Diabetes and Sarcopenia

Arim Choi; Kyung-Soo Kim

doi:10.4093/jkd.2025.26.2.75

Abstract

Sarcopenia, defined as the loss of skeletal muscle mass and strength and/or a decrease in physical performance, is generally related to aging. Type 2 diabetes mellitus (T2DM) and sarcopenia are two age-related diseases and have serious effects on the general health and quality of life of those affected. T2DM can cause sarcopenia through the interactions of insulin resistance, inflammation, accumulation of advanced glycation end-products, and oxidative stress. These processes affect muscle mass and strength, protein metabolism, and vascular and mitochondrial dysfunction. Decreased muscle mass in sarcopenia also can play a role in the development of T2DM through the decreased production of myokines that play a role in glucose and fat metabolism. It is important to identify and manage T2DM and sarcopenia in older adults.

서론

당뇨병환자가 전 세계적으로 늘어나고 있다[1]. 당뇨병이 대혈관합병증, 미세혈관합병증을 포함한 다양한 질환과 관련되어 있다는 사실은 이미 잘 알려져 있다[2]. 최근에는 당뇨병이 신체기능을 저하시킬 뿐만 아니라 근감소증(sarcopenia)의 위험 역시 증가시킨다고 보고되었고, 이는 노인의 삶에 심각한 영향을 미칠 수 있어 관심이 높아지고 있다[3,4].

근감소증은 그리스어에서 기원한 근육을 뜻하는 “sarco”와 감소되어 있다는 뜻의 “penia”가 합성된 단어로, 1989년 Rosenberg가 처음으로 소개하면서 알려졌다[5]. 근감소증은 노화에 따른 신체 변화의 하나로서 근육의 양이 감소하고 근력 및 신체기능이 저하되는 복합적인 상태의 질환으로, 악성종양의 말기 등에 나타나는 현저한 근육소실 상태인 악액질(cachexia), 독감 등 급성질병으로 인한 근육소모(muscle wasting), 혹은 근육 자체의 질병(primary muscle disease)과는 다르다. 전 세계적으로 65세 이상 인구가 2019년 9%에서 2050년 17%로 증가할 것으로 예상될 만큼 빠르게 고령화되고 있어, 당뇨병과 근감소증은 모두 중요한 건강 문제가 될 것으로 예상된다[6]. 본 글에서는 당뇨병과 근감소증에 대해 살펴보고자 한다.

본론

1. 근감소증의 유병률

근감소증의 유병률은 성별, 연령, 인종 등에 따라 다르다. 전 세계적으로 근감소증 유병률은 60세 이상 인구에서 약 10%, 80세 이상에서는 20∼30%에 이른다[7,8]. 우리나라의 경우 2022년 국민건강영양조사 데이터베이스를 이용하여 근감소증을 Asian Working Group for Sarcopenia 2019 criteria에 따라 악력과 생체전기저항분석(bioelectrical impedance analysis)으로 평가한 근육량으로 정의했을 때, 60세 이상 성인의 유병률은 6.8%였다[9]. 근감소증의 유병률은 나이가 많을수록 높아지는 경향을 보였는데, 60세 이상에서는 남성 5.5%, 여성 7.9%였고, 70세 이상에서는 남성 9.6%, 여성 10.5%, 80대 이상인 경우 남성 21.5%, 여성 25.9%로 나타났다.

고혈당, 인슐린저항성, 만성염증 등 당뇨병환자에서의 병태생리학적 특성이 근육 건강에 악영향을 주기 때문에 당뇨병환자는 근감소증의 발생위험이 높다[10]. Health ABC (Health, Aging and Body Composition) 연구에서 2형당뇨병을 가진 노인은 당뇨병이 없는 경우에 비해 근육량은 많았지만 근육 소실과 근력 감소가 더 빨랐다[11]. 특히 당뇨병 유병기간이 6년 이상이거나 당화혈색소가 8% 이상으로 혈당조절이 양호하지 못한 경우, 근육 소실과 근력 감소가 더 특징적으로 나타났다. 국내에서는 414명의 65세 이상 노인을 대상으로 한 연구에서 2형당뇨병 환자가 대조군에 비해 다양한 방법으로 평가한 근육량이 적게 나타났고 근감소증의 위험이 2∼4배가량 높았다[12]. 여러 메타분석 연구에 따르면 당뇨병환자에서 근감소증의 유병률은 비당뇨병환자에 비해 2∼3배 높다고 한다[13,14].

2. 근감소증의 임상적 중요성

근감소증의 구성 요소인 근육량 감소, 근력 저하 및 신체기능의 장애는 여러 질환 및 사망률 증가와 관련되어 있다. New Mexico Elder Health Survey에서 근감소증이 있으면 일상생활에서 3가지 이상의 신체장애를 동반할 위험도가 3.7∼4.1배 증가하며, 신체균형의 장애 1.8∼3.2배, 보행장애 1.1∼1.9배, 지팡이 등 보조기를 이용하게 되는 경우 1.8∼2.3배, 낙상 위험은 1.3∼2.6배 높았다[15]. The Framingham Heart Study에서 72∼92세 노인 398명을 하위분석한 결과에서는 2년간 제지방량이 1 kg/m²씩 감소할 때마다 사망 위험이 1.9배 증가하였다[16]. 또한 Health ABC 연구에서 연구 시작 당시의 낮은 하지 근력은 6년까지 추적 관찰한 결과 사망 위험을 현저히 증가시켰다[17].

3. 근감소증의 병태생리와 당뇨병

근감소증과 당뇨병은 서로 밀접한 관련이 있다[4,10]. 당뇨병은 주로 고혈당, 인슐린저항성, 만성염증, 산화스트레스, 최종당화산물(advanced glycation end products) 등을 통해 근감소증을 유발할 수 있다. 또한 근감소증은 마이오카인 생성 감소, 대사장애, 만성염증, 근육 내 지질 축적 등을 통해 2형당뇨병에 영향을 미칠 수 있다.

1) 인슐린저항성과 단백질 대사장애

인슐린은 단백질 합성을 촉진하고, 분해를 억제하는 주요 대사호르몬으로, 골격근에서 PI3K/Akt/mTOR 경로를 통해 작용한다. 그러나 2형당뇨병 환자에서는 인슐린저항성으로 인해 이 경로가 억제되며, 단백질 합성이 감소하고, FoxO 전사인자 경로를 통한 단백질분해가 촉진된다[18]. IGF-1 (in-sulin-like growth factor 1) 신호 역시 억제되어 근세포의 성장 및 재생이 저해된다[19].

2) 고혈당 및 산화스트레스

당뇨병에서의 만성 고혈당은 근육 내 최종당화산물의 축적을 유도하며, 이는 근섬유의 기능 저하와 혈관기능장애를 초래한다[20]. 또한 고혈당은 반응산소종(reactive oxygen species)을 증가시켜 산화스트레스를 유발하고, 이는 PI3K/Akt 신호를 억제하며, FoxO3의 발현을 통해 근세포 사멸과 단백질분해를 촉진한다[21,22].

3) 만성염증

당뇨병은 전신적 만성염증 상태로 간주되며, TNF-α, IL-6 등의 염증성 사이토카인의 증가가 관찰된다. 이들 사이토카인은 NF-κ B 및 JNK 경로를 활성화시켜 단백질 합성을 억제하고 분해를 촉진하며, 근육 위축과 근섬유 손상을 유도한다[23].

4) 미토콘드리아 기능장애

당뇨병환자에서는 골격근 내 미토콘드리아의 수와 기능이 감소하고, 이에 따라 에너지 생산 능력이 저하되며 반응산소종 생성이 증가한다. 특히 PGC-1α (peroxisome prolifera-tor-activated receptor gamma coactivator 1-alpha)의 감소는 미토콘드리아 생합성 저해 및 세포 생존율 감소로 이어진다[24,25].

5) 지방-근육 간 상호작용

내장지방 및 골격근 내 지방 축적(myosteatosis)은 아디포카인의 분비 이상을 유발하며, 특히 렙틴과 레지스틴의 증가는 염증을 촉진하고 인슐린저항성을 악화시킨다. 반면, 항염증 작용을 하는 아디포넥틴은 감소하여 염증 상태가 더욱 악화된다[26]. 이는 근육 내 지방대사의 불균형을 초래하고, 근육 기능 저하로 이어진다.

6) 마이오스타틴 및 성장인자 변화

당뇨병환자에서는 TGF-β 계열에 속하는 마이오스타틴이 증가되어 근육 성장 억제 및 위축을 유발한다. 반대로 근육 성장을 촉진하는 BMP (bone morphogenetic protein)는 감소하여 근세포 분화 및 재생 능력이 저하된다[27].

7) 자가포식현상 이상

자가포식현상(autophagy)은 근세포 내 손상된 단백질과 소기관을 제거하는 기전으로, 근육 항상성 유지에 핵심적이다. 당뇨병환자에서는 자가포식현상 관련 유전자(예: Atg7)의 발현이 감소하며, 이는 근위축을 악화시키고 근육 기능 저하를 유발한다. 또한 자가포식현상은 베타세포 생존, 세포질세망스트레스(endoplasmic reticulum stress) 및 염증조절에도 중요한 역할을 한다[28,29].

결론

노인 인구가 늘어나면서 근감소증과 당뇨병 모두 노인의 삶에 심각한 영향을 미치고 있다. 당뇨병환자에서 근감소증이 동반될 경우 인슐린저항성이 더욱 악화되고, 신체기능 저하, 낙상 및 골절 위험 증가, 삶의 질 저하 등 여러 부정적인 결과를 초래한다. 근감소증과 당뇨병은 서로 밀접하게 연결되어 있어 여러 질환 및 사망의 위험을 증가시킨다고 알려져 있다. 앞으로는 노인에서의 근감소증과 당뇨병의 위험에 대해 관심을 기울여 적절하게 관리하려는 노력이 필요할 것이다.

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