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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 골다공증의 위험률이 높은 폐경 후 여성에서 이소플라본의 보충과 운동이 골밀도 및 골무기질 대사에 미치는 영향을 알아보기 위하여 이소플라본보충 +운동군, 운동군, 이소플라본보충군 그리고 대조군의 네 군으로 분류 후 8주 동안의 중재를 실시한 후 소변의 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연의 배설량의 변화를 살펴보았다.
- 41) 폐경 후 여성을 대상으로 이소플라본 (90 mg/day)과 운동 (주 3회 중력부하운동)을 각각 또는 복합으로 8주간 중재한 결과 모든 중재방법에서 골밀도에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이에 본 연구자들은 연구기간이 골밀도를 살펴보기에 짧았다는 선행연구의 제한점을 인식하고 골밀도 보다 민감하게 골대사의 변화를 반영하는 지표를 살펴 볼 필요성을 느끼고 본 연구를 실시하였다.
- 국내에서는 중년 여성을 대상으로 한 Na 등39)의 연구에서도 칼슘보충과 함께 운동을 실시하였을 때 골밀도가 증가한 것으로 보고된바 있으며, 폐경 전 여성을 대상으로 두유공급을 하거나,40) 중년 여성을 대상으로 칼슘보충39)과 함께 운동을 실시하였을 때 골밀도가 증가한 것으로 나타난 일부 연구보고가 있을 뿐, 폐경 후 여성을 대상으로 운동과 이소플라본보충을 동시에 실시한 연구는 없었다. 이에 본 연구자들은 폐경 후 여성에게 운동과 대두 이소플라본을 동시에 중재하여 그에 따른 골밀도에 미치는 영향을 살펴보는 연구를 실시하여 보고한바 있다.41) 폐경 후 여성을 대상으로 이소플라본 (90 mg/day)과 운동 (주 3회 중력부하운동)을 각각 또는 복합으로 8주간 중재한 결과 모든 중재방법에서 골밀도에 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- 그러나 골밀도에 유익한 효과를 나타낸 선행 연구들은 최소 6개월 이상의 중재 이후에 효과를 확인하였으나, 본 연구자들의 연구 기간인 8주 (2개월)는 이소플라본 공급이나 운동에 따라 골밀도의 변화를 살펴 볼 수 있는 기간으로는 불충분 하였던 것으로 사료된다. 이에 우리는 골밀도에 비하여 비교적 골무기질 대사를 반영할 수 있는 소변 중 무기질 배설량을 추가적으로 분석하여 이소플라본의 보충과 운동 중재가 골대사에 미치는 영향을 확인하여 보고자 하였다.
제안 방법
- 실험 1주차에 모든 운동수행 대상자들은 7부위 근군에 대하여 최대근력 (1 RM: repetition maximum weight)을 측정하고, 최대근력의 60% 수준에서 2주간 각 부위별 12회를 3세트 반복하도록 하였다. 3주차부터 8주차까지는 최대 근력의 80%로 3세트를 실행하였으며, 이후 운동부하증가는 매 3세트에서 10회 이상 최대 반복을 시도하여 15회의 반복을 할 수 있게 되면 최대근력을 다시 측정하고, 측정된 최대근력의 80% 수준에서 근력운동 3세트를 실행토록 하였다. 운동 수행기간 중 운동 순응율이 낮은 피검자는 연구대상에서 탈락시켰다.
- 골다공증의 위험율이 높은 폐경 후 여성을 대상으로 이소플라본 보충과 운동의 단독 또는 복합적인 중재가 소변 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연배설량에 미치는 영향을 알아보기 위하여 45∼67세의 폐경 후 여성 67명을 연령, 체질량지수와 Base line 골밀도에 차이가 없도록 대조군 (16명), 보충군 (19명), 운동군 (16명), 보충 + 운동군 (16명)으로 나누어 연구를 수행하였다.
- 보행을 마친 후 다시 매트 위에서 약 15분간 신체 국소부위에 대한 스트레칭을 수행하였다. 근력트레이닝은 보행에 주로 관련하는 7개 근군들에 대하여 집중 실시하였다. 실험 1주차에 모든 운동수행 대상자들은 7부위 근군에 대하여 최대근력 (1 RM: repetition maximum weight)을 측정하고, 최대근력의 60% 수준에서 2주간 각 부위별 12회를 3세트 반복하도록 하였다.
- 또한 보충 + 운동군과 운동군은 중력부하운동을 개인별로 처방하여 실시하였다. 연구대상자들에 대한 운동실행 프로토콜은 이소플라본 보충 + 운동군 (IE)과 운동군 (PE) 모두 동일하게 실행하도록 하였다.
- 골다공증의 위험율이 높은 폐경 후 여성을 대상으로 이소플라본 보충과 운동의 단독 또는 복합적인 중재가 소변 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연배설량에 미치는 영향을 알아보기 위하여 45∼67세의 폐경 후 여성 67명을 연령, 체질량지수와 Base line 골밀도에 차이가 없도록 대조군 (16명), 보충군 (19명), 운동군 (16명), 보충 + 운동군 (16명)으로 나누어 연구를 수행하였다. 보충 + 운동군과 보충군에게는 8주 동안 매일 이소플라본 90 mg을 보충하였으며 운동군과 보충+운동군에게는 함께 운동을 실시한 후 중재 전후의 소변 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연 배설량 변화를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- )를 선택 조절하면서 10~15분간 보행토록 하였다. 보행을 마친 후 다시 매트 위에서 약 15분간 신체 국소부위에 대한 스트레칭을 수행하였다. 근력트레이닝은 보행에 주로 관련하는 7개 근군들에 대하여 집중 실시하였다.
- 조사대상자들에게 실험시작 전과 실험종료 마지막 날 소변을 24시간동안 수집하게 하였다. 수집된 소변은 잘 혼합한 후 다시 20 cc를 채뇨하여, －20℃에 냉동 보관하였다가, 정량을 위하여 microwave를 이용하여 습식분해한 후 ICP (Inductively coupled plasma, Thermo Jarrell Ash, U.S.A)를 이용하여 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연 함량을 정량 분석하였다.
- 식이섭취조사는 조사원이 직접 식기와 음식 모형을 제시하며 인터뷰를 하여 실험 전 3일과 실험진행 중 3일간의 식이섭취를 회상법에 의해 조사하였다. 식이섭취 조사결과는 영양분석프로그램 Can-pro 2002 (Computer Aided Nutritional Analysis Program for Professional 한국영양학회 부설 영양정보센타)를 이용하여 열량, 단백질, 칼슘, 인 마그네슘, 구리 아연의 섭취량을 분석하였다.
- 신장과 체중은 신체 자동계측기 (Helmas; Health Management System, 체력진단시스템, 세우시스템 (주), SH9600A)를 사용하여 가벼운 옷차림 상태에서 신발을 벗고 직립한 자세로 측정하였으며, 신장과 체중을 이용하여 체질량 지수 (BMI, body mass index = 체중 (kg)/[신장 (m)]2)를 산출하였다.
- 근력트레이닝은 보행에 주로 관련하는 7개 근군들에 대하여 집중 실시하였다. 실험 1주차에 모든 운동수행 대상자들은 7부위 근군에 대하여 최대근력 (1 RM: repetition maximum weight)을 측정하고, 최대근력의 60% 수준에서 2주간 각 부위별 12회를 3세트 반복하도록 하였다. 3주차부터 8주차까지는 최대 근력의 80%로 3세트를 실행하였으며, 이후 운동부하증가는 매 3세트에서 10회 이상 최대 반복을 시도하여 15회의 반복을 할 수 있게 되면 최대근력을 다시 측정하고, 측정된 최대근력의 80% 수준에서 근력운동 3세트를 실행토록 하였다.
- 연구에 참여하기로 지원한 자연 폐경 후 경과기간이 1년 이상인 자들을 대상으로 설문 조사하여 갑상선질환과 당뇨병, 신장질환 등 골대사에 영향을 미칠 수 있는 질병이 있는 여성, 호르몬 치료를 포함해 골대사에 영향을 줄 수 있는 약물을 실험 전 6개월 내에 복용한 경험이 있는 여성, 난소절제 수술을 받은 여성은 포함시키지 않았다. 연구기간은 2002년 11월부터 12월까지 8주간 시행하였다.
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연구계획
연구대상자들을 연령, 폐경 후 경과기간 및 골밀도에 군간 차이가 없도록 하여 보충 + 운동군 (IE, Isoflavone-exercise group), 운동군 (PE, Placebo-exercise group), 보충군 (IS, Isoflavone-sedentary group) 그리고 대조군 (PC, Placebo-control group)의 네 군으로 분류하였다 (Table 1). 이소플라본을 보충한 보충 + 운동군과 보충군에게는 Potter 등,57) Alekel 등,58) Lee 등59)의 연구 자료를 근거로 하여 이소플라본 90 mg을 함유한 대두 이소플라본 추출물 캡슐 ((주)렉스진바이오텍)을 8주간 매일 저녁식사와 함께 1회 섭취하도록 하였다.
- 연구대상자들에 대한 운동실행 프로토콜은 이소플라본 보충 + 운동군 (IE)과 운동군 (PE) 모두 동일하게 실행하도록 하였다. 운동 시 트레이너의 지도로 10개 종목의 스트레칭을 5분 정도 실행한 뒤, 워밍업을 위하여 트레드밀에서 각자 적절한 보행속도 (4~6 km/hr.)를 선택 조절하면서 10~15분간 보행토록 하였다. 보행을 마친 후 다시 매트 위에서 약 15분간 신체 국소부위에 대한 스트레칭을 수행하였다.
- 연구대상자들을 연령, 폐경 후 경과기간 및 골밀도에 군간 차이가 없도록 하여 보충 + 운동군 (IE, Isoflavone-exercise group), 운동군 (PE, Placebo-exercise group), 보충군 (IS, Isoflavone-sedentary group) 그리고 대조군 (PC, Placebo-control group)의 네 군으로 분류하였다 (Table 1). 이소플라본을 보충한 보충 + 운동군과 보충군에게는 Potter 등,57) Alekel 등,58) Lee 등59)의 연구 자료를 근거로 하여 이소플라본 90 mg을 함유한 대두 이소플라본 추출물 캡슐 ((주)렉스진바이오텍)을 8주간 매일 저녁식사와 함께 1회 섭취하도록 하였다. 한편 운동군과 대조군의 경우 위약 (전분) 캡슐을 8주간 매일 저녁식사와 함께 1회씩 공급하였다.
- 조사대상자들에게 실험시작 전과 실험종료 마지막 날 소변을 24시간동안 수집하게 하였다. 수집된 소변은 잘 혼합한 후 다시 20 cc를 채뇨하여, －20℃에 냉동 보관하였다가, 정량을 위하여 microwave를 이용하여 습식분해한 후 ICP (Inductively coupled plasma, Thermo Jarrell Ash, U.
- 이소플라본을 보충한 보충 + 운동군과 보충군에게는 Potter 등,57) Alekel 등,58) Lee 등59)의 연구 자료를 근거로 하여 이소플라본 90 mg을 함유한 대두 이소플라본 추출물 캡슐 ((주)렉스진바이오텍)을 8주간 매일 저녁식사와 함께 1회 섭취하도록 하였다. 한편 운동군과 대조군의 경우 위약 (전분) 캡슐을 8주간 매일 저녁식사와 함께 1회씩 공급하였다. 실험 진행중에는 전 연구대상자들로 하여금 일상식이를 유지하도록 하였으나, 이소플라본의 함유량이 높은 콩제품의 섭취는 제한하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 서울과 경기도 일부 지역에 거주하는 45~67세의 폐경 후 여성 67명을 대상으로 하였다. 연구에 참여하기로 지원한 자연 폐경 후 경과기간이 1년 이상인 자들을 대상으로 설문 조사하여 갑상선질환과 당뇨병, 신장질환 등 골대사에 영향을 미칠 수 있는 질병이 있는 여성, 호르몬 치료를 포함해 골대사에 영향을 줄 수 있는 약물을 실험 전 6개월 내에 복용한 경험이 있는 여성, 난소절제 수술을 받은 여성은 포함시키지 않았다.
- 본 연구는 서울과 경기도 일부 지역에 거주하는 45~67세의 폐경 후 여성 67명을 대상으로 하였다. 연구에 참여하기로 지원한 자연 폐경 후 경과기간이 1년 이상인 자들을 대상으로 설문 조사하여 갑상선질환과 당뇨병, 신장질환 등 골대사에 영향을 미칠 수 있는 질병이 있는 여성, 호르몬 치료를 포함해 골대사에 영향을 줄 수 있는 약물을 실험 전 6개월 내에 복용한 경험이 있는 여성, 난소절제 수술을 받은 여성은 포함시키지 않았다. 연구기간은 2002년 11월부터 12월까지 8주간 시행하였다.
데이터처리
- 군 간의 차이는 one-way ANOVA를 이용하여 검증하였으며, 중재방법에 따라 전후의 변화를 살펴보기 위하여 pared t-test를 실시하였고, 전후 차에 대한 군별 비교는 Duncan’s multiple range test를 이용하여 α = 0.05 수준에서 유의성 검증을 실시하였다.
- 실험결과로 얻어진 각 분석치는 이소플라본 보충여부와 운동실시에 따른 각 군별 평균치와 표준편차를 계산하였고, SAS 프로그램 (Version 8.1)을 이용하였다. 군 간의 차이는 one-way ANOVA를 이용하여 검증하였으며, 중재방법에 따라 전후의 변화를 살펴보기 위하여 pared t-test를 실시하였고, 전후 차에 대한 군별 비교는 Duncan’s multiple range test를 이용하여 α = 0.
이론/모형
- 식이섭취조사는 조사원이 직접 식기와 음식 모형을 제시하며 인터뷰를 하여 실험 전 3일과 실험진행 중 3일간의 식이섭취를 회상법에 의해 조사하였다. 식이섭취 조사결과는 영양분석프로그램 Can-pro 2002 (Computer Aided Nutritional Analysis Program for Professional 한국영양학회 부설 영양정보센타)를 이용하여 열량, 단백질, 칼슘, 인 마그네슘, 구리 아연의 섭취량을 분석하였다.
성능/효과
- 소변의 칼슘, 마그네슘, 구리의 배설량은 유의적인 변화를 보이지 않았다. 그러나 식이 아연의 섭취량이 운동과 이소플라본 보충을 실시하는 동안 변화가 없었음에도 불구하고, 이소플라본 보충군에서 소변 아연의 배설량이 유의적으로 감소하여 이소플라본의 보충이 골대사에 중요한 역할을 하는 아연 보유량을 증가시킨 것으로 나타났다.
- Ca 10uCi를 먹이거나 정맥주사한 후 21일간 혈액과 소변 그리고 대변을 조사하여 칼슘흡수율, 골격에의 축적과 골용해를 조사하였다. 대두단백 공급시 우유단백을 공급하였을 때보다 소변 칼슘 배설량이 33% 감소되었다. Lipscomb 등63)의 폐경 후 여성에게 대두단백과 우유 단백을 공급한 연구에서도 소변 칼슘 배설량이 우유단백식사 (123 ± 13 mg/day)보다 대두단백식사 (79 ± 13 mg/day)에서 유의적으로 낮았고 (p < 0.
- 56% 감소되었으나 유의적인 수준은 아니었다. 본 연구 대상자의 식이 아연의 섭취량은 중재기간 동안 변화가 없었으나, 이소플라본보충군의 소변 중 아연 배설량이 유의하게 감소한 결과는 이소플라본의 보충이 체내 아연 보유에 긍정적인 영향을 미친 것으로 사료된다.
- Kaplan 등68)은 폐경 후 여성 33명에게 6개월간 호르몬 치료와 함께 매일 1시간 걷기와 유산소 운동을 실시하였을 때, 실험전에 비해 소변 칼슘과 마그네슘 배설량이 유의적으로 감소하였다고 보고하였다. 본 연구에서 대조군을 제외한 이소플라본 보충군 (11.1%)과 운동군 (11.1%) 그리고 보충 + 운동군 (20.5%) 모두에서 소변 칼슘배설량이 유의적이지는 않았으나 감소하는 경향을 보였다. 특히 보충 + 운동군에서는 실험 후 소변 칼슘배설량의 감소율이 20.
- 본 연구의 실험 전과 후에 네 군의 소변 아연배설량을 분석한 결과 운동과 이소플라본 보충 전 소변 아연 배설량은 대조군 348.40 μg/day, 보충군 496.82 μg/day, 운동군 417.87 μg/day, 보충 + 운동군 389.00 μg/day로 네군 간에 유의적인 차이가 없었으며, 정상범위 (300~600μg/day)에 속하였다.
- 소변 구리 배설량은 대조군 44.97 μg/day, 보충군 44.07μg/day, 운동군 37.44 μg/day, 보충 + 운동군 41.30 μg/ day로 네 군 간에 유의적인 차이가 없었으며, 실험 전과 후의 배설량의 차이값에서도 네 군 간에 유의적인 차이가 없었다.
- 소변의 마그네슘 배설량은 2년 이상 호르몬 치료를 받은 폐경 후 여성에서 대조군에 비해 유의적으로 감소하였다.46) Schlemmer 등69)의 연구에서도 폐경 직후 여성에게 에스트로겐을 공급하였을 때, 실험군에서 소변 마그네슘 배설이 감소하였으며, 그 효과는 공급량과 상관성이 있었다고 보고하였다.
- 실험 전과 후에 보충군이 496.82 μg/ day에서 316.05 μg/day으로 36.39%의 유의적인 감소를 보였지만 (p < 0.05), 대조군, 운동군, 보충 + 운동군은 유의적인 차이를 보이지 않았다 (Fig. 1).
- 연구대상자의 열량, 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연의 섭취량을 분석한 결과는 Table 2와 같다. 열량과 모든 영양소 섭취량은 네 군 간에 유의적인 차이가 없었으며, 실험 전후에도 유의적인 차이를 보이지 않았다. 또한, 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연의 섭취량에서도 실험 전후 네 군 간에 유의적인 차이가 없었다.
- 이상의 결과를 통하여 폐경 후 여성에서 운동과 이소플라본의 동시 중재가 각각의 중재방법보다 골대사의 향상에 유의적인 상승 작용이 없음을 확인 할 수 있었다. 또한 이소플라본의 단독 보충군에서만 소변의 아연 배설량을 감소시키는 다소 미미한 연구 결과가 제시되었다.
- 이소플라본 보충군에서 소변 아연 배설량은 보충 전 496.82 μg/ day에서 316.05 μg/day로 변화량이 -180.76 ± 171.30로 유의적으로 감소하였으며 (p < 0.05), 대조군, 운동군, 보충 + 운동군에서는 유의적인 감소를 보이지 않았다.
- 5%) 모두에서 소변 칼슘배설량이 유의적이지는 않았으나 감소하는 경향을 보였다. 특히 보충 + 운동군에서는 실험 후 소변 칼슘배설량의 감소율이 20.5%로 보충군 (11.1%)과 운동군 (11.1%)보다 높았으며, 소변 칼슘배설량 (139.04 mg/day)도 대조군 (171.71 mg/day), 보충군 (168.00 mg/day), 운동군 (160.81 mg/ day)보다 낮게 조사되어 이소플라본 보충과 운동의 동시 실시에 따른 경향을 확인할 수 있었다. 그러나 역시 기간적인 한계로 인하여 소변 칼슘 배설량 감소의 유의적인 효과는 확인 할 수 없었다.
후속연구
- 또한 이소플라본의 단독 보충군에서만 소변의 아연 배설량을 감소시키는 다소 미미한 연구 결과가 제시되었다. 그러나 본 연구는 연구 기간이 짧고, 이소플라본의 보충량이나 운동의 중재방법이 다양하지 못하다는 많은 제한점을 가지고 있으므로, 추후 효과적인 투여 농도와 운동중재 방법을 모색하고, 또한 운동과 기능성 식이성분의 효과적인 복합 중재 방법을 결정 할 수 있는 계속적인 연구가 필요하다고 본다.
- 또한 Lee와 Sung (2003)56)의 폐경 후 여성을 대상으로 한 12주간의 이소플라본을 보충 (90 mg/day)연구에서도 보충 후 소변의 아연 배설량이유의적으로 감소되었다. 이와 같은 연구결과를 살펴볼 때 소변으로의 칼슘, 마그네슘, 아연 등의 배설량은 골무기질 대사를 반영할 수 있는 지표로 활용될 수 있다고 보여진다.
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