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문제 정의
- 비만으로부터 탈출하기 위해서는 식이습관 및 생활습관의 교정, 식욕억제제나 지방흡수 억제제와 같은 약물치료 등이 있으나 다양한 부작용이 있어 최근에는 체지방 감소에 도움을 주는 건강기능식품을 복용하는 경우가 증가하고 있다6). 이에 따라 비임상연구를 통해 확인된 아로니아 추출물(AMEX)의 체지방 감소 효과를 과학적으로 평가하여 건강기능식품으로 개발하기 위하여 본 연구를 수행하였다.
제안 방법
- 1에서 보여주는 바와 같다. BFM의 변화는 섭취 전 기초평가일과 섭취 12주 후 이루어지는 종료방문 2회에 걸쳐 DEXA를 이용하여 좌우 팔(arms), 동체(trunk)및 좌우 다리(legs) 세 부분으로 구분하여 측정하였다. 섭취 전과 섭취 12주 후 BFM을 비교한 결과, 좌우 팔에서의 BFM 변화량은 두 섭취군 간에 유의적인 차이가 없었으나(시험군 -28.
- 모든 연구대상자들은 전날 무리한 운동을 금하게 하고 충분한 수면을 취하도록 하였다. 공복상태로 원광대학교 광주한방병원에 내원하여 유효성 및 안전성 확인을 위하여 소변검사와 혈액검사를 시행하였으며, 혈액검사는 원칙적으로 12시간 이상 공복상태에서 채혈하여 측정하였다. 혈액학적 검사에서 white blood cell (WBC),red blood cell (RBC), hemoglobin, hematocrit, plateletscount를 검사하였고, 혈액생화학적 검사에서 total bilirubin, alkaline phosphatase (ALP), gamma-glutamyl transferase (gamma-GT), alanine transaminase (ALT), aspartate transaminase (AST), blood urea nitrogen (BUN),glucose, creatinine을 통하여 간기능과 신기능을 검사하였으며, total cholesterol, triglyceride, high density lipoprotein-cholesterol (HDL-C), low density lipoproteincholesterol (LDL-C), non HDL-C와 같은 지질대사 지표를 검사하였다.
- 매 방문 시 24시간 회상법으로 식이섭취량을 조사하였으며, 별도의 운동요법 없이 신체활동량을 조사하였다. 모든 연구대상자의 보호자는 연구 개요에 대해 설명듣고 동의서를 작성한 후 연구에 참여하였으며, 본 연구는 원광대학교 광주한방병원의 기관생명윤리위원회(Institutional Review Board, IRB)의 심의를 통과한 후수행되었다(IRB 승인번호: 2018/24).
- 무작위 배정은 부여받은 연구대상자 번호순서에 따라 미리 생성된 난수표대로 각 군별로 동일한 비율로 배정하였으며, 이중눈가림을 유지하기 위해 무작위 배정표는 임상연구가 종료될 때까지 임상시험과 관련된 모든 연구진들에게 공개하지 않고 의뢰기관인 ㈜웰파인의 담당자가 관리하였으며 투여되는 시험제품은 1일 2회 섭취하도록 하였다.
- 본 인체적용시험에서는 체질량지수 23 kg/m2 이상또는 체지방률 30% 이상인 과체중 혹은 비만인 성인남녀를 대상으로 무작위배정, 이중 눈가림, 위약-대조디자인으로 시행하였다. 12주간의 인체적용시험을 마친 58명을 대상으로 분석한 결과, AMEX군에서의 체지방량과 체지방률은 군 간 유의한 차이를 보이지는 않았으나 경계적 수준에서 유의적인 차이를 보였다.
- 0 g, 덱스트린 150 mg및 구연산 4 mg을 함유하였고, 위약제제에는 덱스트린150 mg 및 구연산 4 mg을 함유하였다. 아로니아 추출물은 70% 주정으로 감압 추출 후 여과 및 60 brix로 농축하여 동결건조하였다. AMEX의 지표성분으로 설정한 cyanidine-3-O-galactoside 함량은 21 mg/g으로 분석하였다.
- 안전성 평가를 위하여 연구 대상자의 방문일마다 이상반응을 문진하였다. 시험제품 섭취 후 손가락 염증을 호소한 연구 대상자가 있었으나 증상이 일시적이었으며 2일 후 완전 치유되었으며, 시험제품 섭취와 인과관계는 없다고 판단하였다.
- 허리둘레는 배꼽을 기준으로 측정하였으며, 연구 대상자가 측정 중에 자연스럽게 호흡하도록 하고 호기 마지막에 측정하였다. 엉덩이둘레는 측면에서 보았을 때 엉덩이 뒷부분 중 가장 돌출된 부분을 수평으로 측정하였다.
- 원광대학교 광주한방병원에서 만 19세 이상의 과체중 및 비만 성인남녀 66명을 대상으로 아로니아 추출물(AMEX)을 12주 섭취하면서 체지방량, 체지방률, 체중,체질량지수, 허리-엉덩이둘레 및 지질대사 지표를 평가하였다. 연구 기간에 스크리닝 방문을 포함한 총 4회의방문을 통해 계획된 평가지표들을 측정하였고 이를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다.
- BFM및 PBF 측정은 이중에너지방사선흡수계측법(dual energyX-ray absorptiometry, DEXA)을 이용하여 측정하였다.연구대상자는 가운을 착용하고 편한 자세로 누워 전신 스캔을 시행하였으며 전신과 팔(왼쪽, 오른쪽), 다리(왼쪽, 오른쪽), 동체로 나누어 측정하였다. 측정결과는 소수점 둘째 자리에서 반올림하여 소수점 첫째 자리까지 표기하였다.
- 원광대학교 광주한방병원에서 만 19세 이상의 과체중 및 비만 성인남녀 66명을 대상으로 아로니아 추출물(AMEX)을 12주 섭취하면서 체지방량, 체지방률, 체중,체질량지수, 허리-엉덩이둘레 및 지질대사 지표를 평가하였다. 연구 기간에 스크리닝 방문을 포함한 총 4회의방문을 통해 계획된 평가지표들을 측정하였고 이를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 이를 위하여 본 인체적용시험에서는 한방재활의학과에 내원한 20세 이상의 과체중 및 비만인을 대상으로 체중, 체질량지수, 체지방량 및 체지방률 등의 전⋅후 차이를 평가지표로 설정하여 아로니아 추출물(Aroniamelanocarpa extract, AMEX)이 유효성 평가지표에 미치는 영향을 평가하였다.
- 특히 아로니아의 생리활성은 anthocyanins과 proanthocyanidins 같은 고함량의 페놀성 화합물과 연관성이 큰 것으로 알려져 있다19). 이처럼 아로니아에 함유된 안토시아닌을 포함한 페놀성 화합물의 항산화 효과는 물론 항비만 효능을 토대로 본 연구를 진행하였다.
- 총 연구기간은 16주로서 4주간 연구대상자 적합성 여부를 확인하는 선별기간을 거쳐 12주간 시험용 제품을 경구 섭취하여 계획된 시점에서 유효성 및 안전성 지표를 측정하였다. 무작위 배정된 66명 중 AMEX를 투여하는 시험군은 33명이었으며, 위약을 복용하는 위약군은 33명이었다.
- 허리둘레와 엉덩이둘레는 단위를 cm로 하였으며, 줄자를 이용하여 각각 소수점 첫째 자리까지 3회 측정하며 측정치의 평균을 소수점 둘째 자리에서 반올림하여 소수점 첫째 자리까지 표기하였다. 허리둘레는 배꼽을 기준으로 측정하였으며, 연구 대상자가 측정 중에 자연스럽게 호흡하도록 하고 호기 마지막에 측정하였다. 엉덩이둘레는 측면에서 보았을 때 엉덩이 뒷부분 중 가장 돌출된 부분을 수평으로 측정하였다.
- 허리둘레와 엉덩이둘레는 단위를 cm로 하였으며, 줄자를 이용하여 각각 소수점 첫째 자리까지 3회 측정하며 측정치의 평균을 소수점 둘째 자리에서 반올림하여 소수점 첫째 자리까지 표기하였다. 허리둘레는 배꼽을 기준으로 측정하였으며, 연구 대상자가 측정 중에 자연스럽게 호흡하도록 하고 호기 마지막에 측정하였다.
- 공복상태로 원광대학교 광주한방병원에 내원하여 유효성 및 안전성 확인을 위하여 소변검사와 혈액검사를 시행하였으며, 혈액검사는 원칙적으로 12시간 이상 공복상태에서 채혈하여 측정하였다. 혈액학적 검사에서 white blood cell (WBC),red blood cell (RBC), hemoglobin, hematocrit, plateletscount를 검사하였고, 혈액생화학적 검사에서 total bilirubin, alkaline phosphatase (ALP), gamma-glutamyl transferase (gamma-GT), alanine transaminase (ALT), aspartate transaminase (AST), blood urea nitrogen (BUN),glucose, creatinine을 통하여 간기능과 신기능을 검사하였으며, total cholesterol, triglyceride, high density lipoprotein-cholesterol (HDL-C), low density lipoproteincholesterol (LDL-C), non HDL-C와 같은 지질대사 지표를 검사하였다.
대상 데이터
- 총 연구기간은 16주로서 4주간 연구대상자 적합성 여부를 확인하는 선별기간을 거쳐 12주간 시험용 제품을 경구 섭취하여 계획된 시점에서 유효성 및 안전성 지표를 측정하였다. 무작위 배정된 66명 중 AMEX를 투여하는 시험군은 33명이었으며, 위약을 복용하는 위약군은 33명이었다. 무작위 배정된 66명의 연구대상자 중 체지방지수의 초과치, 체지방량의 이상치 및 당뇨환자의 자료는 통계분석에서 제외하고 총 58명(시험군 28명, 위약군 30명)을 분석 대상으로 삼았다.
- 무작위 배정된 66명 중 AMEX를 투여하는 시험군은 33명이었으며, 위약을 복용하는 위약군은 33명이었다. 무작위 배정된 66명의 연구대상자 중 체지방지수의 초과치, 체지방량의 이상치 및 당뇨환자의 자료는 통계분석에서 제외하고 총 58명(시험군 28명, 위약군 30명)을 분석 대상으로 삼았다.
- 본 연구에 참여한 연구대상자 중 66명이모두 여성이었고, 평균 연령은 37.65±8.15세이었다.
- 본 인체적용시험에 참여하여 최소한 1회 이상 인체적용시험용 제품을 섭취한 연구 대상자는 총 66명이며 이들을 대상으로 인구학적 정보를 분석하여 Table I에 요약하였다. 본 연구에 참여한 연구대상자 중 66명이모두 여성이었고, 평균 연령은 37.
- 본 임상연구에 사용된 AMEX는 ㈜웰파인(횡성, 한국)에서 액상 파우치 형태로 제조하였으며, 시험제제에는 파우치당 아로니아 추출물 1.0 g, 덱스트린 150 mg및 구연산 4 mg을 함유하였고, 위약제제에는 덱스트린150 mg 및 구연산 4 mg을 함유하였다. 아로니아 추출물은 70% 주정으로 감압 추출 후 여과 및 60 brix로 농축하여 동결건조하였다.
- 원광대학교 한의대학교 부속 광주한방병원 재활의학과에서 원내 및 신문광고를 통해 자원자를 모집하였고, 체질량지수(body mass index, BMI) 23 kg/m2 이상 또는 체지방률 30% 이상인 과체중 혹은 비만에 해당하는 만19세 이상의 연구대상자 66명을 인체적용시험에 무작위 배정하였다.
데이터처리
- 또한 활력징후의 반복측정에 대해서 섭취군 간 비교와 섭취군내 비교를 반복측정분산분석(repeated measure analysis ofvariance) 및 선형혼합모형(linear mixed model) 등을 적용하여 실시하였으며, 통계적 유의수준은 α=0.05로 설정하였다.
- 모든 통계분석은 SAS 9.3 버전(SAS Institute Inc., Cary,NC, USA)을 사용하여 이루어졌으며 각 자료는 평균±표준편차로 표기하였다.
- 통계적 분석은 full analysis set(FAS) 분석으로 하였으며 각 군 내의 평가지표 치료 전⋅후 비교는 paired t-test를 시행하였으며, 각 항목별 군간 시험용제품 투여 전⋅후 간의 평균치 차이검증을 비교하기 위해 independent t-test를 이용하여 분석하였다.
이론/모형
- 신체에 있는 지방의 총량을 체지방량(body fat mass,BFM; g)이라 하고, 체지방이 체중에서 차지하는 비율을 체지방률(percent body fat, PBF; %)이라고 한다. BFM및 PBF 측정은 이중에너지방사선흡수계측법(dual energyX-ray absorptiometry, DEXA)을 이용하여 측정하였다.연구대상자는 가운을 착용하고 편한 자세로 누워 전신 스캔을 시행하였으며 전신과 팔(왼쪽, 오른쪽), 다리(왼쪽, 오른쪽), 동체로 나누어 측정하였다.
성능/효과
- 1. 연구에 참여한 연구 대상자들의 체중 및 체질량지수 변화량은 시험군에서 통계적으로 유의한 감소를보였으나(p<0.05), 군 간 비교에서는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05).
- 이상또는 체지방률 30% 이상인 과체중 혹은 비만인 성인남녀를 대상으로 무작위배정, 이중 눈가림, 위약-대조디자인으로 시행하였다. 12주간의 인체적용시험을 마친 58명을 대상으로 분석한 결과, AMEX군에서의 체지방량과 체지방률은 군 간 유의한 차이를 보이지는 않았으나 경계적 수준에서 유의적인 차이를 보였다. 체중 및 체질량지수에서는 군 내에서 유의한 개선을 보였으나군 간의 유의적인 차이는 없었다.
- 2. 하체의 체지방량 및 체지방률은 시험군에서 감소되고 위약 대조군에서 증가하여 경계적 수준에서군 간 개선되는 경향을 보여주었다(각각 p=0.090 및p=0.087).
- 3. 허리둘레, 엉덩이둘레 및 허리-엉덩이둘레비는 군간 유의적인 차이가 없었다(p>0.05).
- 4. 혈중 total cholesterol, triglyceride, LDL-C 농도는군 간 유의적인 차이가 없었으나(p>0.05), HDL-C 농도는 군 간 유의적 개선 경향을 보여주었다(p=0.067).
- 5. 이상반응 모니터링, 진단검사의학 검사, 활력징후및 심전도 등의 안전성 지표에서 유의할 만한 변화혹은 차이가 없었다.
- AMEX 섭취가 혈중 지질농도에 미치는 효과를 확인한 결과, 섭취 전 대비 섭취 12주 후 total cholesterol, triglyceride, LDL-C 및 non HDL-C 모두에서 군 간 유의적인차이가 없었다(p>0.05).
- 또한 AMEX 섭취군의 인체적용시험 전⋅후 간기능 및 신기능 검사를 포함한실험실 검사 및 활력징후에서 임상적으로 유의할 만한 변화가 없어 인체에 안전한 기능성식품 소재라고 판단되었다.
- 시험제품 섭취 후 손가락 염증을 호소한 연구 대상자가 있었으나 증상이 일시적이었으며 2일 후 완전 치유되었으며, 시험제품 섭취와 인과관계는 없다고 판단하였다. 또한 매 방문 시 수축기혈압, 이완기혈압, 맥박수, 체온을 측정하였을 때 정상범위를넘어선 활력징후는 측정되지 않았으며, 헤모글로빈 항목에서 군 간 유의적인 차이가 확인되었으나 정상 참고치 범위 이내에서 변동된 수치로서 임상적으로 유의할만한 변화는 아닌 것으로 판단하였다. 이 외의 혈액검사상 WBC, RBC, hematocrit, platelets count, total bilirubin,ALP, gamma-GT, ALT, AST, BUN, glucose, creatinine을 비교한 결과 시험군 및 위약군의 인체적용시험 제품의 섭취 전⋅후에 유의한 차이를 보이지 않았다(Table III).
- 본 인체적용시험 결과 AMEX를 섭취하는 동안 식사섭취량 및 신체활동량 조절 없이 평상시 식습관 및 신체활동을 유지하였음에도 불구하고 체지방량과 체지방률등이 개선되는 경향의 효과를 보여주었다. 비록 통계적으로 유의적인 개선효과가 아닌 경향일지라도 AMEX섭취와 함께 식사조절과 운동이 병행될 경우 체지방 감소에 더욱 효과적일 것으로 생각되며, 추후 연구대상자수의 확대 및 섭취기간의 연장을 통한 AMEX의 체지방개선 효과 및 지질대사 지표 개선을 평가하기 위한 후속 연구도 필요할 것으로 생각된다.
- 본연구에서는 AMEX 섭취로 혈중 HDL-C 농도가 경계적수준에서 군 간 유의적인 차이를 보였으나(p=0.067) 혈중 total cholesterol, triglyceride 및 LDL-C 농도에는 유의적인 변화가 없었다(p>0.05).
- 본인체적용시험에서도 12주 간의 AMEX 섭취로 하체의체지방량 또는 체지방률이 감소되는 경향을 경계적 유의수준에서 확인하였고(p=0.090, p=0.087), 체중 및 체질량지수는 제한적으로 군 내에서 유의적인 개선이 있었으나 군 간에서는 유의한 차이가 없었다(p>0.05).
- 섭취 전 대비 섭취 12주 후 좌우 팔의 체지방률(PBF)변화량을 비교한 결과에서는 두 섭취군 간에 유의적인 차이가 없었고(시험군 -0.22±2.17%, 위약군0.23±2.12%;p>0.05), 좌우 다리에서의 PBF 변화량은 두 섭취군 간에 경계적 수준에서 유의한 경향을 보여주었다(시험군-0.41±2.47%, 위약군 0.57±1.81%; p=0.087).
- 섭취 전과 섭취 12주 후 BFM을 비교한 결과, 좌우 팔에서의 BFM 변화량은 두 섭취군 간에 유의적인 차이가 없었으나(시험군 -28.00±216.35 g, 위약군 -16.85±239.38 g;p>0.05) 좌우 다리에서의 BFM 변화량은 두 섭취군 간에 유의적인 경향을 보여주었다(시험군 -174.32±1005.54 g,위약군 208.35±618.98 g, p=0.090).
- 시험군의 HDL-C농도는 섭취 전57.21±16.14 mg/dL에서 섭취 후 61.25±18.86 mg/dL로개선되는 경향을 보였고(p=0.074), 위약군에서는 64.07±13.39 mg/dL에서 61.02±13.86 mg/dL로 감소하여 두 섭취군 간에 경계적 수준에서 유의적인 차이가 있었다(p=0.067)(Table II).
- 안전성 평가를 위하여 연구 대상자의 방문일마다 이상반응을 문진하였다. 시험제품 섭취 후 손가락 염증을 호소한 연구 대상자가 있었으나 증상이 일시적이었으며 2일 후 완전 치유되었으며, 시험제품 섭취와 인과관계는 없다고 판단하였다. 또한 매 방문 시 수축기혈압, 이완기혈압, 맥박수, 체온을 측정하였을 때 정상범위를넘어선 활력징후는 측정되지 않았으며, 헤모글로빈 항목에서 군 간 유의적인 차이가 확인되었으나 정상 참고치 범위 이내에서 변동된 수치로서 임상적으로 유의할만한 변화는 아닌 것으로 판단하였다.
- 위약군의 경우 인체적용시험 전,후에서 체중과 BMI는 유의적인 차이가 없었으나, 시험군에서는 체중이 65.17±5.62 kg에서 63.67±5.61 kg으로 유의하게 감소하였고(p<0.01), BMI 역시 26.00±1.87 kg/m2에서 25.50±2.11 kg/m2으로 유의적인 감소를 보였다(p0.05).
- 이 외의 혈액검사상 WBC, RBC, hematocrit, platelets count, total bilirubin,ALP, gamma-GT, ALT, AST, BUN, glucose, creatinine을 비교한 결과 시험군 및 위약군의 인체적용시험 제품의 섭취 전⋅후에 유의한 차이를 보이지 않았다(Table III).
- 체중 및 체질량지수에서는 군 내에서 유의한 개선을 보였으나군 간의 유의적인 차이는 없었다. 지질대사 지표를 비교하였을 때, 12주째 혈중 total cholesterol, triglyceride및 LDL-C 농도에서는 시험군 간에 유의적인 차이가 없었으나 HDL-C 농도는 시험군에서 증가하는 경향을 보이고 위약군에서 감소하여 경계적 수준에서 군 간 유의적인 차이를 보였다.
- 평균 BMI는 26.21±2.77 kg/m2이었고, 평균수축기혈압은 118.00±6.49 mmHg, 평균 이완기혈압은 70.02±9.31 mmHg, 평균 맥박수는 71.85±8.75 회/분이었다.
- 이와 같이 통계적으로 유의한 수준의 개선효과를 얻지 못한 이유를 추측해 보면 비만을 개선하기 위해서는 체중감량을 위한 식이요법과 함께 유산소 운동 등의 중재가 필요하다는 것이 최신 지견인데22), 본 인체적용시험에서는 식이요법과 생활습관을 제한하거나 교육하는 등의 적극적인 중재없이 수행한데서 기인한 것으로 생각된다. 한편, in vivo 연구에서 AMEX 경구투여 시 혈중 총콜레스테롤, 중성지방 및 저밀도 콜레스테롤 농도가 감소하는 것이 확인되었다. 아로니아 섭취가 혈중 지질대사에 미치는 영향을 확인한 선행 타 임상연구에서 아로니아 쥬스는 저밀도 콜레스테롤을 감소시키고 고밀도 콜레스테롤 농도를 증가시킨다고 보고되었다23).
후속연구
- 본 인체적용시험 결과 AMEX를 섭취하는 동안 식사섭취량 및 신체활동량 조절 없이 평상시 식습관 및 신체활동을 유지하였음에도 불구하고 체지방량과 체지방률등이 개선되는 경향의 효과를 보여주었다. 비록 통계적으로 유의적인 개선효과가 아닌 경향일지라도 AMEX섭취와 함께 식사조절과 운동이 병행될 경우 체지방 감소에 더욱 효과적일 것으로 생각되며, 추후 연구대상자수의 확대 및 섭취기간의 연장을 통한 AMEX의 체지방개선 효과 및 지질대사 지표 개선을 평가하기 위한 후속 연구도 필요할 것으로 생각된다.
- 이상의 결과에서 아로니아 추출물은 과체중 또는 비만 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단되나, 측정된모든 지표에서 일관된 결과를 보이지 않고 통계적인 유의성을 충분히 확보하지 못하여 추후 충분한 대상자 수를 확보한 인체적용시험이 필요할 것으로 생각된다.
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