및 감수성에 미치는 영향을 평가한 무작위배정 이중맹검 위약대조 임상시험 연구이다. 연구 목적은 글리신이 인슐린 분비를 증가시키는가, 그리고 인슐린 작용(감수성)에도 영향을 미치는가를 평가하는 것이며, 이는 당뇨병 고위험군에서 조기 대사 기능 개선 가능성을 검토하기 위한 기초 자료로서 의미가 있다.

 

연구 배경 및 이론적 근거

• 글리신은 비필수 아미노산으로 체내에서 자가 합성될 수 있으며, 단백질 구성 외에도 포르피린, 핵산, 담즙산, 크레아틴, 기타 아미노산의 생합성에 관여한다.

• 글리신은 기능성 식품이나 단백질 보충제에 흔히 포함되어 있으며, 신경전달, 항산화 기능, 면역조절 외에 당 대사 조절과 인슐린 분비 조절 가능성이 일부 보고되어 왔다.

• 특히 글리신 수치가 낮은 사람들(예: 제2형 당뇨병 직계 가족)은 인슐린 분비가 결함을 보일 수 있고, 이는 혈당 조절 장애의 조기 신호로 간주될 수 있다.

• 본 연구는 이러한 이론을 기반으로 실제 인체에서 글리신이 인슐린 분비에 직접 영향을 미치는지를 확인하기 위해 설계되었다.

 

연구 대상자 및 기본 조건

1. 모집 조건

• 총 12명

• 제2형 당뇨병 환자의 직계 가족(1촌)

• 모두 건강하고 비비만 상태(BMI < 27 kg/m²)

• 흡연하지 않으며, 임신 중이 아님, 최근 6개월 간 당 대사에 영향을 줄 수 있는 약물이나 피임약 사용 이력 없음

• 체중은 최소 3개월 이상 안정 상태

• 고정된 식습관을 유지, 실험 전 3일간 250g 이상 탄수화물 섭취

• 여성은 월경 주기의 여포기(3~8일차)에 맞춰 실험 진행

2. 임상시험군 분류

• 글리신 섭취군: 6명

• 위약 섭취군: 6명
  → 무작위 배정, 이중맹검

3. 기본 생체지표

• 글리신군: 평균 나이 23.7세, BMI 21.3 ± 3.0 kg/m²

• 위약군: 평균 나이 24.7세, BMI 21.6 ± 3.3 kg/m²
  → 기본적인 대사 상태 및 생화학적 수치(총 콜레스테롤, HDL, LDL, 중성지방, 요산, 크레아티닌 등)에서 통계적으로 유의한 차이 없음

 

실험 설계 및 수행 절차

1. 시험 일정

• 시험 1(Test 1): 약물 투여 전 기준선 검사

• 시험 2(Test 2): 글리신 또는 위약 복용 30분 후 검사

• 두 검사 사이 간격: 2~3일

2. 글리신 투여

• 글리신 5g을 아침 8시 경구로 복용, 클램프 실험 30분 전에 투여

• 위약군에는 **마그네슘 산화물(MgO)**을 동일 조건으로 복용

3. 클램프 기법 사용

• 고혈당-고인슐린 클램프(Hyperglycemic-Hyperinsulinemic Clamp) 방식

  • 포도당을 정맥 주입하여 혈당을 기준선보다 6.9 mmol/L 높게 유지

  • 인슐린 분비 및 감수성 동시 측정 가능

4. 주요 측정 항목

• 인슐린 분비량 (μU/mL): 초기 (0–10분), 후기 (10–120분), 총량 (0–120분)

• 인슐린 감수성: 단위 인슐린당 포도당 처리 속도 [mg/(kg·min)/μU/ml·100]

 

연구 결과

1. 공복 상태 지표 변화 없음

• 글리신 및 위약 복용 전후 모두 공복 혈당 및 공복 인슐린 수치 변화 없음

• Test 1과 Test 2 간 비교에서도 유의한 차이 없음

2. 글리신 섭취 후 인슐린 분비 유의하게 증가

항목	위약군 변화량 (평균 ± SD)	글리신군 변화량 (평균 ± SD)	통계 유의성
초기 인슐린 반응	6.6 ± 12.9 μU/mL	25.7 ± 13.4 μU/mL	p < 0.05
후기 인슐린 반응	17.9 ± 22.6 μU/mL	44.8 ± 24.6 μU/mL	p < 0.05
총 인슐린 반응	9.7 ± 19.9 μU/mL	53.2 ± 34.3 μU/mL	p < 0.02

→ 글리신 복용 30분 후 인슐린 분비량이 초기, 후기, 전체 시점 모두에서 위약 대비 유의하게 증가함

3. 인슐린 감수성 변화 없음

• 위약군: -3.3 ± 5.7 mg/(kg·min·100 μU/ml)

• 글리신군: -4.4 ± 3.8 mg/(kg·min·100 μU/ml)
  → 통계적으로 유의한 차이 없음(p = 0.42)

 

글리신이 인슐린 분비를 증가시키는 기전 제안

1. 인크레틴 매개 분비 자극

• 글리신이 GLP-1 (glucagon-like peptide-1), GIP (glucose-dependent insulinotropic polypeptide) 등의 장내 호르몬 분비를 유도하여 인슐린 분비를 자극했을 가능성이 제시됨

• 이러한 인크레틴은 고혈당 조건 하에서만 작용하며, 췌장 β세포 표면의 수용체에 결합해 인슐린 분비를 유도함

2. 아연(Zn)과의 시너지 작용

• 글리신 수용체는 아연에 의해 강화되며, 아연은 인슐린의 합성, 저장, 분비에 중요

• 글리신이 아연 매개 경로를 통해 β세포 기능을 강화했을 가능성이 있음

 

연구의 한계

• 총 피험자 수가 12명에 불과한 소규모 임상시험

• 혈중 글리신 농도 측정이 이루어지지 않아 실제 체내 농도 변화와 인슐린 반응 간의 상관성 분석 불가

• 인슐린 작용 변화는 단회 투여 조건으로 인해 평가가 제한적

• 세포 수준의 작용 기전 분석은 실험 설계상 제외됨

 

 

글리신 단회 섭취 후 인슐린 분비 반응의 증가

1. Early Insulin Response

글리신 섭취군은 초기 인슐린 반응에서 약 25.7 μU/mL 증가를 보였고, 위약군은 약 6.6 μU/mL에 불과했다. 이는 글리신이 식후 초기 인슐린 분비를 강하게 자극했음을 나타낸다.

2. Late Insulin Response

후기 반응(10분 이후 120분까지)에서도 글리신 섭취군은 44.8 μU/mL로, 위약군의 17.9 μU/mL보다 두 배 이상 높은 수치를 기록했다. 이는 글리신이 지속적인 인슐린 분비에도 영향을 준다는 점을 시사한다.

3. Total Insulin Response

전체 인슐린 반응에서도 글리신군은 53.2 μU/mL 증가로, 위약군의 9.7 μU/mL에 비해 매우 높은 반응을 보였다. 글리신이 인슐린 분비량 전체에 전반적으로 유의미한 영향을 줬음을 보여준다.

 

연구 결론

글리신을 경구로 단회 5g 섭취한 그룹은 위약군에 비해 인슐린 분비량이 초기, 후기, 전체 구간 모두에서 유의하게 증가했다. 반면 인슐린 감수성에는 유의미한 변화가 나타나지 않았다. 연구는 글리신이 당뇨병 고위험군의 조기 인슐린 분비 기능을 개선하는 데 도움을 줄 수 있는 가능성을 보여주며, 향후 장기적 연구와 다양한 인구집단 대상의 추가 검증이 필요하다는 점을 제안했다.

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