췌장

췌장은 섭취된 식이의 소화와 대사에 대하여 필수적 역할을 수행하는 매우 중요한 기관이다. 췌장의 외분비부(선방조직)에서는 췌장액을 분비하여 십이지장으로 보낸다. 췌장액에는 탄수화물 · 지방 · 단백질 등의 영양소를 분해하는 각종의 소화효소와 위에서 십이지장으로 이송되어 오는 식미(위산에 의하여 강산성을 나타냄)를 중화시키는 중탄삼염 이온이 함유되어 있다. 반면에, 췌장의 내분비부(랑게르한스섬)에서는 인슐린 · 글루카곤 · 소마토스타틴 · 췌장 폴리펩티드 등과 같은 호르몬을 분비한다. 이들 호르몬은 혈액의 글루코오스 수준을 일정하게 유지시키고, 섭식 후에 다량으로 흡수된 여분의 영양소를 세포내에 저장시키며, 절식시에는 저장된 대사기질을 이동시킴으로서 대사 작용이 원활히 이루어지도록 조절한다. 따라서, 췌장의 호르몬 분비가 비정상적으로 높아지거나 낮아지면, 간장 · 지방조직 · 근육 등에서 일어나는 탄수화물 · 지방 · 단백질의 저장과 이용이 원활하게 이루어지지 않으며, 세포 수준의 대사과정도 장애를 받는다.

A. 췌장의 형태
포유동물의 췌장은 외분비부와 내분비부가 혼재되어 있는 특이한 분비선이다. 외분비부는 여러 종류의 소화효소가 함유되어 있는 췌장액을 췌관(膵管)을 통하여 십이지장으로 분비한다. 내분비부는 외분비부의 조직사이에 산재되어 위치하며, 인슐린 ? 글루카곤 ? 소마토스타틴 등과 같은 대사호르몬을 분비한다.

췌장의 발생
포유동물의 태아에서 췌장(膵臟,pancreas)은 간장의 발생원기인 간장게실(肝臟憩室, hepatic diverticulum)에 밀착된 부위의 십이지장(十二指腸, duodenum)에서 밖으로 뻗어나 형성된 2개의 췌게실(膵憩室, pancreatic -
diverticulum)로부터 발생되며, 사람의 경우 임신 5주째에 이 원기가 출현된다(Skandalakis, 1993). 췌장의 외분비부분이 발생되는 과정을 보면, 각 췌게실에서 단층의 세포로 피복된 세관이 형성되고, 이것들이 문합되어 망상구조를 형성한다. 이러한 세관망(細管網)으로 구성된 두 개의 췌게실은 서로 융합되고, 복측췌게실로부터 주췌관(主膵管, main pancreatic duct)이 발생되어 십이지장과 연결된다. 이 때 세관의 내측을 피복하고 있는 단층의 세포들이 선방세포(腺房細胞, acinar cell)로 분화되어 주머니 모양의 선방(acinus)을 형성하는데, 이것이 소화효소가 함유된 췌장액을 분비하는 기본단위이다.

 
 
한편, 췌장의 내분비부를 구성하는 기본세포인 섬세포(島細胞, islet cell) 는 췌관의 발생원기인 세관으로부터 소아(小芽, small bud)가 뻗어나 발생되며, 이 세포들은 집단을 이루어 랑게르한스섬(islet of -
Langerhans)을 만든다. 랑게르한스섬은 외분비조직인 선방의 사이에 산재되어 위치한다. 췌장에는 섬세포 외에도 다른 종류의 내분비세포가 있는데, 이것은 단독 또는 몇 개의 세포로 구성된 집단의 형태로 췌장의 여러 부위에 산재되어 있다. 섬세포는 비록 췌장의 발생원기인 세관에서 형성된 세포이지만, 세포의 진정한 기원은 분명하지 않다. 즉, 이 세포의 기원에 관하여 중배엽에서 발생된다는 설, 신경외배엽에서 기원되는 신경능세포(neural crest cell)에서 발생된다는 설, 그리고 발생중인 위장관(胃腸管)의 내배엽에서 발생된다는 설 등 다양한 가설들이 제시되었다(Adelson, 1971; Falkmer 등, 1975; Pearse & Polak, 1971; Pictet & Rutter, 1972). 그러나, 최소한 조류에서는 섬세포가 신경능으로부터 유래되지 않으며(Andrew, 1976), 포유류의 섬세포도 신경능이나 다른 신경외배엽으로부터는 기원되지 않는다(Pictet 등, 1976). 섬세포의 기원에 관한 APUD가설에 따르면 APUD세포(amine precursor uptake and decarboxylation cell)가 신경능으로부터 배아의 전장(前腸, foregut)으로 이주하여 췌장원기(pancreatic anlage)로 발달되는 세포로 변환되고, 일부의 APUD세포는 소화관의 점막에 그대로 남아서 여러 종류의 위장관 호르몬을 분비한다.
(Pearse & Polak, 1971; Pearse 등, 1971, 1973).
이와 같이, 섬세포의 기원에 관한 견해가 매우 다양하지만, 포유류의 섬세포는 내배엽에서 기원된 배아 췌장의 세관에서 유래된다는 사실은 명확하다(Le Dourain, 1988).

 
 
췌장의 해부
사람의 경우 췌장은 복막 뒤에서 제3요추골의 높이에 위치하는 모양이 매우 긴 기관으로서, 그 장축이 횡으로 배치되어 있으며, 오른쪽의 두부는 십이지장이 만곡된 요(凹)부에 끼워져 있고, 왼쪽의 미부는 비장문에 닿아 있다. 췌장은 뚜렷한 결합조직의 피막으로 쌓여있지는 않지만, 엉성한 조직으로 구성된 얇은 막으로 덮여 있으며, 이 막으로부터 중격이 췌장의 실질속으로 뻗어나 무수히 많은 소엽으로 갈라진다. 이 기관은 여러 종류의 소화효소가 함유된 췌장액을 분비하는 외분비조직과 인슐린이나 글루카곤 등과 같은 호르몬을 분비하는 내분비조직이 혼재되어 있다. 외분비조직은 선방조직(腺房組織, acinar tissue)이라 하고, 내분비조직은 랑게르한스섬(islet of Langerhans) 또는 췌장섬(pancreatic islet)이라 한다.

췌장은 상 및 하췌십이지장동맥(superior and inferior pancreaticoduodenal artery)과 비장동맥(splenic -
artery)의 췌장지(pancreatic rami)를 통하여 혈액을 공급받는다. 이들 혈관은 췌장소엽 사이의 결합조직을 통하여 가지가 뻗어나가 선방 사이와 랑게르한스섬 속에 모세혈관망을 형성한다. 췌장을 빠져나오는 정맥혈은 췌십이지장정맥(pancreaticoduodenal vein)을 타고 상장간막정맥(superior mesentric vein)으로 나가게 되며, 또한 여러개의 작은 췌장정맥(pancreatic vein)을 통하여 비장정맥(splenic vein)으로 나가게 되는데, 결국에는 문맥(portal vein)으로 흐른다. 췌장의 림프관은 주로 소엽간 결합조직에 분포되어 있으며, 림프액은 복강림프절을 통과하여 흐른다. 췌장의 신경지배는 부교감신경인 미주신경(迷走神經, vagus)에 의하여 이루어진다. 이 신경의 종말섬유는 선방의 주위에서 종지(終止)하고, 랑게르한스섬에서는 내분비세포에 접하여 종지한다.

췌장의 조직
췌장은 다양한 소화효소를 분비하는 외분비조직과 여러 종류의 대사호르몬을 분비하는 내분비조직이 혼재되어 있는 분비선이다. 외분비조직의 기본단위는 선방이며, 이것들이 모여서 복합관상포상선을 구성한다. 내분비조직은 여러 종류의 내분비세포들이 집단을 이루어 췌장섬을 형성하는데, 췌장섬은 다량의 외분비조직속에 독립적으로 산재되어 위치한다.

 외분비조직
췌장의 외분비조직은 복합관상포상선(複合管狀胞狀腺, compound tubuloalveolar gland)으로서, 이것의 주부분인 선방(腺房, acinus)은 피라밋 모양의 선방세포(acinar cell) 5~8개가 공 모양으로 배열되어 아주 작은 내강을 형성하며, 이들 세포는 그 외측을 둘러싸고 있는 기저막에 부착되어 있고, 선방의 한쪽 끝은 도관과 연결되어 있다. 선방은 매우 치밀하게 밀집되어 있기 때문에 그 횡단면이 매우 불규칙하며, 선방의 사이는 혈관 · 림프관 · 신경 · 도관 등을 함유하는 결합조직으로 채워지어 있다. 췌장의 외분비세포인 선방세포의 핵은 세포의 기저부에 위치하는데, 둥글고 염색질이 많으며, 1~3개의 핵소체를 가지고 있다. 세포질의 기저부에는 매우 긴 미토콘드리아가 풍부하고, 핵의 주위에는 잘 발달된 골지장치와 과립내혈질세망이 풍부하며, 세포질의 첨부에는 다수의 효소원과립(zymogen granule)을 함유하고 있는 등, 전형적인 단백질 분비세포의 구조를 나타낸다. 췌장에서 분비되는 소화효소들은 선방세포의 과립내형질세망에서 효소원의 형태로 합성되며, 이것이 골지장치에서 효소원과립으로 농축된 다음, 세포의 첨부를 통하여 분비된다. 췌장액에는 단백질(trypsin · chymotrypsin · peptidase) · 지방(lipase) · 탄수화물(amylase) · 핵산(ribonuclease · dioxy-ribonuclease)등을 분해하는 많은 종류의 소화효소들이 함유되어 있다.

 내분비조직
췌장의 내분비조직은 내분비세포들이 군집을 이루고, 그 주위를 세망섬류가 둘러싸고 있는데, 그 모양은 비교적 둥글다. 이러한 내분비조직은 다량의 외분비조직속에 산재되어 독립적으로 위치하며(Motta 등, 1997), 따라서 섬과 같다하여 췌장섬 또는 발견자의 이름을 따서 랑게르한스섬이라 한다. 사람의 정상 췌장에는 대락 1~2백만개의 췌장섬이 있지만, 그 조직의 양은 매우 적어서 총췌장조직의 1~2%에 불과하다. 췌장섬의 실질은 염색성이 낮은 세포들로 채워지어 있는데, 기능이 유사한 세포끼리 불규칙하게 문합된 줄모양으로 배열되어 있으며, 그 사이로 모세혈관이 지나간다. 이 세포들은 분비과립의 유무와 염색특성에 따라 A(α)세포 · B(β)세포 · D(δ)세포 등의 유과립세포와 과립이 없는 C(clear)세포로 구분하는데, α 세포와 β 세포가 많이 분포되어 있다. 또한, 이곳에는 췌장펩티드의 원천이 되는 F세포도 존재한다.

α세포는 췌장섬의 주변부에 위치하고 있는 글루카곤의 분비세포로서, CHP(chrome hematoxylin-phloxine) 염색을 하면, 섬세한 다수의 과립이 붉게 염색된다. 전자현미경으로 관찰하면, 직경 250nm 정도의 한계막으로 둘러싸인 분비과립을 함유하고 있는데, 이 과립의 중심부는 전자밀도가 높고, 주변부는 전자밀도가 낮다. β세포는 췌장의 다른 세포에 비하여 그 수가 월등히 많아서 사람의 경우 모든 췌장세포의 60~90%를 차지한다. 그러나, β세포는 단독으로, 도는 군집을 이루어 췌장섬의 밖에도 존재한다. β세포는 능형 또는 다각형의 유결정체중심(crystalloid core)을 함유하는 300nm 정도의 과립을 가지고 있는데, 이 유결정체가 인슐린으로 추정된다. δ세포는 직경 230nm 정도의 분비과립을 가지고 있으며, α세포와 β세포의 군집 사이에 끼워지어 위치한다. δ세포는 소마토스타(somatostatin-
[SST])을 분비하는데, 이 SST의 생리적 역할은 분명하지 않다. 그러나, 인슐린과 글루카곤 모두의 분비가 SST에 의하여 억제되는 점을 볼 때, δ세포는 α세포와 β세포의 분비활성을 조절하는 세포라고 생각된다(Guilleman& Gerich
, 1976). F세포는 α세포 · β세포 · δ세포등과는 세포학적 및 면역학적으로 명확하게 구분된다. 면역형광기법을 이용하여 F세포에 췌장펩티드가 함유되어 있다는 사실이 밝혀지었으며(Floyd 등, 1977), 분비과립의 직경은 125 mm 정도이다. 췌장섬에서 F세포의 분포상태는 동물의 종에 따라 매우 달라서, 모든 포유동물을 대상으로 일반적 위치를 지정하기는 어렵다. C세포는 염색성이 낮고, 일반적으로 과립을 가지고 있지 않으며, β세포들 사이에 위치한다. 이 세포의 기능은 아직까지 명확하게 밝혀지지는 않았지만, 예비세포 또는 휴식기의 세포라고 추정된다.



B. 인슐린
췌장이 혈당의 조절에 관여한다는 사실은 1889년 개의 췌장을 적출하면, 혈당량이 증가되어 당뇨병이 발생된다는 사실이 밝혀짐에 따라 증명되었으며(von Mering & Minkowski, 1889), 이후에 췌장에서 분비되는 혈당감소인자를 인슐린이라 명명하였다. 인슐린은 정상적인 체성장과 발달에 필요한 호르몬의 한 종류이고, 더욱이 혈당의 수준을 직접적으로 저하시키는 기능을 가진 유일한 호르몬이다. 인슐린 외에 글루코오스의 대사에 관여하는 대부분의 호르몬은 혈당의 수준을 높이는 작용을 가지고 있기 때문에 인슐린이 지배적인 당조절 호르몬이라고 할 수 있다. 인슐린의 절대적 결핍은 무제한적인 글루코오스의 생산 · 지방분해 · 케톤체의 생성 · 단백질분해 등을 유발하고, 결국은 사망하게 된다. 반면에, 인슐린이 과잉되면 저혈당증(hypoglycemia)이 일어나며, 이에 따라 뇌기능이 저하되고, 사망에 이르게 된다. 따라서, 인슐린은 생명의 유지에 필수적으로 작동하는 매우 중요한 호르몬이다.

인슐린의 합성과정과 분비의 조절
인슐린은 췌장섬의 β세포에서 전구체의 형태로 합성되고, 이것이 절단 ? 가공되어 두 개의 서로 다른 펩티드쇄가 이황화결합으로 연결된 인슐린분자가 된다. 인슐린의 분비는 내분비 · 신경 · 대사 등에서 유발된 각종의 인자에 의하여 조절되지만, 혈액중에 함유된 글루코오스의 농도가 가장 중요한 조절인자이다. 글루코오스의 농도가 높아지면 인슐린의 분비가 자극되는 반면에, 낮아지면 인슐린의 분비도 저하된다.

 인슐린의 합성과 대사
인슐린(insulin)은 각각 21개와 30개의 아미노산 잔기로 구성된 A쇄와 B쇄가 두 개의 이황화결합으로 연결된 폴리펩티드호르몬으로서, A쇄에서는 6번과 11번 아미노산이 쇄내 이황화결합으로 연결되어 있다(Burge & Schade, 1977). 인슐린의 일차구조(아미노산의 배열순서)는 모든 동물종에서 매우 상동성이 높은데, 포유동물에서는 A쇄의 쇄내 이황화결합 사이에 위치하는 8, 9, 10번 아미노산에 제한적 차이가 있으며, B쇄에서는 30번 아미노산에 차이가 있을 뿐이다(그림 6-2). 이와 같이, 인슐린의 일차구조는 동물의 종에 따라 부분적으로 차이가 있지만, 이 차이에 의하여 생리적 역가가 변경되지는 않는다. 따라서, 타동물의 인슐린도 진성당뇨병(diabetes mellitus)의 대체치료제로 이용할 수 있다. 인슐린은 췌장섬 β 세포의 과립내형질세망에서 분자량이 크고, 단일폴리펩티드쇄인 전전구인슐린(preproinsulin)의 형태로 합성되며, 이것의 C-말단에서 23개의 아미노산배열이 제거된 다음, 앞으로 A와 B쇄로 절단될 가상의 쇄 사이에 이황화결합이 형성되고, 이 결합에 의하여 분자구조가 접혀짐으로서 전구인슐린(prioinsulin)으로 전환된다(Proud & Denton, 1997). 전구인슐린은 인슐린의 A쇄와 B쇄로 형성될 부분이 연결핍티드(C peptide)에 의하여 이어져 있다(그림 6-3). 이 전구인슐린은 β 세포의 골지장치로 운반되어 A쇄와 B쇄의 사이에 끼워지어 있는 연결펩티드가 가수분해에 의하여 절단 · 제거됨으로서 인슐린분자의 합성이 완료된다. 분비과립내에서 인슐린분절은 아연이온(Zn+)과 반응하여 결정체를 만든다. 따라서, β 세포의 분비과립에는 인슐린결정과 연결펩티드분절이 함께 함유되어 있다. 그러나, β 세포가 지나치게 자극되면, 인슐린의 분비과정을 따라 전구인슐린도 소포유출기전으로 분비된다. 전구인슐린은 혈액내에서 비교적 느리게 소실됨으로 혈액에 함유되어 있는 인슐린양물질(insulin-like material)의 50% 이상을 점유한다.

인슐린은 사람의 경우 반감기가 5분 정도에 지나지 않으며, 정상적 생리상태하에서는 간장과 신장에서 분해된다. 인슐린을 분해하는 주효소는 간장글루타치온의 인슐린탈수소효소(he-patic glutathione insulin dehydrogenase )로서, 인슐린분자의 A쇄와 B쇄를 분리시킨다. 이 수소전이효소(transhydrogenase)는 시스테인(cysteine)을 함유한 트리펩티드(tripeptide)인 글루타치온과 협력하여 작동하는데, 글루타치온은 수소전이효소의 보조인자로서, 인슐린의 A쇄와 B쇄 사이에 형성되어 있는 이황화결합의 각 시스테인 부분을 환원시킨다.

 인슐린 분비의 조절
췌장섬 β세포에서의 인슐린 분비는 내분비, 신경 및 대사 등에서 유발된 각종 인자에 의하여 조절되지만, 혈액중의 글루코오스 농도가 가장 중요한 조절인자이다(Alder 등, 1995). 탄수화물의 외인적 투여에 의하여 유발된 일시적 고혈당증(hyperglycemia)은 췌장섬의 β세포에 직접 작용하여 인슐린의 방출을 자극한다. 그러나 β세포의 인슐린 분비를 자극하는 주체는 글루코오스의 농도 자체가 아니고, β세포에서 일어나는 글루코오스의 대사가 인슐린의 분비를 위한 신호를 발생시키는 주체가 된다. 즉, 글루코오스를 글루코오스-6-인산 (glucose-6-phosphate)으로 전환시키는 반응을 촉매하는 효소인 글루코키나제(glucokinase)가 β세포의 글루코오스 감지기(glucose sensor)로 작동한다(Iynedjian, 1993). 따라서, 고혈당증은 췌장섬의 β세포에 다량의 글루코오스를 공급하여 글루코오스의 대사를 활발하게 함으로서 인슐린의 분비를 자극한다(Malaisse 등, 1973). 반면에, 순환 글루코오스의 농도가 저하되면 인슐린의 분비는 저하되는데, 이것은 글루코오스 농도의 변화에 비례하며, 분비의 조절은 글루코오스의 농도가 감소됨에 따라 β세포의 글루코오스 대사가 감소되는데 의존한다. 한편, 글루코오스를 경구투여하면, 정맥주사를 하였을 경우보다 인슐린의 분비가 더욱 크게 자극된다. 그 이유는 경구투여된 글루코오스가 위장관(胃腸管)의 위억제펩티드(gastric inhi-bitory peptide [GIP]) 분비를 자극하고, 이 GIP는 순환혈액을 타고 췌장섬에 도달한 다음, 글루코오스와 협력하여 인슐린의 분비를 자극하기 때문이다.
또한, 위장관에서 분비되는 글루카곤양펩티드(glucagon-like peptide [GLP])-1도 인슐린의 분비에 대하여 위장관과 췌장사이에 일어나는 체액적 정보전달을 촉진한다(Fehmann 등, 1995). 글루코오스 · 지방 · 아미노산 · 혼합 식이를 경구적으로 섭취하면 GLP-1이 급속히(15분) 방출된다. 그러나, GLP-1의 방출을 유기하는 영양 의존적 신호는 아직까지 명확하지 않은데, 신경이나 GIP와 같은 호르몬이 관계된다는 약간의 증거는 있다. 어떠한 경로에 의존하든 위장관에서 분비된 GLP-1은 증가된 글루코오스의 수준하에서 전구인슐린의 유전자발현을 촉진하여 인슐린의 분비를 자극하며(Holz & Habener, 1993; Thorens & Waeber, 1993), 글루카곤의 분비를 억제한다.

췌장에는 자율신경계인 교감신경과 부교감신경이 분포되어 있으며(Alder 등, 1995; Rors-mann, 1997), 이들 신경을 통한 자극에 의하여 췌장의 내분비부는 물론이고, 외분비부까지도 분비기능이 조절된다. 부교감신경인 미주신경에 의한 자극은 췌장섬 β세포의 인슐린 방출을 증가시킨다. 콜린작동성 및 아드레날린작동성 신경의 신경전달물질은 췌장의 인슐린분비에 직접적으로 영향을 미친다. 부교감신경인 콜린작동성신경의 신경전달물질인 아세틸콜린은 β세포의 인슐린 방출을 직접적으로 자극하며, 따라서 항콜린작동성약제인 아트로핀(atrophine)을 투여하면, 인슐린의 방출이 차단된다. 한편, 아드레날린작동성신경과 부신수질에서 유래되는 카테콜라민은 췌장 내분비세포의 분비기능을 조절하는데 있어서 매우 중요한 역할을 수행한다. 즉, 췌장섬에서 글루카곤을 분비하는 α세포와 인슐린을 분비하는 β세포에는 세포의 cAMP 수준에 대하여 반대의 효과를 창출하는 서로 다른 아드레날린작동성수용체를 가지고 있다. 이에 의하여 생리적 및 병리적 상태에 따라 일어나는 글루카곤과 인슐린의 분비율이 분리되어 조절된다. 부신수질에서 분비되는 에피에프린은 스트레스와 같은 생리상태하에서 인슐린의 분비를 억제한다. 이 효과는 β세포의 원형질막에 위치하는 α-아드레날린작동성수용체의 매개하에 발현된다. 스트레스를 받는 상태하에서는 인슐린의 분비감소로 인하여 글루코오스의 농도가 글리코겐이나 지방으로 전환되는 양보다 높기 때문에 간장 · 근육 · 뇌 등과 같은 조직에서 곧바로 이용할 수 있는 글루코오스의 농도가 높게 유지되며, 따라서 이들 조직은 스트레스조건하에서 특수하게 활성화된다.

아르기닌(arginine)이나 류신(leucine)과 같은 아미노산은 아세토아세트산 (aceto-acetic  acid)과 같은 케토산(keto acid)과 마찬가지로 인슐린의 분비를 자극한다. 인슐린은 이들 대사산물이 각각 단백질과 지방으로 합성될 때 중요한 역할을 수행한다. 또한, 소마토스타틴(SST)은 β세포에 직접 작용하여 인슐린의 방출을 억제하는데 (Guilleman & Gerich, 1976), 이 SST가 췌장섬의 δ세포에서 분비되는 점으로 볼 때, 인슐린의 분비에 대한 SST 의 조절은 인접분비기전에 의하여 영위되는 것으로 보인다.



인슐린의 작용기전과 생리작용
인슐린은 독특한 구조를 가진 원형질막수용체를 통하여 생리적인 기능을 발현한다. 인슐린은 혈당의 수준을 직접적으로 저하시키는 기능을 가진 유일한 호르몬으로서, 간세포 · 근육세포 · 지방세포 등에 작용하여 글루코오스의 섭취를 자극하며, 간장에서 글루코오스가 글리코겐으로 합성되는 과정을 촉진하고, 글리코겐의 분해를 억제한다.

 인슐린의 작용기전
인슐린은 다른 성장인자의 작용기전과 유사하게 그 기능을 독특한 구조를 가진 원형질막수용체를 통하여 발현한다 (Holman & Kasuga, 1997; Romer & Larner, 1993). 이 수용체는 키나제(kinase)의 활성을 가지고 있지만, 표적세포의 반응을 유도하는 상세한 기전은 아직까지 명확히 밝혀지지 않앗다. 표적세포의 원형질막에 위치하는 인슐린수용체의 기본단위는 인슐린결합영역(insulin-binding domain)을 가지는 α-아단위와 티로신키나제영역(tyrosine kinase domain)을 포함하고 있는 β-아단위가 하나의 이황화결합으로 연결되어 있다. 그러나, 생리작용을 발현하는 인슐린수용체는 2개의 기본단위가 공유결합을 하여 구성되는데, 결합형식은 두 기본단위의 α-아단위 사이에 하나의 이황화결합을 형성한다. 각 기본단위의 α- 및 β-아단위는 모두 동일한 폴리펩티드 전구체로부터 유래되며, 글리코실화되어 당쇄가 부착되어 있다. α-아단위는 전체가 원형질막의 밖에 위치하며, 인슐린의 결합부위를 가지고 있다. 그러나, β-아단위는 원형질막의 밖과 세포질의 시토솔(cytosol) 모두에 구상(球狀)영역(globular domain)을 가지고 있으면서 원형질막을 관통하는 단백질이다. 수용체의 α-아단위에 결합된 인슐린은 β-아단위의 자가인산화를 활성화시키는 수용체복합체의 입체배위를 변화시킨다. β-아단위가 인산화되면, 티로신키나제가 활성화되고, 이에 따라 인슐린-수용체기질(insulin-receptor substrate [IRS])-1과 같은 다양한 세포질내 단백질이 인산화된다. IRS-1의 인산화는 막내외(transmembrane) 글루코오스 수용을 위한 인슐린경로에 축합되어 생리작용을 발현하는 제2차 신호를 발생시킨다. 또한 성장수용체결합단백질(growth receptor-binding protein )-2와 같은 신호전달분자는 IRS-1과 축합되어 글리코겐의 합성에 관여한다(Dagogo-Jack & Santiago, 1997). 이와 같이, 인슐린수용체의 티로신키나제 활성은 많은 생리적반응의 개시에 관여한다. 인슐린이 원형질막수용체와 결합하여 형성된 호르몬-수용체복합체는 세포질내로 내면화(내면화, internalization)된다. 따라서, 인슐린의 자극에 의하여 발현되는 모든 생리작용은 표적세포의 세포질내에서 티로신키나제의 지배하에 일어나는 일련의 반응과정에 의하여 지배된다.

 인슐린의 생리작용
글루코오스의 혈액내 수준이 상승되는 것에 반응하여 췌장섬의 β세포에서 인슐린이 방출된다. 방출된 인슐린은 간세포 ? 근육세포 ? 지방세포의 글루코오스 섭취를 증강시키고, 섭취된 글루코오스는 세포내에서 대사되거나, 글리코겐으로 전환되어 저장될 뿐만 아니라, 지방이나 단백질의 합성과정에서 에너지의 기질로 사용된다.

간장에서 인슐린은 글리코겐합성효소(glycogen synthetase)를 활성화시키어 글루코오스로부터 글리코겐이 합성되는 과정을 지배한다. 그러나, 글리코겐합성효소는 인산화된 상태에서는 활성을 잃지만, 탈인산화된 상태에서는 활성을 되찾는다. 반면에, 글리코겐분해를 촉진하는 효소인 포스포릴라제(phosphorylase)는 cAMP-의존단백질키나제A의 작용으로 인산화되어야만 활성을 나타낸다. 따라서, 인슐린은 글리코겐합성효소와 포스포릴라제 모두의 인산화를 억제함으로서 글리코겐합성을 촉진하고, 글리코겐분해를 억제한다. 또한, 인슐린은 글리코겐합성효소를 탈인산화시키어 생리적활성을 얻게하는 효소인 포스파카제(phosphata-se)를 활성화시키는 기전을 통하여 글리코겐합성을 자극한다(Cohen, 1993; Goldstein, 1993). 더욱이, 인슐린은 글루코키나제(glucokinase)의 활성을 증강시키는데, 이 효소는 글루코오스를 글루코오스-6-인산(glucose-6-phosph0ate)으로 전환시키며, 글루코오스-6-인산은 글리코겐합성의 중간물질인 글루코오스-1-인산으로 전환되거나 글루코오스의 대사과정으로 들어가는 유리딘디포스포글루코오스(uridine diphosphoglucose)로 전환된다. 세포질내에서 글루코오스의 글루코오스-6-인산으로의 전환은 간세포로부터 글루코오스가 방출되는 것을 억제한다.

지방세포에서 인슐린의 자극으로 증가된 글루코오스의 섭취는 당을 글리세롤로 전환시키는 이화작용의 증강을 유발한다(Cryer, 1993). 또한, 인슐린은 모세혈관 내피세포의 지단백질리파제(lipoprotein lipase[LPI])를 활성화시키는데, LPL의 전사과정과 번역과정을 모두 자극하며, 더 나아가 글리코실 포스파티딜이노시톨분자(glucosyl -
phosphatydylinositol molecule)를 가수분해시키는 포스포리파제를 활성화시키는 수단을 통하여 LPL의 신속한 방출을 유도한다. LPL은 조직의 실질세포에서 합성된 다음, 모세혈관의 내피세포로 운반되고, 그곳에서 순환하는 유미미립(유미미립, chylomicron)과 저밀도지단백질(VLDL)의 트리글리세라이드(tri-glyceride)를 가수분해하여 유리지방산을 방출시킨다. 인슐린의 작용으로 활성화된 LPL의 작용으로 유리된 지방산은 지방세포로 운반되어 글리세롤과 결합함으로서 트리글리세라이드를 합성하고, 더 나아가 지질적을 형성한다. 또한, 인슐린은 citrate lipase · acetyl-CoA carboxylase · fatty acid synthetase · glycerol-3-phosphate dehydrogenase 등과 같은 효소를 활성화시킴으로서 지질합성을 자극한다. 인슐린은 글루코오스와 아미노산이 근육세포로 능동수송되는 것을 자극한다. 근육세포로 수송된 아미노산은 단백질로 합성되고, 글루코오스는 해당과정과 산화적 인산화과정을 통하여 단백질합성과정에 필요한 에너지를 공급한다. 글루코오스의 운반은 글루코오스 운반체(glucose transporter)라고 불리우는 원형질막단백질에 의하여 이루어진다. 또한, 인슐린은 세포의 칼륨(K+)섭취를 자극하는 수단을 통하여 칼륨 항상성의 유지에도 중요한 역할을 수행한다. 따라서 인슐린의 농도가 지나치게 높으면, 세포내로 다량의 칼륨이 유입되기 때문에 세포외액은 저칼륨혈증(hypokalemia) 상태가 된다. 저수준의 인슐린은 세포의 칼륨 섭취에 대하여 허용효과(permissive effect)를 나타낸다. 사람에서 소마토스타틴의 주입은 인슐린 수준을 감소시키고, 이에 따라 혈청 칼륨의 농도가 증가된다.

 

C. 글루카곤
글루카곤은 인슐린과 함께 글루코오스의 항상성을 조절하는 중요한 췌장호르몬이다. 당뇨병을 가진 동물에 대하여 췌장추출물을 투여하면, 혈당이 감소되기 전에 일과성으로 고혈당증이 유발되는 점으로 볼 때, 췌장추출물에는 혈당을 감소시키는 작용을 가진 인슐린 외에 고혈당증을 유발하는 인자가 함유되어 있을 것으로 추정하고, 이 인자를 글루카곤이라고 명명하였다(Colins & Murlin, 1929).

글루카곤의 합성과정과 분비의 조절
글루카곤은 췌장의 A(α)세포에서 합성되며, 29개의 아미노산 잔기로 구성된 직쇄상의 단일폴리펩티드쇄이다. 글루카곤은 인슐린과 반대의 분비양상을 나타내면서 혈당의 항상성을 유지시키는 호르몬이다. 따라서, 인슐린의 분비를 억제하는 인자들은 글루카곤의 분비를 자극한다.

 글루카곤의 합성과 대사
글루카곤(glucagon)은 췌장섬의 A세포에서 합성되는 호르몬으로서, 다른 단백질계 호르몬들과 같이 전전구호르몬(preprohormone)의 형태로 합성된다. 글루카곤의 전전구호르몬은 분자량이 크고, 이것이 절단 · 가공되어 글루카곤으로 전환된다. 포유동물의 췌장 글루카곤은 29개의 아미노산 잔기가 직쇄상으로 연결된 단일폴리펩티드쇄로서, 분자량은 3,485이며, 기본구조는 세크레틴 · 위억제펩티드(GIP) ? 혈관작동성장펩티드(VIP) 등과 같은 위장관(胃腸管) 호르몬과 유사하다. 글루카곤의 아미노산 배열순서는 사람을 비롯한 여러 종의 포유동물(소 · 면양 · 토끼 · 래트 등)에서 밝혀지었는데, 모두 완전히 같다. 닭과 칠면조의 글루카곤은 포유동물 글루카곤의 28번 아미노산인 아스파라긴(asparagine)이 세린(serine)으로 대체되었을 뿐 나머지는 모두 같으며, 오리의 글루카곤은 28번 아미노산 외에 16번 아미노산인 세린이 트레오닌(threonine)으로 한곳 더 치환되어 있다. 이와 같이, 다양한 동물종에서 글루카곤의 분자구조가 매우 높은 정도로 유사성이 보존되고 있다는 사실은 글루카곤이 생리작용을 발현하기 위하여는 완전한 상태의 글루카곤분자가 필요하다는 것을 시사한다.

글루카곤은 간장을 통과시키거나 간장 · 신장 · 근육 등의 추출물과 함께 배양하면, 생리적 활성이 소실될 뿐만 아니라, 혈액과 함께 배양하여도 역시 불활성화된다. 이러한 사실은 글루카곤도 인슐린을 파괴시키는 기관에서 동일한 효소의 작용으로 대사된다는 것을 의미한다. 글루카곤의 분해산물은 혈당을 높이는 생리작용을 전혀 발휘할 수 없는데, 이 사실도 글루카곤의 생리작용 발현에는 완전한 분자가 필수적이라는 것을 증명한다.

한편, 소장의 십이지장 부위에 췌장의 α세포와 염색특성이 매우 유사할 뿐만 아니라, 미세구조도 같은 세포가 존재하는데, 이 세포에서 췌장 글루카곤과 면역학적으로 매우 유사한 반응을 하지만, 분자량(6,000~10,000)이 큰 폴리펩티드가 생산된다. 섭식후에는 이 엔테로글루카곤(enteroglucagon)의 혈액내 농도가 증가되며, 때에 따라서는 췌장 글루카곤 보다 높은 수준을 나타낼 경우도 있다. 소화관내의 칼슘이온은 엔테로글루카곤의 방출을 촉진하고, 이것이 갑상선의 방소포세포를 자극하여 칼시토닌의 방출을 유기하는 것으로 알려져 있지만(Foa, 1973), 탕수화물이나 지방의 대사에 대한 영향은 알려지지 않았다. 또한, 사람을 비롯하여 래트 · 마우스 · 토끼 등의 악하선(타액선) 추출물에도 글루카곤과 유사한 혈당증가인자가 함유되어 있는데(Lawrence, 1977), 이 타액글루카곤의 방출은 췌장글루카곤과 같은 양식을 통하여 이루어진다. 그러나, 이들 췌장 외에서 분비되는 글루카곤의 생리적 의미는 아직까지 명확하지 않다.

 글루카곤 분비의 조절
췌장섬의 α 세포에서 분비되는 글루카곤은 β 세포에서 분비되는 인슐린과 상호간에 반대의 분비양상을 나타내면서 혈당의 항상성을 유지시킨다. 즉, 동물체에 당을 투여하여 인위적으로 일시적 고혈당증을 유발시키면, 이에 반응하여 인슐린의 분비는 자극되지만, 글루카곤의 분비는 억제되어 혈당의 수준을 낮추어 준다. 그러나, 저혈당증이 되면, 글루카곤의 분비가 증가되고, 이에 따라 혈당의 수준이 높아진다.

췌장에 분포된 교감신경의 신경전달물질인 카테콜라민은 췌장 α 세포의 cAMP수준을 증가시키어 글루카곤의 합성 ? 방출을 자극한다. 그러나 부교감신경인 미주신경의 신경전달물질인 아세틸콜린은 글루카곤의 분비를 억제한다. 또한, 부신수질에서 분비되는 에피네프린과 노르에피네프린은 췌장 α 세포의 β-수용체를 활성화시키어 글루카곤의 분비를 자극하는데, 이 반응은 간장에서 글루코오스의 생산과 방출을 활성화시키는 중요한 역할을 수행한다.

대부분의 아미노산은 인슐린뿐만 아니라 글루카곤의 분비도 촉진한다. 이때 인슐린은 아미노산이 단백질로 합성되는 것을 자극하며, 글루카곤은 간장에서 글루코오스의 방출을 자극함으로서 인슐린의 분비에 따라 일어날 수 있는 저혈당증을 억제한다. 그리고, 소마토스타틴(SST)은 글루카곤의 분비를 억제한다. 소마토스타틴의 이성체인 SST-14 (14개의 아미노산으로 구성된 SST)와 SST-28은 모두 α 세포의 cAMP 생산을 억제하는 수단으로 통하여 글루카곤의 합성 · 방출을 억제하는데, α 세포의 분비활성은 SST의 농도에 의존적으로 감소되는 cAMP의 감소폭에 비례한다.

한편, 인슐린은 글루카곤(α세포)의 분비를 감소시키고, 반대로 글루카곤은 인슐린(β세포)의 분비를 자극하는데, 이 사실은 췌장섬내에서 인슐린과 글루카곤이 정(+) 또는 부(-)의 피드백기전으로 서로의 분비기능을 조저하고 있다는 것을 의미한다. 해부학적으로 췌장섬내에서 α세포와 β세포는 매우 인접되어 위치하기 때문에 한세포의 분비물이 다른 세포로 용이하게 확산되어 갈 수 있고, 더욱이 α세포와 β세포의 경계부위에 이들 두 세포의 분비기능을 억제하는 작용을 가진 SST를 분비하는 δ세포가 끼워지어 있기 때문에 췌장섬의 α세포 · β세포 · δ세포가 하나의 단위를 형성하여 인접분비기전을 영위함으로서 각 세포의 분비기능이 상호간의 영향으로 조절되고, 이에 따라 대사의 항상성이 유지된다. 도한, 췌장섬내에서 혈액의 미세순환은 β세포 · α세포 · δ세포의 엄격한 순서로 혈액이 흐른다. 이와 같은 엄격한 혈액순환의 순서는 인슐린이나 글루카곤의 분비시기와 농도를 엄격하게 조절함으로서 대사의 항상성을 그 동물체의 상태에 따라 적합하도록 유지시킨다(Unger 등, 1977).


글루카곤의 작용기전과 생리작용
글루카곤의 주된 표적기관은 간장과 지방조직이며, 표적기관의 원형질막에 위치하는 수용체와 결합하여 아데닐레이트 사이클라제-cAMP계를 활성화시키는 수단을 통하여 생리작용을 발현한다. 글루카곤은 간세포를 자극하여 글리코겐의 분해를 촉진할 뿐만 아니라, 아미노산이 글루코오스로 전환되는 것도 자극함으로서 순환 글루코오스의 수준을 상승시킨다.

 글루카곤의 작용기전
글루카곤의 주 표적기관은 간장과 지방조직, 그리고 특수한 조건하의 심장근이다. 글루카곤의 작용은 표적기관의 원형질막에 위치하는 수용체와 결합하여 아데닐레이트 사이클라제를 활성화시키고, 이에 의하여 cAMP가 생산됨으로서 개시된다. 생산된 cAMP는 단백질키나제A를 활성화시키고, 활성화된 단백질키나제A는 다단계반응(cascade -
reaction)으로 불활성인 탈인산화포르포릴라제 (dephosphorylase)를 인산화시킴으로서 활성형의 포스포릴라제로 전환시킨다. 간장에서 활성형의 포스포릴라제는 글리코겐 분자로부터 개개의 글루코오스-1-인산(glucose-1-phosphate)분자를 방출시키고, 이것이 글루코오스 분자로 전환되어 gufdodr으로 방출된다. 이와 같은 작용은 부신수질에서 분비되는 에피네프린에 의하여도 영위되는데, 다만 에피네프린과 글루카곤은 각각 자기의 수용체와 결합하여 생리작용을 발현한다.

글루카곤은 글루코오스의 신합성(gluconeogenesis)도 자극하는데, 이 작용도 역시 세포내 자극전달체로 작동하는 cAMP를 통하여 매개된다. 환상뉴클레오티드(cyclicnucleotide)는 글루코오스-6-인산(glucose-6-phosphate)이 피루빈산염(pyruvate)으로 대사되는 흐름을 차단하는데, 특히 피루빈산염과 포스포에놀피루빈산염(phosphoenolpyruvate)사이, 그리고 프럭토오스-6-인산(fructose-6-phosphate)과 프럭토오스-1,6-이인산(fructose-1,6-diphosphate)사이에서 일어나는 반응을 촉매하는 효소의 활성을 억제한다. 한편, 글루코오스의 신합성은 시토솔 (cytosol)에 함유된 PEPCK (phosphoenolpyruvate carboxykinase)에 의하여 조절되는데, PEPCK의 활성은 PEPCK유전자의 전사율에 따라 조절된다. 글루카곤은 cAMP의 매개하에 PEPCK유전자의 전사를 활성화시키어 글루코오스의 신합성을 촉진하는 반면에, 인슐린은 이 유전자의 전사를 억제한다. 또한, 간세포내에서 글루카곤은 지방산이 케톤페로 전환되는 것을 억제한다. 간장에서의 케톤체 합성은 카르티닌 지방산전이효소(carni-
tine fatty acid transferase)의 수준에 따라 조절된다. 이 효소는 지방산이 산화되기 위하여 미토콘드리아로 전이되는데 필요한 과정인 카르티닌에 장쇄(long chain) 지방산을 가역적으로 축합시키는 작용을 촉진한다.

글루카곤은 유력한 지방분해 호르몬이지만, 호르몬에 대한 지방조직의 감도는 동물의 종에 따라 변이의 폭이 매우 큰데, 이는 간세포에서처럼 cAMP의 합성이 글루카곤에 반응하여 증가되기 때문이다. 글루카곤의 자극을 받은 지방세포에서는 하나 또는 그 이상의 호르몬-감수성 리파제(hormone-sensitive lipase)가 활성화되어 지방으로부터 지방산과 글리세롤이 방출된다. 이 지방분해작용의 대사산물들은 간장을 순환하면서 글루코오스 신합성과정의 기질로 이용된다. 


 글루카곤의 생리작용
글루카곤은 인슐린과 함께 생체 내 글루코오스의 항상성을 유지시키는 호르몬으로서(Foa 등, 1957; Foa, 1973), 발현하는 생리작용은 인슐린의 그것과 기본적으로 반대이다. 글루카곤은 일차적 표적세포인 간세포를 자극하여 글리코겐분해를 촉진함으로서 순환 글루코오스의 수준을 상승시키는데, 이 작용은 간세포의 원형질막에 위치하는 아데닐레이트 사이클라제를 활성화시키어 세포질내의 cAMP 생산을 자극하는 수단을 통하여 발현된다. 간세포에서 증가된 글리코겐분해는 글루코오스의 세포내산화의 감소를 동반하고, 글루코오스를 혈액내로 이송시킨다. 이러한 글리코겐 분해작용은 섭식이 충분하여 간장에 곧바로 이용할 수 있는 글리코겐이 저장되어 있는 동물에서 혈액 글루코오스 농도의 단기간수준(short-term level)을 유지시키는데 중요하게 작동한다. 한편, 글루카곤은 글루코오스의 신합성과정을 촉진하여 혈액 글루코오스의 농도를 증가시키는 작용도 가지는데, 이 작용은 장시간의 절식 · 운동 · 신생아기(期) 등의 상태에서 나타나는 저혈당증에 대응하여 글루코오스의 항상성을 유지시킨다.

생리적 수준의 글루카곤은 간장에서 아미노산이 글루코오스로 전환되는 것을 자극한다. 또한, 글루카곤은 간장에서 글루코오스의 신합성경로와 해당작용의 경로에 관여하는 효소에 영향을 미치는 수단으로 글리세롤과 아미노산이 글루코오스로 전환되는 것을 촉진한다. 지방조직에서 글루카곤은 지방분해 작용을 가지고 있어서 지방세포로부터 지방산과 글리세롤을 방출시키는데, 방출된 이것들은 간세포에서 일어나는 글루코오스 신합성의 부수적 원료로도 이용된다. 지방세포에서 일어나는 지방분해는 인슐린에 의하여 억제되며, 따라서 글루카곤의 지방분해작용은 인슐린의 농도가 낮을 때에 명확하게 나타난다.



D. 췌장의 기타 펩티드호르몬
췌장섬의 주 내분비세포는 글루카곤을 분비하는 α세포와 인슐린을 분비하는 β세포이다. 그러나, 면역세포화학적기법을 이용한 연구에서 췌장섬내에는 이들 두종류의 세포 외에 펩티드를 함유한 두종류의 세포가 더 발견되었다. 이 두종류의 세포에서 분비되는 펩티드호르몬은 소마토스타틴(somatostatin[SST])과 췌장폴리펩티드(pancreatic polypeptide[PP])로서, 이것들은 췌장의 글루카곤과 인슐린의 분비에 영향을 키친다.

소마토스타틴
면역형광법을 이용한 실험에서 췌장섬에는 소마토스타틴(SST)을 함유한 세포가 α세포와 β세포 집단의 사이에 개개의 세포로 분산되어 위치하는데, 이를 δ세포라고 한다(그림 4-1). δ세포가 α세포와 β세포에 연접되어 위치하는 점으로 볼 때, δ세포는 국소적 또는 인접분비적 기전으로 α세포와 β세포의 분비기능에 영향을 미치는 것으로 보인다. δ세포에서 분비된 SST는 시상하부에서 분비되는 SST와 화학적 구조가 동일하다. SST는 14개의 아미노산 잔기로 구성된 테트라데카펩티드(tetradecapeptide)로서, 3번과 14번 아미노산(cysteine)이 이황화결합을 하여 고리모양의 구조를 가지고 있다(제3장 제2절 5.소마토스타틴 참조). 췌장에서 SST도 인슐린이나 글루카곤처럼 전전구호르몬(preprohormone)의 형태로 합성되고, 이것이 절단 · 가공되어 SST가 된다.

SST는 인슐린 · 글루카곤 · 췌장폴리펩티드(PP)의 방출을 조절한다(Floyd 등, 1977; Guilleman & Gerich, 1976 ). 한편, 개에서 단백질사료를 먹였을 경우에 동맥혈의 혈장에서 SST의 면역반응성이 상승되는 점을 볼 때, SST는 위장관(胃腸管) 기능의 조절에 대한 체액신호전달물질로서의 기능을 수행하는 것으로 보인다. 또한, 식후에 증가되는 내인성 혈장SST의 활성과 가까운 비율로 SST를 관류시키면, 식후 트리글리세라이드 수준이 현저하게 감소되고, 더욱이 항체를 이용하여 SST를 중화시키면, 혈장 트리글리세라이드 수준이 높아진다.

이러한 사실들을 종합하여 볼 때, SST는 소화관으로부터 신체의 내부환경으로 영양소가 이동되는 것을 조절하는 내장체액호르몬(splanchnic humoral hormone)으로도 작용하는 것으로 보인다.

췌장폴리펩티드
췌장의 추출물에서 분리 · 정제된 췌장폴리펩티드(PP)는 아미노산배열이 인슐린 · 글루카곤 · C-펩티드 등과 다른 점을 볼 때, 이것들과는 별도의 펩티등이다. PP는 사람을 비롯하여 소 · 돼지 · 면양 · 닭 등의 췌장에서 분리된 직쇄상의 폴리펩티드로서 (Hazelwood, 1990; 1993), 36개의 아미노산으로 구성되어 있고, C-말단의 아미노산의 티로신(tyrosine)이 아미드화되어 있으며, 분자량은 4.200이다. 소와 조류의 PP는 총 36개의 아미노산 가운데 16개의 아미노산만이 같은 뿐이지만, 포유동물의 PP 상호간에는 2~3개의 아미노산만이 다를 뿐이다. 그러나, 래트의 PP는 사람의 PP에 비교하여 8개의 아미노산이 치환되어 있다. PP는 췌장섬의 F세포에서 합성 · 방출된다.

PP의 생리적 기능은 명확히 밝혀지지는 않았지만, 조류에서는 약간의 호르몬작용이 증명되었다(Hazelwood, 1993). 즉, 닭에서 PP는 간장의 지방합성작용을 자극함으로서 간장 글리코겐을 명확하게 감소시키며, 지방세포의 cAMP 수준을 감소시키는 수단으로 지방조직의 지방분해를 억제하여 혈장 지방산과 글리세롤의 수준을 감소시킨다. 사람에서 PP는 소화관과 췌장의 소마토스타틴(SST) 분비를 억제한다. 그리고, 사람에서 식후에는 혈장 PP의 수준이 증가되는데, 이 상태에서 SST를 관류시키면, 혈장 PP수준의 증가가 억제되며, 더욱이 개에서 SST의 항혈청을 투여하면, 혈장 PP의 수준이 증가된다. 이 사실은 생리조건하에서 PP의 분비는 SST에 의하여 억제적으로 조절된다는 것을 의미한다. 따라서, 췌장섬내에서 SST를 분비하는 δ세포와 PP를 분비하는 F세포는 상호간에 인접분비기전을 영위하여 서로의 분비활성을 조절하는 것으로 보인다.

한편, 사람에서 단백질 식이를 섭취하면 PP의 혈장수준은 급속하게 증가되며, 아미노산을 정맥내로 주사하면 PP의 수준이 서서히 상승하는데, 이 사실은 소화관내에서 일어나는 단백질의 소화가 췌장섬에서의 PP분비를 가장 잘 자극한다는 사실을 증명한다. 급성저혈당증은 PP의 분비를 자극하는 반면에, 고혈당증은 PP의 분비를 감소시킨다. 췌장에 분포된 콜린작동성 미주신경은 PP의 분비를 조절하는데 중요하게 작동한다. 그 예로서 인슐린의 투여로 유발된 저혈당증에 반응하여 일어나는 PP의 분비는 아트로핀(atropine)을 투여하여 콜린작동성신경을 차단하면 억제될 뿐만 아니라, 돼지에서 미주신경에 전기자극을 가하면 PP의 분비가 증가된다. 사람에서 단백질이 풍부한 식이의 섭취는 PP의 분비를 상승시키는 작용을 가진 콜레시스토키닌(cholecystokinin)과 같은 인자의 방출을 촉진하고, 췌장 F세포의 미주신경을 자극하여 PP의 분비를 증가시킨다. 이와 같이, 식이의 섭취에 따라 PP의 순환수준이 극적으로 변화된다는 사실이 밝혀지었음에도 불구하고, PP의 생리적 역할은 아직까지도 명확하게 밝혀지지 않았다. 다만, 사람에서 밝혀진 PP의 남용은 담낭의 수축과 췌장의 소화효소 분비를 억제한다는 사실이다.