[논문]누에와 누에번데기의 혈청지질에 미친 영향에 대한 메타분석

김은주; 이소영; 김애정

doi:10.5762/kais.2020.21.11.273

누에와 누에번데기의 혈청지질에 미친 영향에 대한 메타분석
Meta-Analysis on the Effect of Serum Lipids Levels in Silkworm and Silkworm Pupae 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.21 no.11, 2020년, pp.273 - 282

김은주 (경기대학교 일반대학원 대체의학과) , 이소영 (경기대학교 일반대학원 대체의학과) , 김애정 (경기대학교 일반대학원 대체의학과)

초록
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본 연구는 경제적, 사회적, 환경적으로 가치가 있는 미래의 식량자원인 곤충식품의 산업적 활용도를 높이고자 최근 10년간(2009년~2019년) 발표된 곤충식품들 중 누에와 누에번데기의 생리활성 연구자료를 수집하여 혈청 지질 수준 개선에 대한 메타분석을 실시하였다. 누에와 누에번데기 연구물의 총 편수는 20편이었으며, 총 사례 수는 261개로 산출되었다. 연구단위로 분석한 연구의 수는 총 20개였다. 전체 연구결과의 효과크기는 0.852로 큰 효과크기였으며, 95% 신뢰구간의 범위는 0.662~0.999였다. Q 값은 23.264(p<0.001), Higgin's I² 값은 92.217로 각각의 연구가 이질성이 있다고 확인되었다. 관측값과 추정치를 보정한 관측값이 0.654로 동일하게 나타나 출판편향은 없었다. 누에 연구는 혈당과 혈중지질이 각각 0.801, 0.948로 큰 효과크기였으며, 그중 LDL-콜레스테롤은 1.371로 매우 큰 효과크기였다. 간 세포 손상(AST/GOT)은 0.768, 만성 간 세포 손상(ALT/GPT)은 0.788로 중간 효과크기였다. 실험기간은 5~8주가 1.170, 섭취량은 1~50 mg/kg이 1.020으로 매우 큰 효과크기였다. 누에번데기는 혈중지질과 총 콜레스테롤이 각각 0.991, 0.951로 큰 효과크기였다. 실험기간은 9주 이상이 1.103으로 매우 큰 효과크기였으며, 섭취량은 5001 mg/kg 이상이 0.855로 큰 효과크기를 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study analyzed the physiological effects of silkworms and silkworm pupae on the reduction of serum lipid levels. Research data specific to silkworms and their pupae published over the last 10 years were collected and analyzed. A large effect size of 0.852 was observed in the overall results and the range of 95% confidence intervals was 0.662 to 0.999. The Q value was 23.264, the Higgin's I2 value was 92.217, indicating that each study was heterogeneous. There was no publication bias, as the corrected observed number of statistically significant effect sizes and the expected number of statistically significant effect sizes were both 0.654. The silkworm study showed a large effect size with respect to blood sugar and blood lipid reduction at 0.801 and 0.948, respectively, and LDL-cholesterol reduction at 1.371, showing a very large effect size. Aspartate transaminase / glutamic oxaloacetic transaminase (AST/GOT) was 0.768, alanine transaminase /glutamate-pyruvate transaminase (ALT/GPT) was 0.788, which was a medium effect size. The experiment period had a very large effect size of 1.170 for five to eight weeks and 1.020 for an intake of 1 to 50 mg/kg. The silkworm pupae had a large effect size of 0.991 and 0.951, respectively on blood lipids and total cholesterol reduction. The experimental period showed a very large effect size at 1.103 for more than nine weeks, and the intake showed a large effect size at 0.855 for 5001 mg/kg.

주제어

표/그림 (12)

그림 Fig. 1. Prisma flow diagram
표 Table 1. Characteristics and variable of study
표 Table 2. Total effect size of silkworm, silkworm pupae
그림 Fig. 2. Forest plot of meta-analysis of silkworm, silkworm pupae studies
그림 Fig. 3. Funnel plot for evaluation of publication bias on overall intervention of in silkworm, silkworm pupae studies (a) Observed values (b) Adjusted values
표 Table 3. Duval and Tweedie's trim and fill test results
표 Table 4. The effect size of silkworm by intervention
표 Table 5. The effect size of silkworm by week
표 Table 6. The effect size of silkworm by amount of intake
표 Table 7. The effect size of silkworm pupae by intervention
표 Table 8. The effect size of silkworm pupae by week
표 Table 9. The effect size of silkworm pupae by amount of intake

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 누에와 누에번데기와 같은 곤충식품의 활용도를 높이고자 최근 10년간(2009년∼2019년) 발표된 누에와 누에번데기의 생리활성 연구 자료를 수집하여 혈청지질 수준에 미친 효과크기를 분석하였다.
본 연구는 곤충식품 중 누에와 누에번데기의 섭취가 당뇨병과 간장 질환의 개선에 미친 효과크기를 알아보고자 메타분석(meta-analysis)을 실시하였다. 선정된 선행 연구는 연구 설계, 연구시기, 곤충식품(누에, 누에번데기), 실험집단의 수, 실험 기간, 곤충식품 투여량 등과 당뇨병과 간장 질환에 관련된 7개의 중재변인(혈액 내의 혈당량, 중성지방, 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, AST/GOT, ALT/GPT)을 선정하여 각각의 효과크기를 산출하였다.
본 연구는 곤충식품의 산업적 활용가치를 높이고자 최근 10년간(2009년∼2019년) 발표된 누에와 누에번데기의 생리활성 연구자료를 수집하여 혈청지질 수준에 미친 효과크기를 분석하였다.

제안 방법

누에와 누에번데기에 대한 연구대상은 실험재료의 추출물을 투여한 실험집단과 대조군으로 설정하였으며, 중재변인은 당뇨 및 간장 질환을 판단하는 자료인 혈액성상(혈당량, 중성지방, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, AST/GOT, ALT/GPT)으로 구분하였다. 그에 따른 중재특성은 실험재료 추출물의 실험기간과 섭취량으로 구분하였다.
누에 연구의 실험 기간은 1∼4주, 5∼8주, 9∼12주, 13주 이상의 4가지 범위로 분류하였으며, 효과크기에 대한 분석결과는 Table 5에 제시한 바와 같다.
누에번데기 연구의 실험기간은 1∼4주, 5∼8주, 9주 이상의 3가지로 분류하였으며, 효과크기에 대한 분석결과는 Table 8에 제시한 바와 같다.
누에번데기 연구의 중재변인은 혈당(blood glucose), 혈중지질(triglyceride), 총 콜레스테롤(total cholesterol), HDL-콜레스테롤(HDL-cholesterol), LDL-콜레스테롤(LDL-cholesterol)로 분류하였고, 효과크기에 대한 분석결과는 Table 7에 제시한 바와 같다. 중재변인의 종류에 따른 효과크기의 사례 수는 다음과 같다.
누에번데기의 섭취량에 따라 1∼50 mg/kg, 1000∼5000 mg/kg, 5001 mg/kg 이상의 3가지 범위로 분류하였으며, 효과크기에 대한 분석결과는 Table 9에 제시한 바와 같다.
누에와 누에번데기에 대한 총 20편의 연구논문의 특성을 연구방법, 연구대상, 중재특성, 연구변인에 따른 것으로 분류하였으며, 그 특성은 Table 1에 제시하였다. 누에와 누에번데기에 대한 연구대상은 실험재료의 추출물을 투여한 실험집단과 대조군으로 설정하였으며, 중재변인은 당뇨 및 간장 질환을 판단하는 자료인 혈액성상(혈당량, 중성지방, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, AST/GOT, ALT/GPT)으로 구분하였다. 그에 따른 중재특성은 실험재료 추출물의 실험기간과 섭취량으로 구분하였다.
누에와 누에번데기에 대한 총 20편의 연구논문의 특성을 연구방법, 연구대상, 중재특성, 연구변인에 따른 것으로 분류하였으며, 그 특성은 Table 1에 제시하였다. 누에와 누에번데기에 대한 연구대상은 실험재료의 추출물을 투여한 실험집단과 대조군으로 설정하였으며, 중재변인은 당뇨 및 간장 질환을 판단하는 자료인 혈액성상(혈당량, 중성지방, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, AST/GOT, ALT/GPT)으로 구분하였다.
본 연구는 지난 10년간 출판된 국내·외 누에와 누에번데기와 당뇨병과 간장 질환 관련 실험논문을 수집한 후 연구결과를 종합적으로 분석하였다.
본 연구에서는 이질성 여부를 확인하고자 숲도표(forest plot)를 통해 신뢰구간이 겹치는지 확인하는 방법과 Cochran’s Q 검정(카이제곱 검정법)과 Higgin's I2 statistics 등으로 확인하였다[19].
본 연구는 곤충식품 중 누에와 누에번데기의 섭취가 당뇨병과 간장 질환의 개선에 미친 효과크기를 알아보고자 메타분석(meta-analysis)을 실시하였다. 선정된 선행 연구는 연구 설계, 연구시기, 곤충식품(누에, 누에번데기), 실험집단의 수, 실험 기간, 곤충식품 투여량 등과 당뇨병과 간장 질환에 관련된 7개의 중재변인(혈액 내의 혈당량, 중성지방, 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, AST/GOT, ALT/GPT)을 선정하여 각각의 효과크기를 산출하였다.
실험 기간에 따른 효과크기의 사례 수는 1∼4주 49개, 5∼8주 58개, 9∼12주 58개, 13주 이상은 15개로 분류되었으며, 전체 사례 수는 총 180개였다.
본 연구의 분석에 필요한 자료의 선정은 PICOS 형식에 따라 설정하였다. 연구집단(population/participants)은 누에와 누에번데기 추출물을 투여한 실험군이며, 중재방법(intervention/exposure)은 당뇨와 간장 질환에 관련된 7개의 변인(혈액 내의 혈당량, 중성지방, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, AST/GOT, ALT/GPT)을 측정한 실험연구이다. 대조군(comparison)은 누에와 누에번데기의 추출물을 투여하지 않았거나 실험군에 고지혈증을 유도한 비교군이며, 결과(outcome)는 중재변인에 대한 효과이다.

대상 데이터

누에와 누에번데기 연구물의 편수는 총 20편, 총 사례 수는 261개로 산출되었으며, 연구단위로 분석한 연구의 수는 총 20개였다. 효과크기의 분석결과는 Table 2에 제시한 바와 같다.
분석대상 자료의 문헌검색 기간은 2009년 1월부터 2019년 12월까지로 설정하였다. 문헌 자료의 검색은 국내의 경우 한국교육학술정보서비스(RISS), 과학기술정보통합서비스(NDSL), 국회도서관(NAL), 국립의과학지식센터(NCMIK)를 이용하였고, 국외의 경우 Cochrane Library, PubMed(MEDLINE), Embase를 중심으로 검색하였다.
본 연구는 지난 10년간 출판된 국내·외 누에와 누에번데기와 당뇨병과 간장 질환 관련 실험논문을 수집한 후 연구결과를 종합적으로 분석하였다. 분석대상 자료의 문헌검색 기간은 2009년 1월부터 2019년 12월까지로 설정하였다. 문헌 자료의 검색은 국내의 경우 한국교육학술정보서비스(RISS), 과학기술정보통합서비스(NDSL), 국회도서관(NAL), 국립의과학지식센터(NCMIK)를 이용하였고, 국외의 경우 Cochrane Library, PubMed(MEDLINE), Embase를 중심으로 검색하였다.
실험기간에 따른 효과크기의 사례 수는 1∼4주는 12개, 5∼8주는 57개, 9주 이상은 12개로 분류되었으며, 전체 사례 수는 총 81개였다.
연구설계(study design)는 수량화된 평균값과 표준편차를 제시한 실험군과 대조군의 사전-사후를 비교하는 연구로 누에 관련 논문 13편, 누에번데기 관련 논문 7편으로 국내·외 논문 총 20편이 선정되었다.
중재변인의 종류에 따른 효과크기의 사례 수는 다음과 같다. 혈당은 7개, 혈중지질은 21개, 총 콜레스테롤은 21개, HDL-콜레스테롤(HDL-cholesterol)은 18개, LDL-콜레스테롤(LDL-cholesterol)은 10개로 분류되었으며, 전체 사례 수는 총 77개였다.

데이터처리

본 연구에서는 누에와 누에번데기의 섭취를 통한 당뇨 및 간장 질환의 개선에 대한 효과크기를 분석하기 위해 Biostat (Englewood, USA)사가 개발한 메타분석 전문 프로그램인 CMA3 (comprehensivemeta-analysis version 3)을 사용하였다. 먼저 표준화 된 평균의 차이 (standardized mean difference, SMD)를 분석하여 신뢰도 검증을 하였다. 이질성을 검정하기 위해 Q 검정(cochran’s Q-statistics)을 한 후 p 값이 0.
이질성을 검정하기 위해 Q 검정(cochran’s Q-statistics)을 한 후 p 값이 0.001보다 작은 것을 확인하고, Higgin’s I2 값으로 효과크기를 판단한 후 랜덤효과모형을 선택하여 조정된 분석결과를 최종 분석자료로 사용하였다.

이론/모형

본 연구는 효과크기를 알아보고자 실험집단과 통제집단의 사전-사후를 비교하는 연구로 효과크기 분석 시 일반적으로 가장 많이 사용하는 d-family의 효과크기 산출방법을 사용하였다. 산출된 효과크기에 대한 해석방법은 Cohen의 어림법칙에 의거하여 효과크기가 0.
본 연구에서는 누에와 누에번데기의 섭취를 통한 당뇨 및 간장 질환의 개선에 대한 효과크기를 분석하기 위해 Biostat (Englewood, USA)사가 개발한 메타분석 전문 프로그램인 CMA3 (comprehensivemeta-analysis version 3)을 사용하였다. 먼저 표준화 된 평균의 차이 (standardized mean difference, SMD)를 분석하여 신뢰도 검증을 하였다.
즉, 출판된 연구만을 종합해 분석하면 결과가 왜곡될 수 있다는 것을 의미한다. 본 연구에서는 출판편향을 확인하고자 깔대기도표(funnel plot)와 trim-and-fill 기법, 안전성 계수 검증법 등을 사용하였다[21].
본 연구의 분석에 필요한 자료의 선정은 PICOS 형식에 따라 설정하였다. 연구집단(population/participants)은 누에와 누에번데기 추출물을 투여한 실험군이며, 중재방법(intervention/exposure)은 당뇨와 간장 질환에 관련된 7개의 변인(혈액 내의 혈당량, 중성지방, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, AST/GOT, ALT/GPT)을 측정한 실험연구이다.
본 연구는 효과크기를 알아보고자 실험집단과 통제집단의 사전-사후를 비교하는 연구로 효과크기 분석 시 일반적으로 가장 많이 사용하는 d-family의 효과크기 산출방법을 사용하였다. 산출된 효과크기에 대한 해석방법은 Cohen의 어림법칙에 의거하여 효과크기가 0.2 이하면 작은 효과크기, 0.5일 경우 중간 효과크기, 0.8 이상이면 큰 효과크기라고 해석할 수 있다[17]. 또한, 각각의 연구물에서 분석된 효과크기의 95% 신뢰구간 사이에 0을 포함하는지 확인하여 통계적 유의성을 확인하였다[15].
217로 각각의 연구가 이질성이 있다고 확인되었다. 이질성의 확인으로 랜덤효과모형(random effect model)을 선택하여 효과크기를 분석하였다. 숲도표(forest plot)를 살펴보면, 신뢰구간이 각각의 연구들이 겹치지 않고, 상한값과 하한값의 범위에 0을 포함하지 않아 통계적으로 유의하였다.

성능/효과

951로 큰 효과크기를 보였다. HDL-콜레스테롤과 LDL-콜레스테롤은 각각 0.739, 0.588로 중간 효과크기였으며, 95% 신뢰구간에서 0을 포함하지 않아 통계적으로 유의하였다. 따라서 누에번데기를 섭취하면 혈중지질 및 총 콜레스테롤의 수치를 낮추는데 효과가 있다는 것을 알 수 있었다.
371로 매우 큰 효과크기를 보였다. 간 세포 손상(AST/GOT)은 0.768, 만성 간 세포 손상(ALT/GPT)은 0.788로 중간 효과크기였다. 중재변인에 따른 누에 연구의 효과크기는 95% 신뢰구간에서 0을 포함하지 않아 통계적으로 유의하였다.
그중 누에번데기를 1000∼5000 mg/kg 정도 섭취할 때 가장 큰 효과크기를 보였는데, 다른 섭취량의 범위에 비해 효과 사례 수가 적고, Q 값도 20.051로 작은 편이며, I2 값도 41.498로 이질성이 낮게 나타나 신뢰성이 떨어지는 경향을 보였다.
중재변인에 따른 누에 연구의 효과크기는 95% 신뢰구간에서 0을 포함하지 않아 통계적으로 유의하였다. 따라서 누에를 섭취하면 혈당, 혈중지질 및 총 콜레스테롤의 수치를 낮추는데 큰 효과가 있으며, 그중 LDL-콜레스테롤의 수치를 낮추는데 매우 큰 효과가 있는 것을 알 수 있었다.
588로 중간 효과크기였으며, 95% 신뢰구간에서 0을 포함하지 않아 통계적으로 유의하였다. 따라서 누에번데기를 섭취하면 혈중지질 및 총 콜레스테롤의 수치를 낮추는데 효과가 있다는 것을 알 수 있었다.
따라서 누에의 섭취에 따른 효과적인 결과를 도출할 수 있는 실험연구의 경우 통계적으로 유의성이 있는 적정한 실험 기간은 5∼8주인 것을 판단할 수 있었다.
855)이 큰 효과크기였다. 이러한 결과 누에는 LDL-콜레스테롤, 혈중지질 및 혈당 개선에 효과적이었음을 알 수 있었으며, 누에번데기는 혈중지질과 총 콜레스테롤 개선에 효과적이었음을 알 수 있었다.
이상의 결과 누에를 섭취하여 큰 효과를 볼 수 있는 적정량은 1∼50 mg/kg인 것을 알 수 있었다.
효과크기의 분석결과는 Table 2에 제시한 바와 같다. 전체 연구결과의 효과크기는 0.852로 큰 효과크기였다. 95% 신뢰구간의 범위는 0.
누에 연구의 중재변인은 혈당(blood glucose), 혈중지질(triglyceride), 총 콜레스테롤(total cholesterol), HDL-콜레스테롤(HDL-cholesterol), LDL-콜레스테롤(LDL-cholesterol), 간 세포 손상(AST/GOT), 만성 간세포 손상(ALT/GPT)으로 분류하였고, 효과크기에 대한 분석결과는 Table 4에 제시한 바와 같다. 중재변인의 종류에 따른 효과크기의 사례 수는 혈당이 24개, 혈중지질이 37개, 총 콜레스테롤이 80개, HDL-콜레스테롤이 28개, LDL-콜레스테롤이 25개, 간 세포 손상(AST/GOT)이 16개 그리고, 만성 간 세포 손상(ALT/GPT)이 21개로 분류되었으며, 효과크기의 총 사례 수는 180개였다.
출판편향(publication bias)이란 체계적 오류(systematic error)로 통계적으로 유의한 연구결과를 가진 연구들이 데이터베이스에 검색되어 분석 시 그 연구물이 포함될 경향이 높다[20]. 즉, 출판된 연구만을 종합해 분석하면 결과가 왜곡될 수 있다는 것을 의미한다. 본 연구에서는 출판편향을 확인하고자 깔대기도표(funnel plot)와 trim-and-fill 기법, 안전성 계수 검증법 등을 사용하였다[21].
948로 큰 효과크기였다. 총 콜레스테롤은 0.915로 큰 효과크기였으며, 그중 HDL-콜레스테롤은 0.581로 중간 효과크기를 보인 반면, LDL-콜레스테롤은 1.371로 매우 큰 효과크기를 보였다. 간 세포 손상(AST/GOT)은 0.
1보다 크며, I² 값이 도출되지 않아 통계적으로 유의성이 없었다. 혈중지질과 총 콜레스테롤은 각각 0.991, 0.951로 큰 효과크기를 보였다. HDL-콜레스테롤과 LDL-콜레스테롤은 각각 0.

후속연구

본 연구결과를 근거로 누에와 누에번데기를 다양한 제품으로 개발하여 산업화한다면, 혈청지질 수준 개선에 도움을 줄 수 있을 것이다. 더불어 곤충식품에 대한 후속 연구를 지속적으로 연계하게 되면 부족한 단백질 급원에 대한 해결책을 제시하고, 세계의 식량안보에도 기여할 수 있을 것이라 사료된다.
본 연구결과를 근거로 누에와 누에번데기를 다양한 제품으로 개발하여 산업화한다면, 혈청지질 수준 개선에 도움을 줄 수 있을 것이다. 더불어 곤충식품에 대한 후속 연구를 지속적으로 연계하게 되면 부족한 단백질 급원에 대한 해결책을 제시하고, 세계의 식량안보에도 기여할 수 있을 것이라 사료된다.

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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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