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수애 왕
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1 SMN SURGICAL METABOLISM AND NUTRITION Vol. 1, No. 1, December 2010 REVIEW ARTICLE 비만환자의대사영양적치료 이상일 충남대학교병원외과 Metabolism & Nutritional Support in Obesity Sang-Il Lee, M.D., Ph.D. Department of Surgery, Chungnam National University Hospital, Daejeon, Korea Obesity is the failure of weight-homeostasis that controls body weight by a balance between energy intake and consumption. It is suggested that the causes of obesity are genetic variants, environment, loss of satiety, decreased energy consumption, failure of appetite control, and metabolic imprinting. It is necessary to actively treat obesity since it caninduce hypertension, dyslipidemia, diabetes, and osteoarthritis. According to the classification of obesity by the Asia-Pacific region of the World Health Organization, the aim of treatment is to achieve a body mass index (BMI) of kg/m 2 and a waist circumference less than 90 cm in males and less than 80 cm in females. Conservative therapies include diet control, exercise, behavior modification, and medication. In the case of Asian individuals, surgery is considered with a BMI over 35 kg/m 2, or over 30 kg/m 2 with comorbidity, after failure of conservative therapy. Paradoxically, obese patients can have nutritional deficienciesof vitamin A, C, D, folate, and calcium. Bariatric surgery, especially as a malabsorptive procedure, can cause protein and micronutrient deficiencies or most commonly anemia (10 74%). Thus, nutritional support is necessary in obesity, including multivitamins, calcium, and iron. Prevention, involving restriction of overeating, a balanced diet with good quality food, and appropriate physical activity, are more important than treatment. (SMN 2010;1:12-16) Key Words: Obesity, Metabolism, Nutrition 서론 인체의체중은에너지섭취와에너지소비간평형을이루어조절하는체중항상성으로유지하는데, 비만은이체중항상성실패의결과로볼수있다. 일반적으로음식으로부터얻어지는에너지를기초대사및신체활동등으로에너지를소비하게되는데과도한음식의섭취나에너지소비의감소로지방형태의에너지축적이일어나게된다. 비만의원인으로유전적요인, 환경적요인, 포만감상실, 에너지소비감소, 식욕조절실패, 대사각인 (metabolic imprinting) 등이있으나여전히새로운이론들이등장하고있는상태 책임저자 : 이상일, 대전시중구문화로 , 충남대학교병원외과 Tel: , Fax: mr231@hanmail.net 본내용은대한외과대사영양학회제 1 회학술대회에서구연발표되었음. 이다.(1) 유전적요인으로렙틴, 렙틴수용체유전자, POMC (proopiomelanocortin), PCSK1 (prohormone convertase 1), SIM1 (single minded 1), MC4R (melanocortin receptor 4), MC3R (melanocortin receptor 3), CRHR1 and 2 (corticotrophin-releasing hormone receptor 1 and 2), GPR24 (G protein-coupled receptor 24) 등의단일유전자이상이보고되었다. 가족연구에서선천성은 20 40% 정도로비만에영향을주는것으로평가되었다. 그러나비만과같은만성질환들은여러개의유전자와여러환경요인의복잡한상호작용에의해일어날뿐만아니라질환관련유전자들이다양한다형성을보이므로 (common disease/common variant hypothesis, CDCV) 비만은단일유전자질환과달리유전자중심적접근만으로는설명되지않는다. 또한전세계적으로비만유병률이증가된원인은유전적요인보다섭취열량의증가와신체활동량의감소로인한결과이다. 항상성과정에관련이있는것으로 12

2 이상일 : 비만환자의대사영양적치료 13 알려진시상하부는음식섭취와에너지소모를조절하는중추로도알려져왔다. 시상하부의에너지항상성조절은특정신경펩티드를사용하여신호를보내는신경회로에의해조절된다고생각된다 (Fig. 1). NPY (neuropeptide Y) 와 AgRP (agoutirelated protein) 은식욕을자극하고에너지소비를감소시키며, melanocortin체계인 POMC와 CART (cocaine- and amphetamine-related transcript) 는식욕을억제하고에너지소비의감소가억제된다. 이중식욕조절기능장애는 melanocortin체계의결함에서볼수있는데 POMC 유전자의변이는사람에서조기발현비만, 빨간머리카락및부신기능부전을일으킨다. 말초에서의식욕조절에는 Ghrelin, Cholecystokinin (CCK), GLP-1 (Glucagon-like peptide 1), pancreatic polypeptide (PP), Peptide YY (PYY), Oxyntomodulin, Amylin, Bombesin, Enterostatin, Apolipoprotein A-IV 등이관여한다. 임신시고혈당은유년기의비만의위험성을증가시킨다. 당뇨병있는산모의자녀는유년기의내당능장애 (impaired glucose tolerance) 와비만이생길확률이 10배정도증가한다. 그외에도스트레스, 약물, 과영양, 운동부족등이비만을유도 할수있다.(2-6) 본론 1. 비만과영양소대사 비만특히내장형비만인경우체내영양소이용에있어정상인과는몇가지차이를보인다. 대표적으로인슐린저항성이많이알려져있다.(7) 체지방의양이많을수록, 복부지방또는내장지방이많을수록인슐린저항성이심하다. 그러나비만이인슐린저항성을유발하는기전에대해서는아직논란이많다. 가장오래된가설은지방조직이증가하면지방조직에서지방산유리가증가하게되고간에서의대하가지연되어혈액내지방산의농도가증가하고증가된지방산이인슐린의작용을저해하여간에서의포도당생성억제를저해하고근육에서의포도당이용을저해한다는가설이다 (Fig. 2). 한편 PPARr (Peroxisome proliferator activated receptor gamma) 는세포핵의수용체로지방세포에서가장많이발현하는데지방세포의분화를촉진하고인슐린감수성을조절한다. PPARr가활성화 Fig. 1. Control of appetite. GLP-1 = glucagon-like peptide 1; CCK = cholecystokinin; PYY = peptide YY; ARC = arcuate nucleus; POMC = proopiomelanocortin; CART = cocaine- and amphetamine-related transcript; NPY = neuropeptide Y; AgRP = agouti-related protein; NTS = nucleus tractus solitarius. Fig. 2. Mechanism of fatty acid induced insulin resistance. FFA = free fatty acid; HGO = hepatic glucose output (From Park KS. Insulin resistance. J Korean Med Assoc 2001;44: ).

3 14 Surgical Metabolism and Nutrition Vol. 1 No. 1, 2010 되면지방세포의분화도촉진되고, 지방축적도증가되는데, 반면인슐린저항성은호전된다. 이는지방축적이인슐린저항성을유발한다는기종의개념과정면으로대치되는결과이다. 이런역설적인현상의정확한기전은아직잘모르지만인슐린저항성은체중증가를줄이기위한것으로생각된다. 그외성장호르몬은저하되어있고, 테스토스테론농도가남성에서는낮고, 여성에서는높으며, 시상하부-뇌하수체-부신축이과다항진되어있다. 2. 비만의치료비만은고혈압, 이상지질혈증, 당뇨병, 골관절염과같은동반질환을유발할수있으므로치료가필요하다. 치료목표는 WHO (World health organization) 아시아-태평양기준에따라 BMI (Body mass index) kg/m 2, 허리둘레남자 <90 cm, 여자 <80 cm이다.(8) 식사, 운동, 행동요법으로 3 6개월간시도했으나충분한체중감량이없을경우약물요법을고려하는데, 아시아인에서는 BMI 25 kg/m 2 이상인경우, 혹은 23 kg/m 2 이상이면서합병증 ( 고혈압, 당뇨병, 이상지질혈증, 수면무호흡증 ) 이동반된경우에치료를고려한다. 수술요법은보존적인방법이실패하고 BMI 35 kg/m 2 의고도비만이나 BMI 30 kg/m 2 이상이면서합병증이동반된경우에고려한다. 3. 식사요법기본적으로열량섭취를제한하고체지방량을감소시키면서제지방체중 (lean body mass) 을유지하는것이다. 개인별열량필요량 ( 기초대사량 + 활동대사량 ) 을계산하여단백질을우선적으로배정하고탄수화물과지방으로배분한다. 단백질은일반인의경우 g/kg/d를권장하나저지방식의경우이상체중기준으로 g/kg/d를권장한다. 단백질공급원으로불완전단백질은위험하다. 1970년대에콜라겐, 젤라틴의가수분해물질로구성된액상식사를 kcal/d로유지하던비만환자들이사망한사례가있으며그원인은전해질부족에의한부정맥과심근손실로판명되었다. 따라서저열량식에서는생물가가높은완전단백질 ( 생선, 달걀, 두부, 우유등 ) 을섭취한다. 탄수화물은총열량의 55 60% 정도로섭취하는데순응도를위해평소의반정도가적절하다. 공급원으로는혈당지수 (glycemic index) 가낮은식품 ( 가공되지않고정제되지않은잡곡밥, 콩, 전곡빵등 ) 으로섭취한다. 지방은총열량의 20% 를넘지않도록하는데지용성비타민및필수지방산이필요하므로극도로제한하지는않는다. 비타민과미네랄은과일, 채소, 유제품등의가공되지않은음식에서다양하게섭취하도록하며저열량식에서는종합비타민, 무기질보충제를복용하도록권장한다. 저열량식은성인의경우 1,200 1,300 kcal/d를권장하는데 1주일에 kg 감량속도로원래체중의 10% 감량을유지하여 6개월이상지속하는것을목표로한다. 800 kcal/d 이하로섭취하는초저열량식은대사장애에의한합병증발생위험이높고중도탈락률이비교적높으므로비만도 30% 이상 (BMI 32 kg/m 2 이상 ) 이나저열량식에실패한경험이있으면서비만합병증의위험이놓은경우에만제한적으로처방한다. 4. 비만과영양장애 에너지섭취과다인과체중과비만에서의영양결핍은모순적으로보인다. 그러나몇가지영양결핍은과체중특히고도비만에서더자주발견된다. 비만환자들은열량밀도가높고저영양음식섭취의증가로비타민과미네랄이풍부한가공되지않은음식의섭취는상대적으로감소한다. 에너지를과다섭취해도과일, 채소, 유제품, 견과류, 생선등을과다섭취하지는않는것이다. 고지방식사 ( 전체열량섭취의 30% 이상 ) 는비타민 A, C, 엽산의섭취감소와관련이있다. 설탕음료의소비증가역시우유섭취감소로이어져칼슘과비타민 D3의섭취감소로이어진다. 비타민 D3의경우결핍위험인자에는신체활동의감소로인한태양노출의감소, 과도한지방조직으로의비타민 D3의저장증가, 인종이나피부색등이포함될수있다. 비만도증가자체도비타민 D와같은지용성비타민의혈청레벨에영향을줄수있는것이다. 5. 비만수술과영양장애 (Table 1) 고도비만의비만수술비율증가도과체중과비만과연관된영양결핍의위험을증가시키는역할을한다. 비만수술후의영양 Table 1. Type of bariatric surgery Purely restrictive: Vertical banded gastroplasty (VBG): ml gastric pouch Adjustable gastric band (AGB): ml gastric pouch Vertical sleeve gastrectomy (VSG) Purely malabsorptive: Jejunoileal bypass (JIB) Combination: Biliopancreatic diversion (BPD) Biliopancreatic diversion with duodenal switch (BPD-DS) Roux-un-Y gastric bypass (): mainly restrictive, ml gastric pouch

4 이상일 : 비만환자의대사영양적치료 15 결핍은수십년에걸쳐밝혀졌는데비만수술의형태에따라유병률과정도에다양한차이를보인다. 모든형태의비만수술에서총칼로리섭취는현저히감소하여특히수술직후 6개월간 (R-en-Y gastric bypass) 의경우 kcal/d 정도섭취한다. 3대영양소중에서는단백질이현저히감소하는데이는수술직후에일시적으로고단백또는유제품의섭취에어려움을겪기때문이다. 단백질은이상체중의 kg당 g ( 최소 60 g/d) 을섭취하도록권고하고있으나일부연구에서비만수술후 1년간은 0.5 g/kg을권고하기도한다. 순수제한형수술 (purely restrictive operation) 과 (roux limb cm) 에서는저알부민혈증의발생은드물지만 BPD (Biliopancreatic diversion) 에서는 3 11% 로발병한다. 단백질결핍은탈모나상처치유지연이일어날수있는데특히비만수술에이어지는체형수술 (body contouring operation) 에서문제가될수있다. 미세영양결핍은장기추적검사중에여러가지증상으로나타나게되는데빈혈 (10 74%) 과신경계장애 (5 9%) 가가장흔하다. 미세영양결핍의예방을위한비타민이나미네랄보충제의투여량과형태는동의가없는상태이다. 하지만비만수술전후로미세영양결핍이증가하는것은분명하므로수술전및수술후적어도매년정기검사가중요하다 (Table 2). 또한중요한것은보충제들은서방정이아니어야한다는것이다. 대부분의비만수술환자, 특히, BPD, VSG (vertical sleeve gastrectomy) 에서위에서의소화가변화되어빠르게지나가기때문이다. 보충제들은액상, 현탁액, 츄어블정등물에서 30분안에녹는것으로선택하는것이이상적이다. BPD에서는위를 60% 까지절제한다. 십이지장은봉합하고회장에서절단하여상부회장을회맹부에서 50 cm 상방에문합을하고하부회장은남겨진위에문합한다. BPD-DS (biliopancreatic diversion with duodenal switch) 는 VSG를시행 Table 2. Recommended nutritional screening and supplementation after bariatric surgery (From Xanthakos SA. Nutritional deficiencies in obesity and after bariatric surgery. Pediatr Clin N Am 2009;56: ) Nutrient Biomarker Primary Sx of deficiency Baseline, 6-month, and annual screening after bariatric surgery Vit B1 Serum thiamin Ophthalmoplegia, nystagmus, ataxia, encephalopathy, rapid visual loss (Wernicke encephalopathy) Isolated peripheral neuropathy Vit B12 Serum Vit B12 Anemia, neurologic dysfunction, visual loss Folate RBC folate Anemia Consider plasma homocysteine Iron Serum ferritin, TIBC, CBC with diff Microcytic anemia Vit D Serum 25(OH) Wit D, Ca, P PTH Decreased bone mineral density Secondary hyperparathyroidism Protein Serum albumin Edema, excessive alopecia, poor wound-healing Additional annual screening after BPD and BPD-DS Vit A Plasma retinol Reduces night vision, visual impairment Vit E Plasma alpha-tocopherol Neuropathy, ataxia Vit K Prothrombin time Bleeding, easy bruising Screening after any bariatric procedure if suggestive symptoms Vit B6 (pyridoxine) Plasma pyridoxal-5-phosphate Anemia, neurologic symptoms Copper Serum copper Anemia, neuropathy Zinc Plasma zinc Acrodermatitis enteropathica-like rash, taste alterations General supplementation recommendations Supplement Procedure Daily recommendation Multivitamine (contains folate) Calcium citrate with Vit D3 Vit D3 Vit B12 AGB/VSG BPD-DS AGB and BPD-DS BPD-DS BPD_DS One daily One to two daily Two daily 1,200 1,500 mg/d 1,800 mg/d Consider 1,000 IU/d 2,000 IU/d Crystalline 500 ug/d orally or 1,000 ug/mo intramuscularly Monitor and start if needed Elemental iron and BPD-DS 65 mg in menstruating females Vit B1 All procedures Consider once daily in first 6 months Vit A and K BPD-DS 10,000 IU Vit A and 300 ug Vit K

5 16 Surgical Metabolism and Nutrition Vol. 1 No. 1, 2010 하여십이지장의구부를보존하여십이지장에서절단하여하부회장에연결한다. 상부회장은회맹부의 100 cm 상방에문합한다. 이렇게하면 BPD에비해영양결핍의정도가감소한다. 우회술 (JIB [jejunoilial bypass], BPD, BPD-DS, ) 이영양결핍의위험이가장크다. 상부소장은비타민 D, 칼슘, 구리, 철이주로흡수되는곳이다. 당연히영양결핍의위험은우회되는상부소장의길이에비례하며, JIB와 BPD에서가장크게나타난다. 위의절제나위체부의우회는기계적인소화와위산분비를감소시킨다. 이러한감소는철, 비타민 B12, 다른단백결합영양소의소화와흡수에장애가되고내인자 (intrinsic factor) 의분비를감소시키거나저지하여비타민 B12의흡수를방해한다. 다행히오늘날 JIB는많은대사적, 영양적합병증으로폐기되었고, BPD는매우드물게시행된다. 대부분 를시행하는데상부소장을더짧게우회하여 ( 보통 cm) 심한단백-칼로리영양결핍의위험성을줄인다. 그러나권고하는비타민보충을충실히하지않아여전히영양결핍의위험이있다. 순수제한형수술 (AGB [adjustable gastric band], VSG, VBG [vertical banded gastroplasty]) 에서도영양결핍이생긴다. 특히수술후첫몇달간의음식섭취제한으로발생하지만, 장기관찰에서도나타난다. 드물지만과도한수술후구역, 구토는제한형 (restrictive) 그리고복합형 (combination procedure) 에서영양결핍을유발하거나악화시킨다. 그러므로, 모든비만수술에서종합비타민보충제가권고된다. 흔히보충제의수는수술의형태와흡수장애의가능성에따른다 (Table 2). AGB 후에는종합비타민과칼슘제를권고하는데복합형수술후에는철결핍, 비타민 B12결핍, 빈혈을예방하는데종합비타민만으로는충분하지않을것으로보인다. 최근에여러가지가이드라인과권고안이발표되고있으나강력한증거가부족한상태이다.(9-11) 앞으로새로운증거가나올때마다보완될것으로보인다. 하지만이러한권고에도불구하고비만수술후영양결핍은자주발생하는데이는순응도가떨어지거나수술의형태나음식물섭취정도에따라필요한보충제가다르기때문으로생각된다. 수술전에보충제에대한순응도가떨어진다면순수제한형수술을선택하여수술후발생하는심각한영양결핍의위험성을줄일수있다. 결론 최근증가하는비만은풍부해진음식과신체활동감소의영향이크다. 과식으로인한섭취에너지증가는쉽지만증가한에너지를운동으로소비하기는매우어렵다. 과식을제한하고질좋은음식으로균형잡힌식사를섭취하면서적절한신체활동을하여비만을예방하는것이치료보다더중요하다는것은주지의사실이다. 비만의치료는영양평가에서시작하며영양결핍을진단하여교정하고비만치료중에발생할수있는합병증을조기발견하기위해정기적인검사가필요하다. 비만은원인, 진단, 치료에이르기까지진화중인분야로앞으로의발전을위해부단한연구가필요하겠다. REFERENCES 1. Korean society for the study of obesity. Clinical bariatrics. 3rd ed. Seoul: Korea Medical Book Publisher, Maes HH, Neale MC, Eaves LJ. Genetic and environmental factors in relative body weight and human adiposity. Behav Genet 1997;27: Stunkard AJ, Sørensen TI, Hanis C, Teasdale TW, Chakraborty R, Schull WJ, et al. An adoption study of human obesity. N Engl J Med 1986;314: Sørensen TI, Price RA, Stunkard AJ, Schulsinger F. Genetics of obesity in adult adoptees and their biological siblings. BMJ 1989;298: McMillen IC, Adam CL, Mühlhäusler BS. Early origins of obesity: programming the appetite regulatory system. J Physiol 2005;565: Hillier TA, Pedula KL, Schmidt MM, Mullen JA, Charles MA, Pettitt DJ. Childhood obesity and metabolic imprinting: the ongoing effects of maternal hyperglycemia. Diabetes Care 2007; 30: Park KS. Insulin resistance. J Korean Med Assoc 2001;44: World Health Organization, International Association for Study of Obesity, International Obesity TaskForce. The Asia-Pacific perspective: Redefining obesity and its treatment. Sydney: Health Communications, Xanthakos SA. Nutritional deficiencies in obesity and after bariatric surgery. Pediatr Clin North Am 2009;56: Allied Health Sciences Section Ad Hoc Nutrition Committee, Aills L, Blankenship J, Buffington C, Furtado M, Parrott J. ASMBS allied health nutritional guidelines for the surgical weight loss patient. Surg Obes Relat Dis 2008;4(5 Suppl): S Xanthakos SA, Inge TH. Nutritional consequences of bariatric surgery. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2006;9:

Pharmacotherapeutics Application of New Pathogenesis on the Drug Treatment of Diabetes Young Seol Kim, M.D. Department of Endocrinology Kyung Hee Univ

Pharmacotherapeutics Application of New Pathogenesis on the Drug Treatment of Diabetes Young Seol Kim, M.D. Department of Endocrinology Kyung Hee Univ Application of New Pathogenesis on the Drug Treatment of Diabetes Young Seol Kim, M.D. Department of Endocrinology Kyung Hee University College of Medicine & Hospital E mail : ycell2@yahoo.co.kr Abstract