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문제 정의
- 우리나라의 영양문제는 과잉섭취와 영양 결핍이 공존하는 양상을 보이며, 대상자에 따라, 혹은 지역별로 영양섭취량에 큰 차이를 나타내고 있 다(Ministry of Health and Welfare 2002). 따라서 본 연구는 영양섭취량이 대한민국 평균보다 낮으며, 특히 매우 저조한 칼슘 섭취량을 보이는 폐경 이후 농촌 여성을 대상으로 VDR 유전 형질에 따른 골밀도와 영양상태와의 상호관계를 규명하고자 실시되었다.
- 칼슘 섭취량에 따라 골밀도가 영향을 받으며 (Ferrari 등 1998), VDR유전형질이 칼슘 흡수에 영향을 미친다는 사실 (Dawson-Hughes 등 1995)을 고려할 때, 선행연구들에 서의 상반된 결과는 칼슘 섭취량에 대한 적절한 보정이 되지 않았을 가능성 때문으로 추정할 수 있을 듯하다. 따라서 본 연구에서는 칼슘 섭취량에 따른 유전 형질과의 상호작용을 통제하기 위하여 대상자들을 칼슘 섭취량에 따라 나누어 증화분석 (stratification analysis) 을 실시하였다. 칼슘 섭취량이 본 연구 대상자들 섭취량의 중간값(412.
- 본 연구는 아산시에 거주하는 65세 이상 여성 335명을 대상으로 대상자들의 식사 중 칼슘 섭취량과 또한 골밀도와 연관이 있는 유전자로 알려진 비타민 D 수용체(VDR) 유전자 의 다형성을 분석하였고, 정량적 초음파 측정기를 이용하여 대상자의 우측 종골에서 골밀도를 측정하였다. 이를 통하여 폐경 후 여성들의 적절한 영양섭취의 중요성을 제시하여 골다공증의 예방과 치유적 차원에서의 활용에 도움이 되고자 하였다.
제안 방법
- 골밀도의 측정은 정량적 초음파 측정 (Quantitative ultrasound, QUS) 을 통하여 골량(bone mass) 과 골의 질 (bone quality) 에 의해 초음파의 주파수에 따른 감쇠를 표시하는 BUA (broadband ultrasound attenuation) 를 측정하여 골밀도와 골의 미세 구조의 질을 나타내는 방법을 사용하였다. QUS를 이용한 골밀도의 측정은 골절의 예측에 민감하며, 경제성이 뛰어나고 간편한 공간이동성과 사용방법, 방사선의 위험성이 없다는 장점을 가지고 있어 현재 여러 기종이 이용되고 있다(Oh 등 1999).
- , USA)를 이용하여 대상자의 우측 종골에서 BUA를 측정하였다. 대상자는 편히 의자에 앉은 자세에서 무릎을 직각으로 하고, acoustic contact을 통한 초음파의 전달을 위해 종골 부분의 피부에 젤을 바른 후 측정하였다. QUS-2로 측정한 BUA값은 dB/MHz로 표시하였다.
- 대상자들의 신장, 체중은 신장/체중계를 이용하여 측정하였으며, 이들 측정치로부터 체적지표 BMI (body mass in- dex) 를 산출하였다. 체지방량은 BIA법 (Bioelectrical impedance 측정법, GIF-891DXH, GILWOO Trading Co.
- 대상자들의 영양소 섭취량은 식품 섭취량을 2일간 24시간 회상법으로 조사하였으며, 식품 섭취량의 정확한 측정을 위해서 Food Model과 사진으로 보는 음식의 눈대 중량을 사용하였다. 식이 섭취 조사는 훈련받은 조사원들과의 면접을 통하여 이루어졌으며 영양평가용 프로그램 (CAN Pro: Computer Aided Nutritional analysis program for professionals) 을 이용하여 1일 영양소 섭취량을 분석하였다.
- QUS-2로 측정한 BUA값은 dB/MHz로 표시하였다. 또한 BUA값의 평균과 표준편차를 이용하여 산출된 t-score 값을 이용하여 WHO criteria에 의해 대상자들의 골다공증 유병률을 조사 하였다.
- 골밀도와 각 변수들과의 상관성은 Pearson's correlation coefficient로 구하였다. 또한 VDR유전형질은 칼슘 흡수량에 영향을 미치므로(Ferrari 등 1998) 칼슘 섭취량에 의한 유전자와의 상호작용을 배제하기 위하여 칼슘 섭취량이 중간값(median = 412.9 mg) 이하의 대상자와 중간값 이상 섭취한 대상자를 분리하여 층화분석을 통한 subgroup analysis를 실시하였다. 모든 통계분석은 BB 형질을 나타낸 대상자들은 수가 적은 관계 (n = 3)로 Bb 및 BB 형질의 대상자를 한 그룹으로 묶어 실시하였다.
- 9 mg) 이하의 대상자와 중간값 이상 섭취한 대상자를 분리하여 층화분석을 통한 subgroup analysis를 실시하였다. 모든 통계분석은 BB 형질을 나타낸 대상자들은 수가 적은 관계 (n = 3)로 Bb 및 BB 형질의 대상자를 한 그룹으로 묶어 실시하였다.
- 본 연구는 아산시에 거주하는 65세 이상 여성 335명을 대상으로 대상자들의 식사 중 칼슘 섭취량과 또한 골밀도와 연관이 있는 유전자로 알려진 비타민 D 수용체(VDR) 유전자 의 다형성을 분석하였고, 정량적 초음파 측정기를 이용하여 대상자의 우측 종골에서 골밀도를 측정하였다. 이를 통하여 폐경 후 여성들의 적절한 영양섭취의 중요성을 제시하여 골다공증의 예방과 치유적 차원에서의 활용에 도움이 되고자 하였다.
- 1)이나 혹은 높은 섭취량(> 1500 mg/d, Dawson-Hughes 등 1995)에서는 threshold 범위를 넘어서는 범위로써 VDR과 골밀도의 상관관계가 잘 나타나지 않았을 수 있을 것으로 보여진다. 본 연구에서 사용한 영양^취 조사 방법은 24시간 회상법을 이용한 방법으로 본 연구에서는 2일간 회상을 통해 영양섭취량을 조사하였다. 특히 노인층에서 24시간 회상법에 의한 영양조사가 실제 섭취량보다 과소평가되고 있다는 점은 잘 알려진 사실이므로(Johansson 등 2000), 본 연구결과의 영양섭취량이 과소평가 되었을 가능성을 배제할 수는 없으나, 칼슘과 비타민A를 제외한 다른 영양소의 섭취 상태는 국민 영양조사 결과와 크게 다르지 않았다.
- 식이 섭취 조사는 훈련받은 조사원들과의 면접을 통하여 이루어졌으며 영양평가용 프로그램 (CAN Pro: Computer Aided Nutritional analysis program for professionals) 을 이용하여 1일 영양소 섭취량을 분석하였다. 분석된 1일 영양소 섭취량은 한국인의 영양권 장량 제7 차 개정 (Korean Nutrition Society 2000)에 의거한 1일 권장량(RDA: Recommended daily allowances) 과 비교하여 %RDA 값을 조 사하였다.
- 대상자들의 영양소 섭취량은 식품 섭취량을 2일간 24시간 회상법으로 조사하였으며, 식품 섭취량의 정확한 측정을 위해서 Food Model과 사진으로 보는 음식의 눈대 중량을 사용하였다. 식이 섭취 조사는 훈련받은 조사원들과의 면접을 통하여 이루어졌으며 영양평가용 프로그램 (CAN Pro: Computer Aided Nutritional analysis program for professionals) 을 이용하여 1일 영양소 섭취량을 분석하였다. 분석된 1일 영양소 섭취량은 한국인의 영양권 장량 제7 차 개정 (Korean Nutrition Society 2000)에 의거한 1일 권장량(RDA: Recommended daily allowances) 과 비교하여 %RDA 값을 조 사하였다.
- 대상자들은 연구일 당일 지역 노인 회관에 초청되어 참가자 전원이 본 연구에 자발적으로 참여한다는 동의서에 서명한 후 실시되었다. 조사 대상자의 일반사항은 설문을 통해 연령과 폐경 연령을 조사하였다.
- QUS를 이용한 골밀도의 측정은 골절의 예측에 민감하며, 경제성이 뛰어나고 간편한 공간이동성과 사용방법, 방사선의 위험성이 없다는 장점을 가지고 있어 현재 여러 기종이 이용되고 있다(Oh 등 1999).특히 본 연구의 대상자들은 대중교통이 불편한 농촌지역 거주자들로, 현장에서의 측정을 위해 이동성 이 용이한 QUS-2 (Metra Biosystems Inc., USA)를 이용하여 대상자의 우측 종골에서 BUA를 측정하였다. 대상자는 편히 의자에 앉은 자세에서 무릎을 직각으로 하고, acoustic contact을 통한 초음파의 전달을 위해 종골 부분의 피부에 젤을 바른 후 측정하였다.
- )으로 양손에 전극을 부착하여 상체에서 측정하였다. 혈압의 측정은 대상자들이 안정을 취한 후 수은 혈압계로 수축기 혈압과 이완기 혈압을 3번 측정하여 평균값을 산정하였다. 혈액은 총 335명의 대상자들로부터 12시간 이상 절식한 후 공복 상태에서 채취하였다.
대상 데이터
- 2003년 1월 6일부터 24일까지 아산시에 거주하는 65세 이상 여성에서 대상자들의 거주지역 관할 보건진료소장에 의해 선정된 400명 중 설문지 미기입자 및 혈액 미검자 65명을 제외한 335명을 대상으로 실시되었다.
- 채취한 정맥혈에서 DNA를 표준방법으로 추출한 훅 VDR 유전자를 중합 효 소 연쇄반응법 (Polymerase chain reaction, PCR) 을 사용하여 40주기 증폭하였다. RFLP분석을 위한 primer는 VDR- A: 5' -CAA CCA AGA CTA CAA GTA CCG CGT CAG TGA-3' 및 VDR-B: 5' -AAC CAG CGG GAA GAG GTC AAG GG-3, 를 사용하였으며 (Morrison 등 1994), Bsm I 제한효소로 소화시킨 다음 전기 영동 하였다. 염색한 DNA절편에서 대립 유전자의 제한 부위가 없을 때를 B, 있을 때를 b로 표기하였다(Nelson 등 2000).
- 혈압의 측정은 대상자들이 안정을 취한 후 수은 혈압계로 수축기 혈압과 이완기 혈압을 3번 측정하여 평균값을 산정하였다. 혈액은 총 335명의 대상자들로부터 12시간 이상 절식한 후 공복 상태에서 채취하였다. 채취된 정맥혈은 용혈작용이 일어나지 않도록 CBC bottle 에 담은 후 DNA 추출에 사용하였다.
데이터처리
- 개별연구 대상으로부터 얻은 설문지, 신체지수, 유전형질 결과 및 골밀도 검사에 대한 자료는 SPSS (version 11.0, Chicago, IL)를 이용하여 통계처리하였다. 측정치는 유전 형질에 따라 Student's t-test를 사용하여 (a = 0.
- 05) 유의성을 검증하였다. 골밀도와 각 변수들과의 상관성은 Pearson's correlation coefficient로 구하였다. 또한 VDR유전형질은 칼슘 흡수량에 영향을 미치므로(Ferrari 등 1998) 칼슘 섭취량에 의한 유전자와의 상호작용을 배제하기 위하여 칼슘 섭취량이 중간값(median = 412.
- 0, Chicago, IL)를 이용하여 통계처리하였다. 측정치는 유전 형질에 따라 Student's t-test를 사용하여 (a = 0.05) 유의성을 검증하였다. 골밀도와 각 변수들과의 상관성은 Pearson's correlation coefficient로 구하였다.
이론/모형
- 유전자 다 형성은 Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) 방법으로 분석하였다. 채취한 정맥혈에서 DNA를 표준방법으로 추출한 훅 VDR 유전자를 중합 효 소 연쇄반응법 (Polymerase chain reaction, PCR) 을 사용하여 40주기 증폭하였다.
- 유전자 다 형성은 Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) 방법으로 분석하였다. 채취한 정맥혈에서 DNA를 표준방법으로 추출한 훅 VDR 유전자를 중합 효 소 연쇄반응법 (Polymerase chain reaction, PCR) 을 사용하여 40주기 증폭하였다. RFLP분석을 위한 primer는 VDR- A: 5' -CAA CCA AGA CTA CAA GTA CCG CGT CAG TGA-3' 및 VDR-B: 5' -AAC CAG CGG GAA GAG GTC AAG GG-3, 를 사용하였으며 (Morrison 등 1994), Bsm I 제한효소로 소화시킨 다음 전기 영동 하였다.
- 대상자들의 신장, 체중은 신장/체중계를 이용하여 측정하였으며, 이들 측정치로부터 체적지표 BMI (body mass in- dex) 를 산출하였다. 체지방량은 BIA법 (Bioelectrical impedance 측정법, GIF-891DXH, GILWOO Trading Co.)으로 양손에 전극을 부착하여 상체에서 측정하였다. 혈압의 측정은 대상자들이 안정을 취한 후 수은 혈압계로 수축기 혈압과 이완기 혈압을 3번 측정하여 평균값을 산정하였다.
성능/효과
- 초음파의 주파수에 따른 감쇠를 표현하는 BUAt 이용하여 측정된 골밀도의 평균값은 Bb/BB 형질이 bb 형질에 비해 더 낮았다. BUA 값의 평균과 표준편차를 이용하여 산출된 t-score 값과 골다공증 유병률은 유전형질에 따른 차이를 보이지 않았다. 골밀도와 상관관계가 유의하게 나타난 변수로는 연령, BMI, 에너지 섭취량과 칼슘 섭취량 등이었는데 이중 연령은 골밀도와 음의 상관관계를 나타내었다.
- 6 dB/MHz로 bb 유전형질을 가진 대상자가 Bb or BB type의 유전 형질을 가진 대상자에 비해 높았다. 골다공증의 발병률은 bb type이 31%, Bb/BB type 이 35%이었으나, 통계적으로 유의적인 차이를 보이지는 않았다. 본 연구 대상자들의 영양섭취상태는 Table 2에 나타난 바와 같이 유전형질에 따른 차이를 나타내지는 않았다.
- BUA로 측정한 골밀도와 체격지수 및 영양소와의 상관관계는 Table 3과 같다. 골밀도는 연령과 강한 음의 상관관계를 나타냈으며, BMI와는 유의적인 양의 상관관계를 나타냈으나, 체지방량과는 상관관계를 보이지 않았다. 골밀도에 영향을 미치는 영양인자로 알려진 영양소 중에서 열량과 칼슘 섭취량은 유의적인 양의 상관관계를 나타냈으나 단백질은 상관관계를 보이지 않았다.
- BUA 값의 평균과 표준편차를 이용하여 산출된 t-score 값과 골다공증 유병률은 유전형질에 따른 차이를 보이지 않았다. 골밀도와 상관관계가 유의하게 나타난 변수로는 연령, BMI, 에너지 섭취량과 칼슘 섭취량 등이었는데 이중 연령은 골밀도와 음의 상관관계를 나타내었다. BUA 는 칼슘 섭취량이 중간값 이상인 대상자의 경우에서 VDR유 전 형질에 따라 유의적으로 다르게 나타나 칼슘 섭취량에 따라 유전형질이 골밀도에 미치는 영향이 다른 결과를 보였다.
- 본 연구 대상자들의 영양섭취상태는 Table 2에 나타난 바와 같이 유전형질에 따른 차이를 나타내지는 않았다. 그러나 조사 대상자들의 에너지 및 단백질의 섭취상태는 적절하였음에도 칼슘, 비타민A, E, 및 리보플라빈의 섭취 상태는 매우 저조하여 열량은 적절하게 섭취하나미량영양소의 섭취상태는 열악한 영양섭취 불균형을 나타내고 있었다.
- 본 연구 대상자의 연령 분포는 65세에서 94세까지였으며, Bsm I 에 의한 비타민 D 수용체(VDR) 유전자 빈도는 bb 형이 92.2%, Bb/BB 형이 7.8%로 나타났다. 연령, 폐경연령, BMI, 체지방량 및 혈압은 유전형질에 따라 차이가 없었다.
- 본 연구의 대상자들은 총 335명 중 92%인 309명이 bb type, 7%인 23명이 Bb type, 1%인 3명이 BB type의 유전형질을 나타냈다. 대상자들의 연령, 폐경 연령, BMI, 체지방량 및 혈압은 Table 1과 같이 유전형질에 따라 차이가 없었다.
- 연령, 폐경연령, BMI, 체지방량 및 혈압은 유전형질에 따라 차이가 없었다. 초음파의 주파수에 따른 감쇠를 표현하는 BUAt 이용하여 측정된 골밀도의 평균값은 Bb/BB 형질이 bb 형질에 비해 더 낮았다. BUA 값의 평균과 표준편차를 이용하여 산출된 t-score 값과 골다공증 유병률은 유전형질에 따른 차이를 보이지 않았다.
- 따라서 본 연구에서는 칼슘 섭취량에 따른 유전 형질과의 상호작용을 통제하기 위하여 대상자들을 칼슘 섭취량에 따라 나누어 증화분석 (stratification analysis) 을 실시하였다. 칼슘 섭취량이 본 연구 대상자들 섭취량의 중간값(412.9 mg) 이상을 섭취하는 경우에서는 bb유전형질을 가진 경우 Bb/BB 형질의 경우보다 BUA가 통계적으로 유의하게 높았으나(p < 0.05), 중간값 이하의 칼슘 섭취 그룹에서는 통계적으로 유의한 차이를 관찰할 수 없었다 (Fig. 1). 따라서, VDR 유전 형질에 따른 골밀도의 영향은 칼슘 섭취량과 상호작용이 있는 것으로 보인다.
- T-score는 BUA와 비슷한 상관계수를 보였다. 칼슘 섭취량이 중간값 이하인 대상자의 경우 VDR 형질에 따른 차이를 보이지 않았으나, 칼슘 섭취량이 중간값이상 섭취한 대상자의 경우 bb type에서 유의적 (p < 005)으로 높은 BUA값을 보여 칼슘 섭취량에 따라서 VDR 유전 형질이 골밀도에 미치는 영향이 다르게 나타나는 결과를 관찰할 수 있었다 (Fig. 1).
- 한편 본 연구 대상자들의 미량 영양소의 섭취 정도는 매우 저조하여 같은 연령대의 우리나라 평균 여성의 영양섭취량보다 낮았고 (Ministry of Health and Welfare 2002), 권장량에는 크게 못 미치는 결과를 보였다. 특히 칼슘의 섭취량은 권장량의 55%로 뼈의 건강을 유지하기 위한 적절한 양을 섭취하지 못하고 있는 것으로 파악되었다. 이들 중에서도 중간값 이하의 칼슘 섭취량을 보인 Subgroup에서는 VIR 유전 형질에 따른 골밀도의 유의적 차이가 나타나지 않았는데 이는 칼슘 섭취량이 유전형질과 관계없이 매우 낮았기 때문인 것으로 사료된다.
후속연구
- BUA 는 칼슘 섭취량이 중간값 이상인 대상자의 경우에서 VDR유 전 형질에 따라 유의적으로 다르게 나타나 칼슘 섭취량에 따라 유전형질이 골밀도에 미치는 영향이 다른 결과를 보였다. 따라서 연령이 증가됨에 따라 골밀도가 감소하여 발생하는 골다공증을 효과적으로 예방하고 치유하기 위해서는 유전형질에 따른 영양관리가 매우 중요한 요인이라고 사료되며, 앞으로 다각적인 연구가 시행되어야 한다고 사료된다.
- 환경인자 중에서 칼슘 섭취는 골밀도를 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나이며(Ilich 등 2003), 백인을 대상으로 한 연구에서 VDR 유전자형이 칼슘 흡수에 영향을 미친다는 보고(Ferrari 등 1998)와 일본인에게서 VDR 유전자형에 따라 나이와 칼슘 섭취가 골밀도에 미치는 영향이 달라진다는 연 구결과(Murakami 등 1998)가 발표되어 칼슘 섭취량과 VDR유전형질이 골밀도를 결정하는 데 상호작용이 있는 것으로 알려지고 있다. 따라서, 우리나라 성인 여성을 대상으로 한 연구결과가 서로 상반된 결과를 나타낸 것도 연령과 영양상태가 다르게 작용했기 때문인 것으로 추정할 수 있으나 이를 뒷바침할 후속 연구는 매우 미미하여 칼슘 섭취량이 낮은 우리나라 식습관을 고려할 때, 이를 반영한 연구가 시급한 것으로 사료된다. 우리나라의 영양문제는 과잉섭취와 영양 결핍이 공존하는 양상을 보이며, 대상자에 따라, 혹은 지역별로 영양섭취량에 큰 차이를 나타내고 있 다(Ministry of Health and Welfare 2002).
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