[논문]정상인과 녹내장 환자의 혈청 인지질 지방산 농도

정혜연

doi:10.7318/kjfc/2020.35.2.224

정상인과 녹내장 환자의 혈청 인지질 지방산 농도
Fatty Acid Concentration of Serum Phospholipids in Normal and Glaucoma Patients 원문보기

韓國食生活文化學會誌 = Journal of the Korean Society of Food Culture, v.35 no.2, 2020년, pp.224 - 232

Abstract ▼ AI-Helper

Glaucoma is one of the leading causes of blindness worldwide and is characterized by degeneration of the optic nerve. Elevated intraocular pressure (IOP) is the major contributing factor to optic nerve damage. However, some patients develop glaucoma even with normal IOP. Other factors, including age, race, myopia, and nutrition, can affect glaucoma risk. Dietary fat intake and serum fatty acid composition are closely related with the fatty acid profile of the retina and thus can modulate glaucoma risk. In this study, we collected serum samples from 34 glaucoma patients (26 primary open angle glaucoma (POAG) and 8 normal tension glaucoma (NTG)) and 45 healthy controls and analyzed their serum phospholipid fatty acid concentrations. The results show that the ratio of oleic acid to stearic acid (OA/SA), which is an indicator of stearoyl-CoA desaturase activity, was higher in POAG patients when compared to normal controls. The ratio of eicosapentaenoic acid to arachidonic acid (EPA/AA), which is an indirect marker of eicosanoid biosynthesis, was also higher in glaucoma patients (p=0.048). These results imply that dietary fatty acid intake and serum fatty acid profile can influence glaucoma risk. Additional study is necessary to identify the relationship between fatty acids and glaucoma.

주제어

표/그림 (6)

표 General characteristics of the study subjects
표 Serum phospholipid saturated and monounsaturated fatty acid profiles of glaucoma patients and controls
표 Serum phospholipid monounsaturated and saturated fatty acid profiles of POAG and NTG patients and controls
표 Serum phospholipid polyunsaturated fatty acid profiles of glaucoma patients and controls
표 Serum phospholipid polyunsaturated fatty acid profiles of POAG and NTG patients and controls
그림 Eicosapentaenoic-arachidonic acid ratio of serum phospholipid in controls and glaucoma patients

AI 본문요약
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문제 정의

본 환자-대조군 연구는 녹내장 위험과 지방산과의 인과관계 규명을 위한 기초 자료로서 POAG와 NTG 등 녹내장에서 혈중 인지질 지방산 조성에 관하여 조사하였다.

제안 방법

2 mL의 acetyl chloride를 천천히 가한 후 100oC에서 60분간 stirring 하면서 incubation 하였다.냉각한 시료에 6% K₂CO₃ 용액 5 mL을 추가하고 원심분리한 뒤 상층액을 취하여, 불꽃이온화검출기와 fused silicacapillary column을 이용한 기체크로마토그래피(6890A,Hewlett Packard, Wilmington, OH, USA)를 통해 지방산조성을 분석하였다. 동일한 조건 하에서 시행된 GLCreference standards (GLC-87A), OmegawaxTM test min(#4-8476), PUFA-2 (#4-7015, Supelco, Bellefonte, PA,USA) 분석 결과를 해당 지방산의 retention time과 비교하여각 지방산을 규명하였고, Hewlette Packard 3365A seriesIII chemstation integrator로 산출한 값을 총 지방산에 대한면적백분율(area % of total fatty acids)로 환산하여 각 지방산의 양을 산출하였다.
냉각한 시료에 6% K₂CO₃ 용액 5 mL을 추가하고 원심분리한 뒤 상층액을 취하여, 불꽃이온화검출기와 fused silicacapillary column을 이용한 기체크로마토그래피(6890A,Hewlett Packard, Wilmington, OH, USA)를 통해 지방산조성을 분석하였다. 동일한 조건 하에서 시행된 GLCreference standards (GLC-87A), OmegawaxTM test min(#4-8476), PUFA-2 (#4-7015, Supelco, Bellefonte, PA,USA) 분석 결과를 해당 지방산의 retention time과 비교하여각 지방산을 규명하였고, Hewlette Packard 3365A seriesIII chemstation integrator로 산출한 값을 총 지방산에 대한면적백분율(area % of total fatty acids)로 환산하여 각 지방산의 양을 산출하였다.
본 환자-대조군 연구는 녹내장군과 대조군, POAG군 및NTG군과 대조군에서 혈청 인지질 지방산 조성을 조사하고비교하였다. 녹내장 환자군의 연령은 대조군에 비하여 유의하게 높았고(p=0.
환자군은 다시 NTG 환자군과 POAG 환자군으로 재분류하였다. 본인 동의하에 혈액을 채취하였고 설문조사를 통해 생활습관을 조사하였다.
연구대상자의 성별, 연령, 가족력, 과거 질병력, 활동량, 약과 영양제 복용여부, 흡연 및 음주 여부, 그리고 특히 여자에 관해서는 폐경 여부와 시기 등을 설문지를 통한 직접 면접에 의해서 조사하였다.
본 연구에 참여한 대상자는 2000년 1월부터 5월까지 S종합병원 안과에 내원한 녹내장 환자 34명(여자 17명, 남자 17명)과 건강한 정상 성인 45명(여자 21명, 남자 24명)이었고,각각 녹내장 환자군과 대조군으로 분류하였다. 환자군은 다시 NTG 환자군과 POAG 환자군으로 재분류하였다. 본인 동의하에 혈액을 채취하였고 설문조사를 통해 생활습관을 조사하였다.

대상 데이터

본 연구에 참여한 대상자는 2000년 1월부터 5월까지 S종합병원 안과에 내원한 녹내장 환자 34명(여자 17명, 남자 17명)과 건강한 정상 성인 45명(여자 21명, 남자 24명)이었고,각각 녹내장 환자군과 대조군으로 분류하였다. 환자군은 다시 NTG 환자군과 POAG 환자군으로 재분류하였다.

데이터처리

1)The statistical significance of Student’s t-test between control and glaucoma groups.
Strategic Application System (SAS, version 9.4, Cary,NC, USA) 프로그램을 사용하여 자료의 통계적 분석을 수행하였다. 결과는 평균값±표준오차(standard error of themean, SEM) 또는 대상자수와 백분율(%)로 표시하였다.
결과는 평균값±표준오차(standard error of themean, SEM) 또는 대상자수와 백분율(%)로 표시하였다.
군간 분포의 차이 검증을 위해서는 카이제곱검정(Chi-squaredtests) 또는 Fisher의 정확검정(Fisher’s exact tests)을 수행하였고, 환자군과 대조군 등 두 군 간 평균 차이의 검증을 위해서는 Student t-검정을 이용하였다.
군간 분포의 차이 검증을 위해서는 카이제곱검정(Chi-squaredtests) 또는 Fisher의 정확검정(Fisher’s exact tests)을 수행하였고, 환자군과 대조군 등 두 군 간 평균 차이의 검증을 위해서는 Student t-검정을 이용하였다. 세 군 이상의 평균 차이 검증을 위해서는 연령을 통제한 공분산분석(Analysis ofcovariance, ANCOVA)을 실시하고 사후검정으로 Tukey 방법을 사용하였다. 모든 통계적 결과의 유의성 기준은 0.

이론/모형

(1951) 방법에 의해 혈청에서지질을 추출하고, 활성화시킨 20×20 cm2의 TLC (silica gel60)plate를 고정상, hexane/diethyl ether/acetic acid (70/30/1, v/v) 용액을 이동상으로 한 크로마토그래피 방법에 의해인지질을 분획하였다.

성능/효과

0242)가 대조군에 비하여 POAG 환자군에서 유의하게 높은 것으로 나타났다. OA는 대조군 및NTG 환자군에 비하여 POAG 환자군에서 유의하게 높은 것으로 나타났다(p=0.0239). PUFA 조성은 각 군 간 통계적으로 의미 있는 차이가 없었고, 불포화반응과 연장반응의 간접지표인 각 PUFA의 비도 각 군 간 통계적으로 의미 있는 차이가 없었다.
개별 MUFA와 SFA의 조성 및 stearoyl-CoAdesaturase (SCD) 활성의 간접 지표(Paton & Ntambi 2009)가 될 수 있는 팔미트산(palmitic acid, C16:0, PA)에 대한팔미톨레산(palmitoleic acid, C16:1, POA)의 비와 스테아르산(stearic acid, C18:0, SA)에 대한 OA의 비(OA/SA)는 대조군와 녹내장 환자군 간에 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
[Table 4]에는 대조군과 녹내장 환자군에서 혈청 인지질PUFA의 조성을 비교하였고, [Table 5]에는 대조군, POAG환자군, NTG 환자군 등 세 군에서 연령을 통제하여 혈청 인지질 PUFA의 조성을 비교하였다. 개별 PUFA와 n-6계 및n-3계 PUFA의 합계, 총 PUFA의 합계는 모든 군 간 통계적으로 의미 있는 차이가 없었고, n-6계 PUFA 합계에 대한 n-3계PUFA 합계의 비 및 SFA 합계에 대한 PUFA 합계의비도 모든 군 간 통계적으로 의미 있는 차이가 없었다.
긴사슬 PUFA의 불포화반응(desaturation)과 연장반응(elongation)을 간접적으로 반영할 수 있는 지표로서 개별 n6계지방산과 n-3계 지방산의 비를 분석한 결과에서는 대조군과 녹내장 환자군 간 및 대조군, POAG 환자군, NTG 환자군 간에 통계적으로 유의한 차이는 없었다(자료 미제시).
신장, 체중, 체질량지수는 대조군과 녹내장 환자군 등 두군 간에 차이가 없었으나, 연령은 녹내장 환자군이 대조군에비하여 유의하게 높았다. 녹내장 환자군을 NTG와 POAG 환자군으로 분류하여 대조군 등 세 군 간에 비교한 결과도 신장, 체중, 체질량지수는 차이가 없었으나, 연령은 NTG 환자군과 POAG 환자군이 대조군에 비하여 유의하게 높았고NTG 환자군과 POAG 환자군 간에는 차이가 없었다. 노화와관련된 다른 안과 질환과 마찬가지로 녹내장의 위험도 나이가 들면서 증가하는 것으로 알려져 있으며(McMonnies2017), 본 연구에서도 대조군에 비해 녹내장 환자군의 연령이 높았다.
본 환자-대조군 연구는 녹내장군과 대조군, POAG군 및NTG군과 대조군에서 혈청 인지질 지방산 조성을 조사하고비교하였다. 녹내장 환자군의 연령은 대조군에 비하여 유의하게 높았고(p=0.0009), NTG 환자군과 POAG 환자군의 연령도 대조군에 비하여 유의하게 높았다(p=0.0033). 대조군,POAG 환자군, NTG 환자군 등 세 군에서 연령을 통제하여혈청 인지질의 MUFA와 SFA 조성을 비교한 결과, 총MUFA 합계(p=0.
대조군에 비하여 녹내장 환자군의 EPA/AA는 유의하게 높은 것으로 나타났다.대조군, POAG 환자군, NTG 환자군 등 세 군에서 연령을통제하여 EPA/AA 비를 비교한 결과에서는 대조군에 비하여 POAG 환자군과 NTG 환자군이 높은 경향이 있었지만 통계적으로 의미 있는 차이는 아니었다(자료 미제시). 높은 수준의 EPA/AA 비는 아이코사노이드 생합성 과정에 관여함으로써 녹내장과 관련될 수 있는데, n-3 혹은 n-6계 PUFA를 전구체로 하는 프로스타글란딘(prostaglandins) 등 아이코사노이드(eicosanoids)는 눈을 비롯한 인체 조직에서 다양하고 중요한 기능이 있는 국소 호르몬으로 작용하기 때문이다(Jameset al.
0033). 대조군,POAG 환자군, NTG 환자군 등 세 군에서 연령을 통제하여혈청 인지질의 MUFA와 SFA 조성을 비교한 결과, 총MUFA 합계(p=0.0470)와 SCD 활성의 간접 지표가 될 수있는 OA/SA 비(p=0.0242)가 대조군에 비하여 POAG 환자군에서 유의하게 높은 것으로 나타났다. OA는 대조군 및NTG 환자군에 비하여 POAG 환자군에서 유의하게 높은 것으로 나타났다(p=0.
[Figure 1]에는 대조군과 녹내장 환자군에서 혈청 인지질AA에 대한 아이코사펜타엔산(eicosapentaenoic acid, C20:5,n-3, EPA)의 비(EPA/AA)를 비교하였다. 대조군에 비하여 녹내장 환자군의 EPA/AA는 유의하게 높은 것으로 나타났다.대조군, POAG 환자군, NTG 환자군 등 세 군에서 연령을통제하여 EPA/AA 비를 비교한 결과에서는 대조군에 비하여 POAG 환자군과 NTG 환자군이 높은 경향이 있었지만 통계적으로 의미 있는 차이는 아니었다(자료 미제시).
신장, 체중, 체질량지수는 대조군과 녹내장 환자군 등 두군 간에 차이가 없었으나, 연령은 녹내장 환자군이 대조군에비하여 유의하게 높았다. 녹내장 환자군을 NTG와 POAG 환자군으로 분류하여 대조군 등 세 군 간에 비교한 결과도 신장, 체중, 체질량지수는 차이가 없었으나, 연령은 NTG 환자군과 POAG 환자군이 대조군에 비하여 유의하게 높았고NTG 환자군과 POAG 환자군 간에는 차이가 없었다.
PUFA 조성은 각 군 간 통계적으로 의미 있는 차이가 없었고, 불포화반응과 연장반응의 간접지표인 각 PUFA의 비도 각 군 간 통계적으로 의미 있는 차이가 없었다. 아이코사노이드 생합성 패턴의 간접 지표가 될수 있는 EPA/AA 비는 대조군에 비하여 녹내장 환자군에서유의하게 높은 것으로 나타났다(p=0.0483). 혈청 인지질의 지방산 프로파일은 수주에서 수개월 간의 지방산 섭취를 반영할 수 있으며, 안구 조직 내 지방산 조성을 유추할 수 있는지표가 될 수 있다.
[Table 3]에는 대조군, POAG 환자군, NTG 환자군 등세 군에서 연령을 통제하여 혈청 인지질의 MUFA와 SFA조성을 비교하였다. 총 MUFA 합계와 OA/SA 비는 대조군에 비하여 POAG 환자군에서 유의하게 높은 것으로 나타났고 대조군과 NTG 환자군 간, NTG 환자군과 POAG 환자군간에는 통계적으로 의미 있는 차이가 없었다. 한편, OA는 대조군 및 NTG 환자군에 비하여 POAG 환자군에서 유의하게높았고 대조군과 NTG 환자군 간에는 통계적으로 의미 있는차이가 없었다.

후속연구

2009) 연구 대상자의 식사 섭취 지방산 등 혈청 지방산농도에 영향을 줄 수 있는 다른 요인들을 조사하지 않은 것은 본 연구의 제한점이다. 다만, 선행 연구의 결과들을 함께고려할 때 POAG를 비롯한 퇴행성 시신경 질환에 있어서OA 등 MUFA가 관련되어 있을 가능성이 있으므로 이에 대해서는 심도 있는 추가의 연구가 필요할 것이다.
2019) 또 다른 연구에서는 광수용체 간 기질(interphotoreceptor matrix, IPM)의 주요 가용성단백질인 IRBP가 DHA에 비해 OA 등 MUFA와 더 강력한결합함으로써 망막 색소 상피와 간상세포 외절 중 높은 수준의 OA 함량을 초래하는데, 이와 같은 현상은 망막 레티노이드와 지방산 균형 및 수송에 있어 OA가 중요 역할을 수행할 가능성을 보여주는 것이다(Semenova & Converse 2003).본 연구에서 관찰된 POAG 환자군에서 높은 수준의 OA 및OA/SA 비는 POAG에서 OA 합성이 증가되어 있을 가능성을 보여주지만, OA의 혈청 내 수준은 대사 이외에도 식사를통한 섭취 등 다양한 요인에 영향 받기 때문에(Thibaut etal. 2009) 연구 대상자의 식사 섭취 지방산 등 혈청 지방산농도에 영향을 줄 수 있는 다른 요인들을 조사하지 않은 것은 본 연구의 제한점이다. 다만, 선행 연구의 결과들을 함께고려할 때 POAG를 비롯한 퇴행성 시신경 질환에 있어서OA 등 MUFA가 관련되어 있을 가능성이 있으므로 이에 대해서는 심도 있는 추가의 연구가 필요할 것이다.
안압과는 별도로 녹내장발생에 신경 손상과 안구 혈류 이상이 관여할 수 있기 때문에(Chong et al. 2008) 혈류조절 기능이 있는 PG의 전구체PUFA 섭취는 녹내장의 예방과 치료에 도움이 될 수 있을 것으로 추측되며(Mozaffarieh & Flammer 2007) 이에 대한 연구가 필요할 것이다.
녹내장은 망막 신경절세포의 진행성 퇴행을 가져오는 시신경 병증으로 녹내장 환자 및 POAG 환자에서 관찰된 특징적인 혈청 인지질 지방산 패턴은 병태생리학적으로 녹내장과 관련되어 있을 가능성이 있다. 혈청 인지질 지방산은 섭취, 체내 합성과 이용, 산화적 스트레스, 항산화 방어체계 손상 등 다양한 요인에 의해서 영향 받을 수있기 때문에 혈청 녹내장과의 인과관계 규명을 위해서는 식사섭취조사를 비롯한 추가의 심도 있는 연구가 이루어져야할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	녹내장의 잘 알려진 위험요인으로 어떤 것들이 있는가?	녹내장의 잘 알려진 위험요인에는 노화, 인종(흑인에서 상대적으로 빈발), 근시, 가족력, 여성 등이 있는데(Quigley &Broman 2006) NTG는 백인에 비해 일본인과 한국인 등 아시아인에서 발생 빈도가 높은 것으로 알려져 있다(Cho &Kee 2014). 최근에는 영양도 항산화 성질, 혈류와 혈관 내피에 미치는 영향, 신경 보호 등의 메커니즘을 통해 녹내장과관련된 요인으로 생각되며(Ramdas 2018), 특히 식사를 통해섭취한 다가불포화지방산(polyunsaturated fatty acids,PUFA)이 뇌와 망막의 지방산 프로파일에 영향을 주는 것으로 알려지면서(Innis 2008) 지방산과 시각 및 시신경과의 관련성에 대한 연구들이 수행되고 있다.
	녹내장은 무엇인가?	녹내장(glaucoma)은 시신경에 기능 이상을 초래하여 해당하는 시야의 결손을 유발하는 진행성 시신경 병증으로 전 세계적으로 주요한 실명 원인 중 하나이다(Pelletier et al.2016).
	망막 등 세포막에서의 지방산의 필수적인 역할은 어떠한 기능적 변형을 초래하는가?	These results imply that dietary fatty acid intake and serum fatty acid profile can influence glaucoma risk. Additional study is necessary to identify the relationship between fatty acids and glaucoma.

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Yehuda S, Rabinovitz S, Carasso RL, Mostofsky DI. 2002. The role of polyunsaturated fatty acids in restoring the aging neuronal membrane. Neurobiol. Aging, 23(5):843-853

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Korea ministry of health & welfare. 2015 KDRIs, Dietary reference intakes for Koreans. Available from: http://www.korea.kr, [accessed 2020.2.1]

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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