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문제 정의
- 본 연구에서는 연령, 성별, 질환, 약물, 급성 스트레스 등이 심박동수 변이에 미치는 영향을 통제한 후 대사증후군과 정상대조군간 심박동수 변이의 차이점을 비교하고 더불어 대사증후군의 위험요인과 심박동수 변이의 연관성을 알아봄으로써 심박동수 변이가 대사증후군의 평가에 활용될 가능성을 탐색하고자 한다.
제안 방법
- 심박동수 변이 자료 수집에서는 심장질환에 현재 이완되었거나 과거 병력이 있는 경우, 심전도에서 비정상적인 Q파, WPW증후군 등 이상소견이 있는 경우, 고혈압이 있으면서 심전도에서 좌심실 비대의 소견을 보이거나 흉부 방사선 검사상 심장비대 소견을 보이는 경우, 정상적인 RR 간격이 90%가 되지 못하는 경우 등을 배제하였다. 기타 내과적, 정신과적 질환으로 약물을 복용하는 경우 검사 당일 약을 복용하지 않은 상태에서 측정하고 평소 약물 복용 여부를 기록하였다. 혈액 검사 결과 갑상선 기능 이상이 관찰된 대상자는 연구에서 제외하였고, 심각한 급성 스트레스 상태를 배제하기 위해 스트레스 반응 척도(Stress Response Inven-tory, 이하 SRI)에서 3 표준편차를 벗어나는 대상자도 배제하였다.
- 심박동수 변이는 일중 변동을 보이므로, 이 영향을 통제하기 위해 측정은 오전 8시에서 12시 사이에 실시하였다. 대상자는 측정 전날 음주를 하지 않도록 하였고, 검사 당일에는 카페인, 흡연, 약물 섭취를 금지하였다. 측정방법은 참여자를 의자에 앉힌 상태에서 양측 손목과 좌측 발목 부분에 각각 전극을 부착시킨 후 안정 상태에서 5분간 측정하였다.
- 심박동수 변이는 SA-2000E(Medi-core, 2002)를 이용하여 측정하였다. 심박동수 변이는 일중 변동을 보이므로, 이 영향을 통제하기 위해 측정은 오전 8시에서 12시 사이에 실시하였다. 대상자는 측정 전날 음주를 하지 않도록 하였고, 검사 당일에는 카페인, 흡연, 약물 섭취를 금지하였다.
- 측정방법은 참여자를 의자에 앉힌 상태에서 양측 손목과 좌측 발목 부분에 각각 전극을 부착시킨 후 안정 상태에서 5분간 측정하였다. 심박동수 변이를 측정한 이후, 설문 조사와 기타 검사를 실시하였다.
- 전국 5개 지역의 대학 병원 검진 센터를 방문한 남녀 성인 중 연구 대상자들을 모집하여 심박동수 변이 및 연구 관련 건강 지표를 측정하였다. 심박동수 변이 자료 수집에서는 심장질환에 현재 이완되었거나 과거 병력이 있는 경우, 심전도에서 비정상적인 Q파, WPW증후군 등 이상소견이 있는 경우, 고혈압이 있으면서 심전도에서 좌심실 비대의 소견을 보이거나 흉부 방사선 검사상 심장비대 소견을 보이는 경우, 정상적인 RR 간격이 90%가 되지 못하는 경우 등을 배제하였다.
- 대상자는 측정 전날 음주를 하지 않도록 하였고, 검사 당일에는 카페인, 흡연, 약물 섭취를 금지하였다. 측정방법은 참여자를 의자에 앉힌 상태에서 양측 손목과 좌측 발목 부분에 각각 전극을 부착시킨 후 안정 상태에서 5분간 측정하였다. 심박동수 변이를 측정한 이후, 설문 조사와 기타 검사를 실시하였다.
대상 데이터
- 혈액 검사 결과 갑상선 기능 이상이 관찰된 대상자는 연구에서 제외하였고, 심각한 급성 스트레스 상태를 배제하기 위해 스트레스 반응 척도(Stress Response Inven-tory, 이하 SRI)에서 3 표준편차를 벗어나는 대상자도 배제하였다. 반면 고혈압, 당뇨 등 일반 인구의 범위에서 관찰 할 수 있는 유소견자와 생활습관 질환자는 연구대상에 포함하였다. 연령과 성별이 심박동수 변이에 영향을 줄 수 있기 때문에 연구 대상자들의 연령은 대사증후군의 호발 연령인 40~59세로 제한하였다.
- 이에 따라 전체 대상자 1,760명 중 122명이 대사증후군이었고, 위험인자가 1개 혹은 2개인 사람이 581명, 위험인자가 전혀 없는 사람이 1,057명이었다. 본 연구에서는 위험인자가 전혀 없었던 1,057명의 정상 대조군과 122명의 대사증후군 집단을 비교하였다.
- 반면 고혈압, 당뇨 등 일반 인구의 범위에서 관찰 할 수 있는 유소견자와 생활습관 질환자는 연구대상에 포함하였다. 연령과 성별이 심박동수 변이에 영향을 줄 수 있기 때문에 연구 대상자들의 연령은 대사증후군의 호발 연령인 40~59세로 제한하였다.
데이터처리
- Data are coefficient of correlation. *：p<0.
- 대사증후군과 정상대조군간의 심박동수 변이를 비교하기 위해서 각 측정치에 대해 independent t-test를 시행하였다. 심박동수 변이에 미치는 대사증후군의 각 기준 항목을 알아보기 위해서 심박동수 변이에 영향을 미치는 것으로 알려진 나이, 성별을 통제하여 대사증후군의 각 위험 항목을 독립변수로 하였고 SDNN, RMSSD, TP, LF, HF, LF/HF ratio를 종속변수로 하여 다중 회귀 분석을 시행하였다.
- 대사증후군과 정상대조군간의 심박동수 변이를 비교하기 위해서 각 측정치에 대해 independent t-test를 시행하였다. 심박동수 변이에 미치는 대사증후군의 각 기준 항목을 알아보기 위해서 심박동수 변이에 영향을 미치는 것으로 알려진 나이, 성별을 통제하여 대사증후군의 각 위험 항목을 독립변수로 하였고 SDNN, RMSSD, TP, LF, HF, LF/HF ratio를 종속변수로 하여 다중 회귀 분석을 시행하였다. 유의 수준은 p<0.
이론/모형
- 대사증후군의 진단은 NCEP ATP III(National Cho-lesterol Education Adult Treatment Panel III)에서 제시한 기준을 적용하여 5개의 위험인자 중(증가된 허리둘레, 높은 중성지방, 낮은 고밀도지질단백, 높은 혈압, 높은 공복시 혈당) 3개 이상 충족시에 진단을 내렸다. 허리 둘레는 2000년 아시아-태평양 비만 학회에서 제시한 값을 기준으로 하였다(표 1).
- 심박동수 변이는 SA-2000E(Medi-core, 2002)를 이용하여 측정하였다. 심박동수 변이는 일중 변동을 보이므로, 이 영향을 통제하기 위해 측정은 오전 8시에서 12시 사이에 실시하였다.
- 대사증후군의 진단은 NCEP ATP III(National Cho-lesterol Education Adult Treatment Panel III)에서 제시한 기준을 적용하여 5개의 위험인자 중(증가된 허리둘레, 높은 중성지방, 낮은 고밀도지질단백, 높은 혈압, 높은 공복시 혈당) 3개 이상 충족시에 진단을 내렸다. 허리 둘레는 2000년 아시아-태평양 비만 학회에서 제시한 값을 기준으로 하였다(표 1). 이에 따라 전체 대상자 1,760명 중 122명이 대사증후군이었고, 위험인자가 1개 혹은 2개인 사람이 581명, 위험인자가 전혀 없는 사람이 1,057명이었다.
성능/효과
- 1) 대사 증후군의 위험인자들은 관상동맥질환의 위험도 및 사망률을 증가시킨다.2-3) 대사증후군을 유발하는 요인으로는 스트레스가 중요하게 언급되며 이외에도 혈관 내피세포의 이상, 전신 염증반응, 교감신경-부신계의 이상, 유전적 소인, 운동량 감소와 같은 생활 습관 등의 환경적 요인들과 상호작용한다.
- 8) 심박동수 변이의 주기 성분 중 고주파 성분(High Frequency component, 이하 HF)은 0.4 Hz 이상의 영역 값으로 호흡과 관련이 있고 주로 부교감 신경계의 영향을 받으며 저주파 성분(Low Frequency component, 이하 LF)은 0.15~0.4Hz 범위의 영역 값으로 교감신경계와 부교감신경계 양측의 영향을 받지만, HF에 비해서 교감신경계의 활동을 더 많이 반영하는 것으로 보인다. 그리고 TP(Total Power)는 VLF(Very low frequency), LF, HF을 포함한 전체대역 성분으로 전체 심박동수 변이를 알 수 있다.
- 고혈압, 당뇨, 이상지질, 비만 등 위험인자가 복합적으로 보이는 대사증후군 집단에서 정상대조군에 비해 심박동수 변이를 보여주는 지표에서 유의하게 낮게 관찰된 점은, 대사증후군이 심장 리듬으로 측정한 자율신경계 조절 기능의 감소와 연관이 있음을 보여주는 것으로 생각된다. 향후 심박동수 변이의 표준화 작업을 통해서 질환의 정도와 심박동수 변이의 연관성이 좀 더 밝혀지기를 기대한다.
- 4-7) 다른 연구에서 Gardwell 등27)은 업무에 의한 스트레스가 대사증후군의 구성성분인 혈압, 혈당, 중성지방 등을 증가시키며 이들에게서 카테콜라민은 높은 수준으로 유지됨을 보여주었다. 그리고 스트레스와 심박동수 변이 연구에서는, 고긴장 집단이 혈당, 호모시스테인, 혈액응고인자, 혈압 등이 높았으며 심박동수 변이에서 SDNN의 유의미한 저하를 보였다. 주파수 영역의 분석지표에서는 LF/HF비가 높아서 자율신경계가 과반응을 보이는 것을 시사하였으나 통계적으로는 유의하지 않았다.
- 대사증후군의 각 위험요소와 HRV 사이의 연관성을 살펴본 결과, 대사증후군의 위험요소 중 허리둘레, 혈당, 중성지방은 HRV 지표 중 SDNN, RMSSD, TP와 역의 상관성을 보여주었고 그 중 혈당은 LF와 HF와, TG는 LF와도 역의 상관성을 보여주었다. 그리고 확장기 혈압은 SDNN, TP와 역의 상관성을, 다른 위험인자와는 달리 HDL은 TP와 정의 상관성을 보여주었다(표 4). 또 나이, 성별을 통제한 후 다중회귀분석 결과에서 대사증후군 요소 중 혈당, 중성지방, 그리고 허리둘레가 HRV의 변화에 대한 설명력이 가장 큰 변수임을 보여주었다.
- 또 나이, 성별을 통제한 후 다중회귀분석 결과에서 대사증후군 요소 중 혈당, 중성지방, 그리고 허리둘레가 HRV의 변화에 대한 설명력이 가장 큰 변수임을 보여주었다. 대사증후군 집단을 고혈압, 당뇨, 고중성지방군의 질병집단으로 나누어서 분석한 결과에서는 위험 요소가 부가 될수록 더 낮은 심박동수 변이가 관찰되었다(표 5).
- 대사증후군과 정상대조군 사이에 나이, 성별, 흡연, 음주, 커피 복용률, 저밀도 지질단백에서는 집단간 차이가 없었으며 체질량 지수, 허리둘레, 수축기 혈압, 이완기 혈압, 공복 혈당, 총 콜레스테롤, 중성지방, 고밀도 지질단백에서는 두 집단간의 평균값에 유의한 차이가 있었다(표 2).
- 대사증후군의 각 위험요소와 HRV 사이의 연관성을 살펴본 결과, 대사증후군의 위험요소 중 허리둘레, 혈당, 중성지방은 HRV 지표 중 SDNN, RMSSD, TP와 역의 상관성을 보여주었고 그 중 혈당은 LF와 HF와, TG는 LF와도 역의 상관성을 보여주었다. 그리고 확장기 혈압은 SDNN, TP와 역의 상관성을, 다른 위험인자와는 달리 HDL은 TP와 정의 상관성을 보여주었다(표 4).
- 그리고 확장기 혈압은 SDNN, TP와 역의 상관성을, 다른 위험인자와는 달리 HDL은 TP와 정의 상관성을 보여주었다(표 4). 또 나이, 성별을 통제한 후 다중회귀분석 결과에서 대사증후군 요소 중 혈당, 중성지방, 그리고 허리둘레가 HRV의 변화에 대한 설명력이 가장 큰 변수임을 보여주었다. 대사증후군 집단을 고혈압, 당뇨, 고중성지방군의 질병집단으로 나누어서 분석한 결과에서는 위험 요소가 부가 될수록 더 낮은 심박동수 변이가 관찰되었다(표 5).
- 본 연구에서는 나이, 성별을 통제한 뒤 대사증후군의 위험인자와 심박동수 변이의 상관관계를 본 결과,대사증후군의 위험요소 중 허리둘레, 혈당, 중성지방은 심박동수 변이를 보여주는 SDNN, RMSSD, TP와 역의 상관성을 보여주었고 수축기혈압은 상관성이 낮게 나온 것에 비해 확장기혈압은 SDNN, TP와 역의 상관성을, 다른 위험인자와는 달리 HDL은 TP와 정의 상관성을 보여주었다. 또한 나이, 성별을 통제한 뒤의 다중회귀분석 결과에서는 대사증후군 요소 중 혈당, 중성지방, 그리고 허리둘레가 HRV의 변화에 대한 설명력이 가장 큰변수임을 보여주었다. 대사증후군의 위험인자가 증가됨에 따른 심박동수 변이 변화에 대한 Liao 등15)의 연구 에서는 대사증후군의 위험인자의 수가 증가할수록 심박동수 변이의 저하 정도가 커진다고 보고하고 있다.
- 예를 들어 스트레스와 심박동수 변이의 관련성을 보기 위해서는 급성 스트레스와 만성적인 스트레스의 영향을 구분해야 하는데 급성 스트레스를 배제하지 않은 채 대사증후군과 심박동수 변이 사이의 연관성을 분석한 경우에는 혼란 변수가 개입될 수 있을 것으로 생각 한다. 본 연구는 이전 연구에 비해 표본의 규모가 크고 여러 지역을 포괄하여 수집을 하였기 때문에 자료의 대표성이 높고, 심각한 내과질환자와 스트레스 반응 척도(Stress Response Inventory, 이하 SRI)에서 3 표준 편차를 벗어나는 대상자를 배제하였으며, 나이, 성별, 질병, 약물 복용 등의 변수를 최대한 통제하거나 제한했기 때문에, 보다 인구집단 기반의 성격을 지닌다고 볼 수 있다.
- 국내 연구에서는 Woo JM 등40)은 심박동수 변이의 규준치를 제작함에 있어서 연령, 심박동수, 성별을 가장 중요한 결정인자로 고려해야 한다고 하였다. 본 연구에서는 나이, 성별을 통제한 뒤 대사증후군의 위험인자와 심박동수 변이의 상관관계를 본 결과,대사증후군의 위험요소 중 허리둘레, 혈당, 중성지방은 심박동수 변이를 보여주는 SDNN, RMSSD, TP와 역의 상관성을 보여주었고 수축기혈압은 상관성이 낮게 나온 것에 비해 확장기혈압은 SDNN, TP와 역의 상관성을, 다른 위험인자와는 달리 HDL은 TP와 정의 상관성을 보여주었다. 또한 나이, 성별을 통제한 뒤의 다중회귀분석 결과에서는 대사증후군 요소 중 혈당, 중성지방, 그리고 허리둘레가 HRV의 변화에 대한 설명력이 가장 큰변수임을 보여주었다.
- 대사증후군의 위험인자가 증가됨에 따른 심박동수 변이 변화에 대한 Liao 등15)의 연구 에서는 대사증후군의 위험인자의 수가 증가할수록 심박동수 변이의 저하 정도가 커진다고 보고하고 있다. 본 연구에서도 대사증후군 집단을 고혈압, 당뇨, 고중성지방군의 질병집단으로 나누어 분석한 결과에서 위험 요소가 부가될수록 심박동수 변이가 더 낮게 관찰되었다. 상기 결과로 볼 때 각각의 대사증후군 위험인자가 심박동수 변이와 연관성이 있음을 나타내고 있고 대사증후군의 위험인자가 증가할수록 심박동수 변이도 같이 감소하는 점은, 심박동수 변이 지표가 대사증후군의 심각도 정도를 평가하는 데 도움이 될 수 있음을 시사한다.
- 본 연구에서도 대사증후군 집단을 고혈압, 당뇨, 고중성지방군의 질병집단으로 나누어 분석한 결과에서 위험 요소가 부가될수록 심박동수 변이가 더 낮게 관찰되었다. 상기 결과로 볼 때 각각의 대사증후군 위험인자가 심박동수 변이와 연관성이 있음을 나타내고 있고 대사증후군의 위험인자가 증가할수록 심박동수 변이도 같이 감소하는 점은, 심박동수 변이 지표가 대사증후군의 심각도 정도를 평가하는 데 도움이 될 수 있음을 시사한다.
- Kageyama 등30)은 장시간 근무로 인한 직무스트레스는 심박동수 변이를 감소시키고 교감 신경계 활동을 증가, 부교감신경계 활동을 감소시킨다고 하였다. 이상에서 볼 때 대사증후군은 원인적으로 스트레스와 연관이 많으며 스트레스 자체 또한 심박동수 변이에 영향을 주고 있음을 시사하고 있다.
후속연구
- 우울장애 환자의 경우에도 정상인보다 심박동수 변이가 유의하게 낮으며 증상이 심할수록 심박동수 변이가 감소한다.14) 만성 스트레스가 대사증후군의 한 요인이라고 볼 때 대사증후군 집단에서 일반 대조군에 비해 심박동수 변이의 이상 소견이 관찰될 것이며 대사증후군에서 심박동수 변이의 활용 가능성을 평가해 볼 수 있을 것으로 생각한다. 실제로 이전 연구에서 대사증후군의 위험인자인 고혈압, 당뇨, 이상지질혈증은 각각의 경우에서 심박동수 변이의 저하와 연관이 있다고 보고되었다.
- 23) 그리고 심혈관질환의 이환 및 사망의 예후인자로 사용할 것을 제시하고 있다.24) 성인 인구에서 대사증후군 또한 심각한 건강유해요인으로 등장하고 있으므로 심박동수 변이와 대사증후군의 관련성을 규명한다면, 심박동수 변이를 이용하여 대사증후군 등 건강 위험 요인에 대해서 좀 더 풍부하게 설명 할 수 있는 자료로 활용가치가 높아질 것이다.
- 방법의 특성상 특정 질환을 진단한다기 보다는 환자의 심장 및 자율신경계의 건강 상태를 측정하는 도구로 쓰이고 있다.8) 본 연구에서 대사증후군 집단에서 정상 대조군에 비해 심박동수 변이의 유의한 감소를 보이고 있고 위험인자의 수나 정도에 따라서 심박동수 변이에도 차이가 있음은, 향후 더 많은 연구가 있어야 하겠지만 심박동수 변이검사가 대사증후군 평가에 활용될 가치가 있음을 보여주는 결과라고 하겠다.
- 심박동수 변이는 자율신경계 기능을 신경 심장학적, 신경 생리학적으로 평가할 수 있는 비침습적인 방법으로써 현재로는 가장 민감하고 재현성이 뛰어난 검사법으로 자율신경과 관련된 다양한 질환과 병증에 폭넓게 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 방법의 특성상 특정 질환을 진단한다기 보다는 환자의 심장 및 자율신경계의 건강 상태를 측정하는 도구로 쓰이고 있다.
- 고혈압, 당뇨, 이상지질, 비만 등 위험인자가 복합적으로 보이는 대사증후군 집단에서 정상대조군에 비해 심박동수 변이를 보여주는 지표에서 유의하게 낮게 관찰된 점은, 대사증후군이 심장 리듬으로 측정한 자율신경계 조절 기능의 감소와 연관이 있음을 보여주는 것으로 생각된다. 향후 심박동수 변이의 표준화 작업을 통해서 질환의 정도와 심박동수 변이의 연관성이 좀 더 밝혀지기를 기대한다.
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