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문제 정의
- 본 연구에서는 체계적 문헌 고찰을 통해 비만을 동반한 제 2형 당뇨병 환자의 혈당 조절을 위한 운동 중재를 검토하고자 한다.
제안 방법
- 영문 검색의 경우 PubMed에서 Diabetes/Diabetes Mellitus, Insulin resistance, Obesity, Exercise, Physical activity, Skeletal muscle을 각각 조합하여 검색하였다. 모든 검색 자료는 출판연도를 한정하지 않고 사용하였으며, 검색 자원간에 중복되는 자료는 제목과 학술지명을 통해 배제하였고, 제목과 초록 내용을 확인한 후 원문이 필요한 자료를 추출하였다. 일부의 자료는 검색된 자료의 원문내 인용 문헌을 다시 조사하여 추출하였다.
- 주제어는 한국어 검색의 경우 당뇨병, 인슐린 저항성, 운동, 트레이닝, 신체활동, 비만 등 6개 단어로 조합하여 검색하였다. 영문 검색의 경우 PubMed에서 Diabetes/Diabetes Mellitus, Insulin resistance, Obesity, Exercise, Physical activity, Skeletal muscle을 각각 조합하여 검색하였다. 모든 검색 자료는 출판연도를 한정하지 않고 사용하였으며, 검색 자원간에 중복되는 자료는 제목과 학술지명을 통해 배제하였고, 제목과 초록 내용을 확인한 후 원문이 필요한 자료를 추출하였다.
- 추출된 자료를 바탕으로 주요 연구물의 특성표 Table 1을 제작하였고, 저자, 실험 디자인, 분석 자료 항목과 특징, 획득 결과에 대한 정보로 나누어 제시하였다. 일부 특성표에 제시되지 않은 자료는 특성표의 항목을 모두 충족하지 못한 경우로 연구의 주요 내용은 본문에 제시하는 방법을 사용하였다. 연구물의 질적 평가는 해당 논문 61편 중 무작위대조군 50편에 대해 Cochrane collaboration의 비뚤림 위험 평가도구(Cochrane collaboration’s tool forassessing risk of bias)를 사용하였고, 비 무작위 대조군 연구 11편에 대해서는 RoBANS(risk of bias assessment tool for non-randomized study)를 사용하여 평가하였다.
- 모든 검색 자료는 출판연도를 한정하지 않고 사용하였으며, 검색 자원간에 중복되는 자료는 제목과 학술지명을 통해 배제하였고, 제목과 초록 내용을 확인한 후 원문이 필요한 자료를 추출하였다. 일부의 자료는 검색된 자료의 원문내 인용 문헌을 다시 조사하여 추출하였다. 자료 추출 및 1차 조사는 독립된 2인이 시행하였고 추출된 자료는 PDF 파일형태로 정리하였다.
- 일부의 자료는 검색된 자료의 원문내 인용 문헌을 다시 조사하여 추출하였다. 자료 추출 및 1차 조사는 독립된 2인이 시행하였고 추출된 자료는 PDF 파일형태로 정리하였다. 추출된 자료의 적합성 판정은 당뇨병 임상 연구자 모임인 저자들의 정기적인 모임을 통해서 이루어졌다.
- 문헌 검색은 2017년 3월 1일부터 7월 30일까지 PubMed, 한국교육학술정보원(KERISS)의 인터넷 검색을 통해 이루어졌다. 주제어는 한국어 검색의 경우 당뇨병, 인슐린 저항성, 운동, 트레이닝, 신체활동, 비만 등 6개 단어로 조합하여 검색하였다. 영문 검색의 경우 PubMed에서 Diabetes/Diabetes Mellitus, Insulin resistance, Obesity, Exercise, Physical activity, Skeletal muscle을 각각 조합하여 검색하였다.
- Vissing 등(2013)은 저 운동량-고강도의 간헐적 운동과 같은 시간적 효율성이 증가된 형태의 운동이 제 2형 당뇨병 환자의 혈당 조절과 골격근 대사 개선을 위한 중재적 역할을 연구하였다. 즉, 제 2형 당뇨병 환자 14명을 대상으로 2주간 최대 운동능력의 90% 강도로 60초간 10회 자전거타기를 2주간 총 6회 실시하였다. 연구결과 실험에 참가한 당뇨병 환자들의 골격근내 GLUT4 발현이 현저히 증가하였고 혈당 농도가 크게 감소한 것으로 나타났다.
- 최종 분석 자료로 선별된 총 61편의 논문을 추출하였다. 추출된 자료를 바탕으로 주요 연구물의 특성표 Table 1을 제작하였고, 저자, 실험 디자인, 분석 자료 항목과 특징, 획득 결과에 대한 정보로 나누어 제시하였다. 일부 특성표에 제시되지 않은 자료는 특성표의 항목을 모두 충족하지 못한 경우로 연구의 주요 내용은 본문에 제시하는 방법을 사용하였다.
대상 데이터
- 추출된 자료의 적합성 판정은 당뇨병 임상 연구자 모임인 저자들의 정기적인 모임을 통해서 이루어졌다. 각 데이터베이스에서 PubMed 250편, 한국 교육학술정보원 43편으로 총 293편의 문헌이 검색되었다. 우선 각 데이터베이스에서 검색된 문헌 293편 중 중복된 문헌 100편을 제거하고, 초록이나 포스터로만 제시된 문헌 90편은 제외한 후 선택된 문헌의 제목 및 초록을 검토하고 핵심질문을 중심으로 선택 및 배제기 준에 따라 재선정하여 42편을 배제함으로 최종 61편의 논문이 선택되었다(Fig.
- 문헌 검색은 2017년 3월 1일부터 7월 30일까지 PubMed, 한국교육학술정보원(KERISS)의 인터넷 검색을 통해 이루어졌다. 주제어는 한국어 검색의 경우 당뇨병, 인슐린 저항성, 운동, 트레이닝, 신체활동, 비만 등 6개 단어로 조합하여 검색하였다.
- 각 데이터베이스에서 PubMed 250편, 한국 교육학술정보원 43편으로 총 293편의 문헌이 검색되었다. 우선 각 데이터베이스에서 검색된 문헌 293편 중 중복된 문헌 100편을 제거하고, 초록이나 포스터로만 제시된 문헌 90편은 제외한 후 선택된 문헌의 제목 및 초록을 검토하고 핵심질문을 중심으로 선택 및 배제기 준에 따라 재선정하여 42편을 배제함으로 최종 61편의 논문이 선택되었다(Fig. 1).
- 최종 분석 자료로 선별된 총 61편의 논문을 추출하였다. 추출된 자료를 바탕으로 주요 연구물의 특성표 Table 1을 제작하였고, 저자, 실험 디자인, 분석 자료 항목과 특징, 획득 결과에 대한 정보로 나누어 제시하였다.
이론/모형
- 연구물의 질적 평가는 해당 논문 61편 중 무작위대조군 50편에 대해 Cochrane collaboration의 비뚤림 위험 평가도구(Cochrane collaboration’s tool forassessing risk of bias)를 사용하였고, 비 무작위 대조군 연구 11편에 대해서는 RoBANS(risk of bias assessment tool for non-randomized study)를 사용하여 평가하였다.
성능/효과
- 이와 관련, 최근 Jung 등(2017)은 쥐의 골격근을 적출하여 리튬, 인슐린 및 근수축 자극에 따른 골격근내 포도당 이동 반응을 비교 분석하였다. 그 결과, 선행연구와 동일하게 리튬은 그 자체로 골격근의 포도당 섭취를 증가시켰으며, 인슐린 또는 근수축 자극을 병행한 경우 상당한 수준의 포도당 섭취율이 증가되었다. 또한, 32P-labelling 방법을 이용하여 리튬 자극에 따른 GLUT4의 이동경로를 추적해 본 결과에서도 리튬은 GLUT4의 전위후 세포내 저장소로의 회귀를 감소시키는 것으로 나타났다.
- 그 결과, 선행연구와 동일하게 리튬은 그 자체로 골격근의 포도당 섭취를 증가시켰으며, 인슐린 또는 근수축 자극을 병행한 경우 상당한 수준의 포도당 섭취율이 증가되었다. 또한, 32P-labelling 방법을 이용하여 리튬 자극에 따른 GLUT4의 이동경로를 추적해 본 결과에서도 리튬은 GLUT4의 전위후 세포내 저장소로의 회귀를 감소시키는 것으로 나타났다. 즉, 리튬에 의해 GLUT4의 세포막내 수준이 높아지면 GLUT4를 활성화시키는 인슐린 또는 근수축 자극이 소량만 주어져도 혈당이 급속하게 세포내로 유입된다는 것이다.
- 즉, 제 2형 당뇨병 환자 14명을 대상으로 2주간 최대 운동능력의 90% 강도로 60초간 10회 자전거타기를 2주간 총 6회 실시하였다. 연구결과 실험에 참가한 당뇨병 환자들의 골격근내 GLUT4 발현이 현저히 증가하였고 혈당 농도가 크게 감소한 것으로 나타났다. 또한 미토콘드리아 생합성의 증가를 나타내는 인자(complex I, II, III, citrate synthase)들이 유의하게 증가하였다.
- 그러므로, 중강도 이상의 지구성 운동은 비훈련자의 원위신호인자들을 급격하게 증가시키나, 단시간 중강도 이하의 저항성 또는 지구성 운동은 훈련된 사람들의 인슐린 신호전달 체계에 영향을 미치지 않는 것으로 보인다. 즉, 운동은 운동의 형태와 무관하게 양-반응(dose-response) 패턴을 보이지만, 동일한 열량을 소모하는 활동에서는 운동 강도가 높은 경우 인슐린 신호전달 체계의 활성도가 증가됨을 알 수 있다. 인간을 대상으로 실시된 연구에 의하면, 운동의 형태와 상관없이 양-반응 패턴으로 일회성 및 장기간의 신체활동이 인슐린 신호전달체계의 주요 원위신호 인자인 AS160, TBC1D1/4, Rac1, mTOR를 활성화 시키게 되고, 이는 결과적으로 조직의 포도당 섭취를 개선시키게 된다.
- 또한 미토콘드리아 생합성의 증가를 나타내는 인자(complex I, II, III, citrate synthase)들이 유의하게 증가하였다. 즉, 제 2형 당뇨병 환자의 주당 권고 운동시간 보다 50% 낮은 2주간의 고강도 간헐적 운동으로 제 2형 당뇨병 환자의 골격근내 포도당 섭취량과 미토콘드리아 기능을 향상 시켰으며 신체 전반의 신진 대사를 개선시켰다는 것이다. 또한, 비만한 당뇨병 환자와 비만하나 비당뇨병인 사람을 대상으로 실시된 연구에 따르면 건강하고 마른 대조군에 비해 운동 유발 AMPK활성도가 낮았으나, 고강도운동을 통해 AMPK 활성도가 완전히 회복되었다(Sriwijitkamol 등, 2007).
후속연구
- 그러나 아직 cinnamic acid와 그 유도체의 잠재적 효과는 in vitro 및 전임상 시험에서 입증되었을 뿐 임상적 증거는 미비 하다. 따라서, 당뇨병의 예방과 관리 및 그 합병증에 미치는 cinnamic acid의 효과를 평가하기 위해서는 추가 적인 연구가 필요하다.
- 그러나 이들 연구에서 근수축과 인슐린의 자극강도는 매우 높은 수준이었기 때문에, 비만을 동반한 제 2형 당뇨병 환자는 이와 같은 수준의 고강도 활동은 실행가능성이 낮다. 따라서, 추후 리튬 등 보조제의 복합처치와 함께 낮은 강도의 운동/근수축 및 인슐린 처치에 따른 포도당 이동률의 분석이 이루어진다면, 비만을 동반한 제 2형 당뇨병 환자의 혈당 조절을 위한 실효성 있는 중재가 될 수 있을 것이다(Fig. 5).
- 그러나 세포의 포도당 섭취까지는 6분이 소요됨으로 GLUT4 전위와 활성은 시간상 일치되지 않음으로 전위와 활성은 명백하게 구분되는 것이라 할 수 있다. 이러한 결과는 운동이 불가능 하거나 의지가 없는 제 2형 당뇨병 환자들의 인슐린 저항성 개선에 도움을 줄 수있을 것으로 생각된다. 그러나 이들 연구에서 근수축과 인슐린의 자극강도는 매우 높은 수준이었기 때문에, 비만을 동반한 제 2형 당뇨병 환자는 이와 같은 수준의 고강도 활동은 실행가능성이 낮다.
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