19歳の男性が衰弱と錯乱のため救急部に運ばれてきた。 家族の報告によると、この2週間、多尿、多飲、食欲亢進がみられた。 病歴は、12歳のときに盲腸を摘出したことのみである。 患者はタバコ、アルコール、違法薬物は使用していない。 家族歴は、兄に甲状腺機能低下症がある。 体温は36.7℃（98F）、血圧は90/60mmHg、脈拍は97/分、呼吸数は22/分である。 身体診察では、患者は無気力だが、簡単な命令には従う。 呼気には果実臭がある。 この患者は、通常次のどの作用を行うホルモンが欠乏している可能性が高いか？
A.
ホルモン感受性リパーゼの活性化
(10%)
B.
グルカゴン分泌を減少させる
(74%)
C.
筋グリコーゲン合成の減少
(3%)
D.
肝グルコース産生を増加させる
(8%)
E.
腎グルコース再吸収の増加
(3%)
正解
B
この患者は未診断の1型糖尿病であり、現在糖尿病性ケトアシドーシス（多尿、多飲、精神状態の変化、フルーティーな呼気［呼気ケトン］）を呈している。 糖尿病性ケトアシドーシスは、インスリンの欠乏と調節ホルモン（すなわち、グルカゴン、エピネフリン）の過剰から生じる。
血糖値は通常、インスリン（β細胞から分泌）とグルカゴン（α細胞から分泌）の相反する作用によって狭い範囲に維持されている。 空腹状態では、低血糖がグルカゴンの分泌を刺激し、肝臓でのグリコーゲン分解と糖新生をアップレギュレートすることで血糖値を上昇させる。 一方、インスリンは高グルコースレベルに応答して分泌され、肝グルコース産生を減少させ（選択肢D）、インスリン応答性組織によるグルコース取り込みを増加させるように機能する。 また、インスリンはα細胞に直接作用してグルカゴンを抑制し、インスリンの代謝作用を増強する。
1型糖尿病では、インスリン欠乏によるグルカゴン分泌の抑制不全が血糖値過多の一因となっている。
(選択肢A）脂肪組織では、ホルモン感受性リパーゼが細胞内のトリグリセリドを加水分解して遊離脂肪酸を放出する。 ホルモン感受性リパーゼは、空腹時にはACTHやエピネフリンによって活性化され、摂食状態ではインスリンによって発現が低下する。 未治療の1型糖尿病では、インスリンの欠乏により異化状態が誘導され、脂肪分解が亢進する；患者は通常、食欲が正常か亢進しているにもかかわらず体重が減少する。
(選択肢C）骨格筋では、インスリンはグルコースの取り込みとグリコーゲンの合成を増加させ、運動中のエネルギー産生に利用できるようにする。 インスリンはまた、筋肉組織におけるアミノ酸の輸送とリボソームの翻訳効率を増加させ、全体的なタンパク質合成の増加につながる。 1型糖尿病におけるインスリン欠乏は、筋グリコーゲン合成の低下と筋の消耗につながる。
(選択肢E）腎尿細管では、グルコースはナトリウム-グルコース共輸送体2（SGLT2）によって尿細管内腔から積極的に取り込まれ、その後基底側膜を通過する。 これはインスリン濃度とは無関係に起こり、濾過されたグルコースのほぼ完全な再吸収につながる（重度の高血糖が再吸収能力を上回り、浸透圧利尿と多尿を引き起こさない限り）。
教育目的
正常な血糖値は、インスリンとグルカゴンの相反する作用によって維持される。 グルカゴンは肝グリコーゲン分解と糖新生を刺激するが、インスリンは末梢のグルコース取り込みを増加させ、脂肪分解とケト酸形成を抑制する。 また、インスリンはグルカゴンの放出を抑制する。