[논문]한식의 체내 대사에 미치는 영향에 대한 연구: 소변 유기산 분석을 통한 한식의 효과

신필경; 천수경; 김명선; 박선주; 김민정; 권대영; 김경철; 이해정; 최상운

doi:10.4163/jnh.2020.53.3.231

한식의 체내 대사에 미치는 영향에 대한 연구: 소변 유기산 분석을 통한 한식의 효과
Traditional Korean diet can alter the urine organic acid profile, which may reflect the metabolic influence of the diet 원문보기

Journal of nutrition and health, v.53 no.3, 2020년, pp.231 - 243

신필경 (차의과학대학교 종합연구원) , 천수경 (차의과학대학교 종합연구원) , 김명선 (한국식품연구원 헬스케어연구단) , 박선주 (가천대학교 식품영양학과) , 김민정 (한국식품연구원 헬스케어연구단) , 권대영 (한국식품연구원 헬스케어연구단) , 김경철 (강남메이저병원) , 이해정 (가천대학교 식품영양학과) , 최상운 (차의과학대학교 종합연구원)

초록
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소변은 쉽게 채취할 수 있으며 체내의 상태를 파악하기에 좋은 시료라고 할 수 있다. 본 연구에서는 2주간의 한식 섭취 후 변화된 소변 유기산 지표를 찾을 수 있었다. 그 결과 에너지 대사와 관련 있는 대사산물인 succinate, hydroxymethylglutarates 뿐만 아니라 tryptophan 대사물로써 신경전달 물질대사 지표인 5-hydroxyindoleacetate, 비타민 B6, 염증, 면역과도 관련이 있는 kynurenate, 장내세균과 관련 있는 indican이 한식의 섭취를 통해 유의한 차이로 변화하는 것을 확인하여 한식의 효능이 어떤 대사를 통하여 이루어 지는지의 방향 제시를 하였다. 또한 소변 유기산이 한식의 대사에 미치는 영향을 측정하는 생체지표로서의 활용 가능성도 보여주었다. 객관적인 지표로서 확증하기 위해 더욱 큰 표본에서의 연구, 성별, 질병별 다양화한 연구를 통해 관찰된 지표들의 재현성을 확인하여 생체 지표로서의 유효성 검증이 필요하겠다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: To determine the metabolic influence of the traditional Korean diet (K-diet), which has been regarded as a healthy diet, we investigated the profile of urine organic acids that are intermediates of various types of metabolism including energy metabolism. Methods: Ten women aged 50-60 years were recruited and randomly divided into 2 diet groups, K-diet and control diet, the latter of which is a Westernized Korean diet that is commonly consumed by Koreans nowadays. Before and after the 2-week intervention, 46 urine organic acids were determined using LC/MS/MS, along with clinical parameters. Results: The average concentrations of succinate (4.14 ± 0.84 ㎍/mg creatinine vs. 1.49 ± 0.11, p = 0.0346) and hydroxymethylglutarate (3.67 ± 0.36 ㎍/mg creatinine vs. 2.97 ± 0.29, p = 0.0466), both of which are intermediates of energy metabolism, decreased in the K-diet group after the 2-week intervention, but these were not observed in the control diet group. In particular, the average concentration of succinate in the K-diet group was lower than that in the control group (3.33 ± 0.56 ㎍/mg creatinine vs. 1.49 ± 0.11, p = 0.0284) after 2 weeks. The concentrations of two tryptophan metabolites, 5-hydroxyindolacetate (3.72 ± 0.22 ㎍/mg creatinine vs. 3.14 ± 0.21, p = 0.0183) and indican (76.99 ± 8.35 ㎍/mg creatinine vs. 37.89 ± 10.06, p = 0.0205) also decreased only in the K-diet group. After the 2-week intervention, the concentration of kynurenate, another tryptophan metabolite, was lower in the K-diet group than that in the control diet group (3.96 ± 0.51 ㎍/mg creatinine vs. 2.90 ± 0.22, p = 0.0356). Interestingly, the urine level of kynurenate was positively correlated with BMI (r = 0.61424, p = 0.0003) and total cholesterol (r = 0.46979, p = 0.0088), which decreased only in the K-diet group (239.40 ± 15.14 mg/dL vs. 198.20 ± 13.25, p = 0.0163). Conclusion: The K-diet alters the urinary excretion of organic acids involved in energy metabolism and tryptophan metabolism, suggesting the influence of the K-diet on these types of metabolism. Urine organic acids changed by the K-diet may serve as biomarkers in future studies.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 현재 한국인들이 섭취하는 서구화된 한식을 대조군으로 하여, 전통 한식 섭취군과 대조군의 소변 유기산을 분석하여 전통 한식 섭취가 체내 어떤 대사에 영향을 미치는지 객관 적으로 판정해 보고자 하였다.

제안 방법

10명의 대상자들은 무작위로 대조군 (control diet)과 한식군 (Korean diet; K-diet), 두 군으로 각 5명씩 나누어 2주 동안 섭취하도록 하였다. 또한, 식이 섭취 이외 환경적 요인을 고려하여 2주간 통제가 가능한 펜션에서 대상자가 숙식하였으며 운동량 및 신체 활동을 동일하게 관리하였다.
제공된 음식을 섭취한 후에 잔반량을 측정하여 실제 섭취량을 환산하여 주요 영양성분 및 주요 식품군으로 표기 하였다. 모든 식단은 가천대 식품영양학과 연구진이 작성하고 식이 섭취 및 잔반량 측정 및 식사 관리를 총괄하였다.
임상 연구 전, 후 대상자의 신장, 체중, 허리둘레, 혈압을 측정하였고 신장, 체중을 토대로 체질량 지수 (BMI)를 계산하였다. 연구 시작 전과 2주 후 12시간 공복 상태에서 혈액을 수집하여 총 콜레스테롤, 저밀도 콜레스테롤, 고밀도 콜레스테롤, 중성지방, 공복혈당을 강남차병원 임상병리과에서 자동화학 분석기 (Hitachi, Tokyo, Japan)로 측정하였다.

대상 데이터

대상자 선정기준은 체질량 지수 (body mass index, BMI) 25 이상 30 미만의 비만이며, 총 콜레 스테롤의 상승이 있으나 (cholesterol 200-270 mg/dL) 고혈압, 당뇨병이 없으며 고지혈증약과 여성 호르몬제를 복용하지 않는 여성으로 하였다. 다른 질병 또는 장애 등의 이유로 연구자의 판단 하에 본 연구에 참여하기 부적당하다고 판단되는 대상자는 제외하였다.

데이터처리

모든 결과는 평균 ± 표준오차로 나타냈다. 대조군과 한식군 간 비교를 위해 independent 2-sided samples t-test를 사용하였고 각 군의 전, 후의 차이를 비교하기 위해 paired samples t-test를 사용하였다. 또한 유기산과 임상 지표와의 상관관계는 Spearman correlation 분석을 통해 나타내었고 모든 결과의 유의성은 p-value 0.

이론/모형

덮밥의 경우는 남긴 밥과 소스류를 따로 측정하여 섭취량과 영양소를 계산하였으며, 국의 경우 국물과 건더기의 잔반량을 각각 계산하여 각각의 섭취량과 영양소를 계산하였다. 영양소는 제공된 음식의 레시피를 이용하여 CAN-Pro 5.0 (The Korean Nutrition Society, Seoul, Korea)으로 산출하였다.

성능/효과

본 연구는 전통 한식의 대사에 미치는 영향을 소변 유기산을 이용하여 관찰한 선행 연구이다. 2주간의 짧은 기간이었으나 총 콜레스테롤은 의미 있는 감소가 있었으며, 신체 계측 지수가 변화하기 전에 소변 유기산은 의미 있는 변화를 보여 향후 한식의 효과를 판정하는데 소변 유기산이 예민한 지표가 될 가능성을 보여주었다. 흥미로운 점은 에너지 대사와 관련하여 succinate와 HMG가 변화하였고, tryptophan 대사와 관련된 5-HIAA, kynurenate 및 indican의 변화가 관찰되어 한식이 이런 대사에 영향을 준다는 가설을 세울 수 있게 되었다.
2주간의 짧은 기간이었으나 총 콜레스테롤은 의미 있는 감소가 있었으며, 신체 계측 지수가 변화하기 전에 소변 유기산은 의미 있는 변화를 보여 향후 한식의 효과를 판정하는데 소변 유기산이 예민한 지표가 될 가능성을 보여주었다. 흥미로운 점은 에너지 대사와 관련하여 succinate와 HMG가 변화하였고, tryptophan 대사와 관련된 5-HIAA, kynurenate 및 indican의 변화가 관찰되어 한식이 이런 대사에 영향을 준다는 가설을 세울 수 있게 되었다.

후속연구

46 개의 유기산도 특정 대사를 중점적으로 측정한 것이 아니고 여러 가지 대사를 표본적으로 검사한 것이어서 명확히 어떤 대사에 영향을 준다는 결론을 얻을 수도 없었다. 그럼에도 불구하고 전통한식의 섭취가 총콜레스테롤의 감소 뿐만이 아니라 에너지 대사와 tryptophan 대사에 관련된 소변유기산들의 변화를 초래한다는 것을 관찰하였기에 이에 대한 앞으로의 연구가 더 기대가 된다.
부족시 증가하여 소변으로의 배설이 증가할 수 있다 [33]. 이번 실험에서 전통 한식이 비타민 B₂ 와 B₆ 를 충분히 공급하여서 kynurenate의 분해가 정상화되어 소변으로의 kynurenate 분비가 감소하였을 수도 있겠으나, 다른 tryptophan 대사물도 함께 감소하였기 때문에 이에 대한 보다 자세한 연구가 필요하겠다. 최근 kynurenate와 그 대사물질은 상당히 주목을 받아왔는데 직간접적으로 다양한 신경전달물질 시스템을 조절할 수 있어 정신질환과 신경질환의 병인에도 관여 하고 있고, 감염이나 스트레스와도 관련이 있다 [34].
이렇게 많은 역할을 하는 kynurenate의 변화는 한식의 중요한 기능을 연구하는 데 도움이 될 것으로 여겨진다. 특히 이번 연구에서 kynurenate 농도는 총 콜레스테롤과 BMI와도 양의 상관관계가 있어서 비만, 고지혈증 연구에도 유효하게 쓰일 수 있을 것으로 좀 더 자세한 연구가 필요하다.

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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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