DOI : 10.4093/kdj.2009.33.4.324 ORIGINAL ARTICLES 당뇨병환자에서칼슘과비타민 D 섭취가인슐린저항성에미치는영향 동의의료원영양과 1, 내과 2, 부산대학교식품영양학과 노인생활환경연구소 3 최영미 1 이준호 2 한지숙 3 Effects of Vitamin D and Calcium Intervention on the Improvement of Resistance in Patients with Type 2 Diabetes Mellitus Young-Mee Choi 1, Jun-Ho Lee 2, Ji-Sook Han 3 1 Department of Nutrition Care Services, 2 Department of Internal Medicine, Dong-eui Medical Center, 3 Department of Food Science and Nutrition Research Institute of Ecology for The Elderly, Pusan National University, Pusan, Korea Abstract Background: Recent reports suggest that the intake of vitamin D and calcium may influence insulin resistance. The aim of this study was to assess the effects of vitamin D and calcium intervention on the improvement of blood glucose and insulin resistance in patients with type 2 diabetes mellitus (DM). Methods: Fasting blood glucose, glycosylated hemoglobin A1c (HbA1C), serum 25(OH)D3, serum lipid levels, insulin secretion, and activity and dietary surveys were analyzed in type 2 DM patients both before and after a 12-week vitamin D and calcium intake intervention. Results: The serum 25(OH)D3 level was found to be negatively correlated with insulin resistance and fasting blood glucose. Calcium intake level was also negatively correlated with insulin resistance. Fasting blood glucose, HbA1C, and HOMA-IR decreased significantly (P <0.05) following vitamin D and calcium intake intervention in the medical nutrition therapy (MNT) group, while there was no such change observed in the control group. Dietary calcium and vitamin D intakes were significantly (P <0.05) higher in the MNT group than in the control group. The concentrations of serum 25(OH)D3 and insulin secretion increased slightly in the MNT group following the 12-week intervention; however, these results did not reach statistical significance. Conclusion: The results of the present study indicate that calcium and vitamin D intervention may be helpful in improving fasting blood glucose, HbA1C, serum 25(OH)D3 and HOMA-IR in patients with type 2 DM who have insufficient serum 25(OH)D3 concentrations. (Korean Diabetes J 33:324-334, 2009) Key words: Calcium, Insulin resistance, Type 2 diabetes mellitus, Vitamin D 서 론 과를보면 2) 한국인의최대인슐린분비능은서구인에비해절반정도에불과하여혈당인슐린반응곡선에있어서더 당뇨병은특정지역 (endemic) 한계를넘어세계전역의유행병 (epidemic) 상태에이르고있다 1). Huh 등의연구결 낮은농도의혈당치에서인슐린분비감소가시작되며한국인은인슐린분비능이선천적 후천적으로서양인보다적어 접수일자 : 2009 년 2 월 16 일, 통과일자 : 2009 년 7 월 14 일교신저자 : 한지숙, 부산대학교식품영양학과, E-mail: hanjs@pusan.ac.kr 324
최영미외 2 인 : 당뇨병환자에서칼슘과비타민 D 섭취가인슐린저항성에미치는영향 경한인슐린저항성상태에서도극복못하고쉽게당뇨병으로이환된다고하며 3), 제2형당뇨병은인슐린저항성과췌장베타세포의인슐린분비장애에의해서발생하는것으로알려져있는데인슐린저항성과베타세포기능부전에비타민 D 부족이함께보고되었으며 4), 비타민 D는적절한인슐린분비를위해필요하며동물실험에서도비타민 D의부족은점진적으로인슐린분비를줄이며포도당불내성이나타나고이분비감소는곧역행할수없게된다고하였다 5). 순환하는혈청 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D 3] 는체내비타민 D 상태의기능적표지이며 6), 제2형당뇨병여성에서 25(OH)D 3 부족 (< 5 ng/ml) 이대조군에비해유의하게높음이 (25%) 보고되었다 7). 칼슘은또한체중및체지방률과역의관계가보고되었으며 8) 칼슘부족은뼈질환뿐아니라고혈압, 동맥경화, 고지혈증, 순환기계질환과관련된다고하였다 9). 최근수행된대규모코호트연구에서는비타민 D와칼슘의높은섭취는제2형당뇨병의위험을낮추며비타민 D와칼슘항상성의변화는제2형당뇨병의진행에관여하며 10) 세포내칼슘의비정상적조절이인슐린감수성과인슐린분비모두에영향을준다는것이잠재적으로설명되었는데 11), 칼시트리올은인슐린수용체 (insulin receptor) 의발현과인간전단구세포 (cultured human promonocytic cells) 에서포도당수송 (glucose transport) 동안인슐린반응성을자극함으로써인슐린민감성에영향을줄수있으며세포내자유칼슘 (intracellular free calcium) 을자극하여 12) 인슐린분비를증가시켜인슐린분비와감수성모두에유익한효과를주며이로인해당대사가개선된다는것이잠재적메커니즘으로설명되었다 13). 이에대해서는더많은연구가필요하다. 비타민 D는세포막을통과하는정상칼슘유입 (influx) 을유지하는세포외칼슘 (extracellular calcium) 을조절하고적절한세포내세포질칼슘풀 (intracellular cytosolic calcium [ca 2+ ] i pool) 을조절하는기능을통해서인슐린작용에영향을준다. 칼슘은골격근이나지방조직과같은인슐린반응조직들 (insulin-responsive tissues) 에서인슐린매개세포내과정에필수적이다 14,15). 이러한조직은최적의인슐린매개기능을위해매우좁은범위의칼슘이온농도유지가필요하고 16) 첫번째인슐린표적조직들에서칼슘이온농도의항상성변화는인슐린신호전달 (siginal transduction) 의부전을통해제4형당수송체 (GLUT-4) 의활성감소를유도하여 17,18) 말초의인슐린저항에영향을줄수있다 16). 인슐린분비는칼슘의존적과정이고 19) 칼슘흐름 (flux) 의변형은베타세포분비기능에서반대효과를가져올수있다. 부적절한칼슘 의섭취또는비타민 D의부족은세포내외의베타세포칼슘풀 (pool) 사이의균형을변형시킬수있고이것은특히당부하 (glucose road) 에반응하는정상적인인슐린분비를방해할수있다고제시되었다 20). 칼슘과비타민 D의이러한생리적중요성에도청년기의칼슘의섭취감소및부적절한혈청비타민 D가보고되었으며 21) 비타민 D 부족의위험은특히노인, 실내생활자, 모두덮는형태의옷, 피부가검은사람, 임신여성이며이러한그룹은당뇨병이증가되는것으로이미증명된그룹이며, 위도 35도전 후기후동절기에거주자들도부족의위험이크다고보고되었다 5). 비타민 D 부족은부적절한식이섭취및일광노출그리고흡수장애가원인이며 22) 이에이러한칼슘과비타민 D 부족의높은유병률을알고정기적건강관리구성요소로써칼슘과비타민 D의영양상태의관리가필요하며 23) 매년혈청 25(OH)D 3 의측정으로비타민 D 결핍을모티터링하는것이바람직한접근으로받아들여지고있다 24). 당뇨병은생활양식의변화가요구되며영양의학요법은영양상태를포함한전반적인당뇨관리의개선을위해스스로행동수정하도록도와주며 3) 생활양식, 영양상태, 대사필요에따라개별적인맞춤형식사계획을할수있도록도와준다 25). 이에본연구에서는한국인제2형당뇨환자에있어칼슘과비타민 D 섭취상태를평가하고혈청 25(OH)D 3 측정을통한비타민 D 결핍과인슐린분비능을확인하여당뇨병의위험요인을규명하고, 칼슘과비타민 D 섭취중재영양의학요법을통한혈당및인슐린저항성개선이라는효과적인관리를실시하고자하였다. 대상및방법 1. 연구대상및기간본연구는동의의료원내분비내과에서미국당뇨병학회 (American Diabetes Association, ADA) 기준에따라제2형당뇨병으로진단받은환자들을대상으로본연구의취지에동의하여연구에참여하기로한자를대상으로하였으며제 1형당뇨병으로진단받은환자, 합병증이있는환자, 설문조사가불가능한환자는제외하였으며총연구기간은 2006년 8월 31일에시작하여 2007년 5월 5일까지진행되었으며 1 차연구는 2006년 8월 31일부터 2007년 2월 28일까지실시되었다. 325
2. 연구방법 1) 실험군과대조군설정실험기간중 1차연구에 54명의당뇨병환자가채혈과설문조사에참여하였다. 1차연구대상자중통원치료가불가능한환자를제외하고식이중칼슘과비타민 D 섭취가부족한환자와혈청 25(OH)D 3 가낮은환자로 2차연구에참여의사가있는환자를대상으로칼슘 비타민 D 섭취중재영양의학요법을실행하였다. 총 32명의 2차연구대상자중지속적인참여가어려웠던 6명을제외하고실험군으로 14명이마지막까지참여하였으며중재기간동안성실히연구에임하였다. 대조군은 12명이었다. 2) 신체계측및실험실검사 1차조사는연구대상자모두에게일반사항및임상적인특징, 신체계측및혈압측정, 식습관조사, 혈당및당화혈색소측정, 혈청지질, 혈청 25(OH)D 3 측정검사를하였으며설문조사는연구자가직접하였고채혈과생화학적검사는동의의료원진단검사의학과에서실시하였다. 대상자의혈액은실험전과 12주후 12시간공복상태에서아침 9~10시사이의정맥혈 10 cc를채혈하였다. 채혈된혈액중 2.5 cc는항응고 EDTA가첨가된 tube 2개에담아잘혼합하였고, 나머지혈액은 plain tube에넣어실온에 30분간방치한다음, 원심분리기를 (KUBOTA 5220, Japan) 이용하여 3,000 rpm에서 15분간원심분리후혈청성분만을분리하였다. 공복혈당은 Hexokinase법으로자동생화학분석기 (Olympus AU640, Japan) 로측정하였고, 당화혈색소 (Glycosylated hemoglobin, HbA1c) 는 HPLC (High Performance Liquid Chromatography) 법으로 TOSHO A1c 2.2로측정하였다. 공복인슐린은 CLIA (Chemiluminescent Immunoassay) 법으로 Immulite 2500 (DPC, USA) 로분석하였다. 혈청 25(OH)D 3 는서울임상검사소 SCL (Seoul Clinical Laboratories) 로분석의뢰하여실시되었고시약은 Biosouce (Biosouce Europe S.A., Nivelles, Belgium) 이용하여 Radioimmunoassay법으로 γ-counter (Cobra, USA) 로분석하였다. Precision검증은각 3개의검체를 3일동안측정하여 CV (%): Coefficient Variance를구하였고 toget 값에근접하여 CV (%) 는 5% 이내로써 (2.4 4.8%) 정확도가높았다. Accuray 검증은다른 lot (level 3개 ) low, medium, high level별 2회반복측정후 recovery평가하였으며 low 101.1%, medium 103.4%, high 102.9% 로검증되었다. 혈청칼슘은 OCPH method로자동생화학분석기인 Olympus AU640, Japan으로분석하였다. 혈청콜레스테롤은효소법을이용하였으며중성지방은 Glycerol phosphate oxidase (glycerol 소거법 ) 으로혈청 HDL -콜레스테롤은 Direct method ( 항체저해법 ) 으로자동생화학분석기인 Olympus AU640, Japan으로분석하였으며혈청 LDL-콜레스테롤은 Friedward식 26) 에의해계산하였다. [LDL-cholesterol = T-chol - (HDL-chol) - (TG/5)] 인슐린저항성은 HOMA IR (Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance) 를이용하여측정하였다 27). HOMA IR = [ 공복혈당 (mmol/l)] [ 공복인슐린농도 (uu/ml)] / 22.5 당뇨병환자에서 1차연구시작시점, 2차연구는시작시점과연구가끝난후신장, 체중, 허리둘레및엉덩이둘레를측정하였고, 계측치로부터체질량지수 (Body mass index: BMI = 체중 (kg) / [ 신장 (m)] 2 ), 표준체중백분율 (% Ideal body weight: current body weight/ideal body weight 100) 과허리엉덩이둘레비율 (Waist-hip ratio, WHR) 을산출하였다. 신장은정면을본상태에서신발을벗고직립자세를취하게하여귀와눈이수평이되게하여신장계를이용하여측정하였으며, 체중은얇은옷만입은상태에서전자저울로측정하였다. 허리둘레는배꼽부분의수평둘레를엉덩이둘레는배꼽과대퇴골사이의최대수평둘레를측정하였다. 혈압은최소 5분이상안정후대상자가편하게앉은자세에서수축기와이완기혈압을수은혈압계를이용하여측정하였다. 2차연구에서는실험군과대조군모두연구시작전당뇨병에관한기초교육을실행하였고실험군에게는칼슘 비타민 D 섭취중재영양의학요법을 12주간총 7회실시하였으며대조군에게는정기적진료외에중재활동을시행하지않았다. 2차연구기간동안에는영양제, 한약제, 비타민류섭취를금하였다. 사후조사는 12주간의영양의학요법후실험군, 대조군모두에게신체계측및혈압측정, 혈당및당화혈색소측정, 혈청지질및혈청 25(OH)D 3, 공복인슐린등을각각조사하였다. 3) 식이섭취조사및일조시간활동량조사식습관조사는식사의규칙성, 식사속도, 편식, 외식, 과식, 간식등총 12문항으로나누어실행정도를매우그렇다, 그렇다, 가끔, 그렇지않다, 전혀그렇지않다. 로답변하게하여점수화하였으며설문지를통하여개별조사하였다. 상담자는그결과를항목별로평가하여주고대상자가올바른식습관을형성할수있도록교육하였다. 326
최영미외 2 인 : 당뇨병환자에서칼슘과비타민 D 섭취가인슐린저항성에미치는영향 식이섭취조사는조사대상자들의식품섭취량을 24시간회상법을이용하여평상시 2일간의식사섭취량을조사하였다. 평일중 1일은대상자와면담시 24시간회상법으로이루어졌으며피조사자의회상을돕기위해계량기기및식품모델, 보충제실물사진을제시하여실시하였다. 음식의재료, 분량, 조리법을파악하여상세히기록하였으며보충제는구체적인제약회사, 상품명, 실제하루섭취량을상세히조사하였고우유및유제품섭취량은제품명을사전조사하고다음방문시실제섭취한유제품의팩을수집하여기록하였다. 섭취조사결과는한국영양학회에서개발된영양평가프로그램 Can pro 3.0 (Computer aided nutritional analysis program) 을이용하여보충제및유제품을제품별로입력하였고, 비타민 D는농촌진흥청농촌생활연구소의식품성분표 Ⅰ Ⅱ 편제6개정판 (Food Composition Table) 과한국보건산업진흥원의식품의영양성분 DB 구축사업비타민분석을 DB로입력하였으며섭취음식입력후열량및영양소섭취상태, 영양소섭취량을새로이개정된한국인영양섭취기준 (Dietary Reference Intakes for Koreans: KDRIs) 에따라열량은에너지필요추정량 (Estimated Energy Requirements: EER) 으로그외영양소는권장섭취량 (Recommended Intake: RI) 으로비타민 D는충분섭취량 (Adequate Intake: AI) 으로백분율 (% KDRIs) 에의한비교평가등을분석하였다. 일조시간활동량은선행연구논문을참고하여실외활동시하루중오전 8시부터오후 6시까지자외선에노출되는시간을조사하였으며 28) 구체적인장소와시간, 활동내용을생활시간표로상세히조사하였다. 4) 칼슘 비타민 D 섭취중재영양의학요법 (Medical Nutrition Therapy) 칼슘 비타민 D 섭취중재요법은 2주간격으로총 12주간 7회상담을실시하였으며환자의 life style에따라개별화된영양상담으로써당뇨병의기본식사요법에충실하며칼슘 비타민 D의충분한섭취가이루어지도록하였으며일조시간대의적당한운동을병행하도록하는프로그램으로이루어졌다. 2주마다 follow up 시목표를함께점검하고달성정도를환자와공유하며다음목표를함께정하였으며목표에달성하지못하였을경우문제점의원인을분석하고대안을제시하여다시재조정된목표달성을하도록지속적인실행과정으로써치료를시행하였다. 환자스스로당뇨병을통제할수있는자가관리요령을획득하도록환자의활동변화에관여하는주된요인이무엇인지파악하여동기를부 여하였으며목표설정, 중재, 평가, 재조정과정을반복수행하였다. 대상자의충분한칼슘 비타민 D 섭취를위하여각대상자에맞는칼로리를제시하고칼로리별단백질량에근거하여우유및유제품과어육류교환단위수를제시하였으며평소다빈도섭취식품과기호를고려한개별화된맞춤형영양관리를실시하였다. 영양의학요법각단계별로목표에부합하도록제작된교육자료를제공하였으며각상담은 30분동안이루어졌다. 3. 통계분석통계분석은 SAS program package v9.1을이용하였으며항목에따른빈도와백분율또는평균과표준편차로표시하였다. 흡연 음주등생활습관에는 χ 2 독립성검정을이용하였으며일반적임상적특성과, 신체계측, 혈압측정치, 혈액검사, 식이섭취조사, 혈청지질, 혈당등의각항목간점수차는독립적표본의 t-test로분석하였으며혈청 25(OH)D 3, 칼슘섭취량, 인슐린저항성에따른그룹간의비교에서는 one-way ANOVA를실시한후, 사후검정은 Duncan 다중비교를사용하였다. 실험군과대조군의영양의학요법전 후유의차검정은 paired t-test로이루어졌다. 결과 1. 대상자의일반적특성연구대상자는총 54명으로여자 25명 (46.3%), 남자 29명 (53.7%) 이며연령은 34세에서 76세까지로평균연령은남자 58.36 ± 10.23세, 여자가 58.24 ± 9.61세로전체평균 58.30 ± 9.81세였다. 조사대상자들의일반적특징은 Table 1과같다. BMI는우리나라대한비만학회의경우저체중이 18.5 kg/m 2 미만, 정상이 18.5~22.9 kg/m 2, 과체중이 23~24.9 kg/m 2, 1단계비만이 25.0~29.9 kg/m 2, 2단계비만은 30.0 kg/m 2 이상으로나누어져있는데, 남자평균이 23.76 ± 2.25 kg/m 2 로과체중에해당하였으며여자평균 24.88 ± 3.10 kg/m 2 로과체중에해당하였다. 허리둘레는남자평균이 89.59 ± 17.90 cm, 여자평균이 92.66 ± 9.39 cm로 WHO 서태평양지부아시아인의비만기준인남자 90 cm 이상, 여자 80 cm을복부비만으로정하여비교하였을때 3) 여자의경우복부비만상태로진단되었다. 2. 칼슘 비타민 D 섭취와혈청 25(OH)D 3 의단계별분류연구대상자의칼슘 비타민 D 섭취와혈청 25(OH)D 3 는 327
Table 1. Basic characteristics of the subjects Characteristics Male Female Total (n = 25) (n = 29) (n = 54) Age (years) 58.36 ± 10.23 58.24 ± 9.61 58.30 ± 9.81 PIBW (%) * 107.96 ± 10.21 17.67 ± 15.18 113.37 ± 13.97 BMI (kg/m 2 ) 23.76 ± 2.25 24.88 ± 3.10 24.36 ± 2.77 Duration of diabetes (years) 5.50 ± 5.38 2.90 ± 3.78 4.10 ± 4.73 WHR 0.88 ± 0.17 0.92 ± 0.06 0.90 ± 0.12 SBP (mm Hg) 115.00 ± 12.08 121.38 ± 13.82 118.43 ± 13.31 DBP (mm Hg) 73.00 ± 7.91 76.56 ± 7.69 74.91 ± 7.92 N (%) Smoking Non-smoker 3 (12.0) 25 (86.2) 28 (51.9) EX-smoker 11 (44.0) 2 (6.9) 13 (24.1) Smoker 11 (44.0) 2 (6.9) 13 (24.1) Drinking None 7 (28.0) 14 (48.3) 21 (38.9) Mild (< 2 times/week) 7 (28.0) 13 (44.8) 20 (37) Heavy ( 3 times/week) 11 (44.0) 2 (6.9) 13 (24.1) Data was expressed as mean ± SD. * P < 0.05 by t-test. Significant at P < 0.05 by Chi-square-test. BMI, body mass index; DBP, diastolic blood pressure; PIBW, percent ideal body weight; SBP, systolic blood pressure; WHR, waist to hip ratio. 칼슘섭취량이남자가 644.37 ± 174.20 mg/d로여자 572.76 ± 188.88 mg/d보다높았고비타민 D 섭취량은남자가 6.69 ± 5.71 μg/d로여자 5.51 ± 4.38 μg/d보다높았으며실외활동시간은남자가 80.76 ± 19.59 min/d로여자보다높은것으로나타났으나남 녀간의유의한차이는없었다. 체내비타민 D 영양상태를나타내는혈청 25(OH)D 3 는남자가여자보다유의하게 (P < 0.05) 높은것으로나타났다. 연구대상자의혈청 25(OH)D 3 를결핍정도에따라단계별로분류하여 Deficiency, Insufficiency, Hypovitaminosis D, Adequacy, Toxicity로분류하였을때 23) Deficiency가 5 명으로 9.3% 에해당하였고 Insufficiency가 9명으로 16.7%, Hypovitaminosis D가 20명 37.0% 에해당하였으며 Adequacy 가 20명 37.0% 에해당하였고비타민 D 부족은여자군에서 75.9% 로남자군 48.0% 보다높은것으로나타났고남 여전체에있어비타민 D 부족은 63.0% 로나타났다. 3. 혈청 25(OH)D 3 에따른혈당및인슐린분비연구대상자의혈청 25(OH)D 3 에따른당화혈색소는 Adequacy군에서가장낮은것으로나타났으며공복혈당은혈청 25(OH)D 3 수준이높을수록낮은경향을보이는것으로나타났으나유의하지는않았다. 인슐린저항성을나타내는 HOMA IR 은혈청 25(OH)D 3 의수준이증가될수록낮은것으로나타나인슐린저항성개선을위해적절한혈청 25(OH)D 3 의유지가필요한것으로나타났으나유의한차이는없었다. 공복인슐린분비는모든군에서분비가원활 하였으나인슐린저항성에의한보상적분비증가의경우와체내의혈청 25(OH)D 3 의충분함으로인한적절한분비의경우가함께존재할것으로사료된다. 최근의연구에서는더높은혈청 25(OH)D 3 의수준에서전반적으로더나은포도당농도의핸들링이이루어진다고하였는데 6) 본연구의결과와비슷한것으로나타났다. 4. 칼슘섭취량에따른인슐린저항성칼슘섭취량에따른 HOMA IR 과혈당은칼슘섭취수준을 EAR (Estimated Average Requirement) 미만일때, EAR 이상 RI 미만일때, RI 이상일때로구분하여본경우칼슘섭취수준이가장높은경우당화혈색소는가장낮았으며총콜레스테롤과 BMI가가장작은것은나타났으나유의한차이는없었다. 5. 인슐린저항성에따른혈당및 BMI HOMA IR 을 range에따라 0.31~1.72를 Tertile 1, 1.73 ~3.07을 Tertile 2, 3.08~23을 Tertile 3로분류하였을때혈당및 BMI는 Table 2와같다. 나이와 BMI는인슐린저항성에따라차이를나타내지않았다. 인슐린저항성이가장낮은 Tertile 1에있어서는당화혈색소와공복혈당이가장낮은것으로나타났으며인슐린저항성이가장높은 Tertile 3에서는당화혈색소와공복혈당이매우높게나타나인슐린저항성이높은군에서혈당관리가잘되어지지않음을알수있다. 328
최영미외 2 인 : 당뇨병환자에서칼슘과비타민 D 섭취가인슐린저항성에미치는영향 Table 2. Blood glucose and BMI according to HOMA IR tertile Tertile 1 Tertile 2 Tertile 3 Range 0.31~1.72 1.73~3.07 3.08~23 Age (years) 59.10 ± 8.32 55.80 ± 11.94 57.58 ± 10.97 HbA 1c (%) 7.21 ± 1.46 a 8.99 ± 2.23 b 8.83 ± 1.19 b FBG (mg/dl) 128.50 ± 32.45 a 161.07 ± 36.66 b 195.50 ± 51.22 c BMI (kg/m 2 ) 24.43 ± 3.30 a 23.41 ± 2.64 25.88 ± 1.51 HOMA IR 0.91 ± 0.37 a 2.32 ± 0.46 b 5.28 ± 2.79 c Data was expressed as mean ± SD. a~c) Means not sharing a common letter are significantly differ among groups (P < 0.05). BMI, body mass index; FBG, fasting blood glucose; HbA 1c, glycosylated hemoglobin; HOMA IR, homeostasis model assessment of insulin resistance. Table 3. Changes in daily nutrient intake and outdoor activity of the subjects after 12 weeks of MNT MNT (n = 14) Control (n = 12) Nutrients Baselin 12 Weeks Baselin 12 Weeks Energy (kcal) 1939.75 ± 383.91 1797.86 ± 164.41 1933.11 ± 369.89 1684.66 ± 149.46 Carbohydrate (g) 320.32 ± 79.32 258.33 ± 23.43 * 308.14 ± 58.40 281.99 ± 47.86 Protein (g) 71.78 ± 15.65 89.40 ± 10.05 * 84.05 ± 24.26 65.14 ± 18.83 Fat (g) 36.18 ± 12.29 46.47 ± 8.72 * 39.85 ± 18.38 32.30 ± 15.91 Ca (mg) 605.03 ± 143.52 1156.45 ± 149.69 * 672.27 ± 134.60 596.49 ± 127.55 Vit D (μg) 3.33 ± 2.69 12.84 ± 4.32 * 4.25 ± 2.07 3.79 ± 5.12 Folate (μg) 382.73 ± 104.28 421.67 ± 178.14 325.01 ± 125.36 318.97 ± 108.60 Vit C (mg) 128.88 ± 37.66 143.68 ± 48.77 110.77 ± 63.13 96.12 ± 22.70 P (mg) 1100.45 ± 237.45 1135.41 ± 129.40 1202.99 ± 316.82 1041.01 ± 291.01 Fe (mg) 14.66 ± 3.28 21.11 ± 4.97 * 17.56 ± 5.88 17.48 ± 5.72 Ca/P 0.56 ± 0.13 1.02 ± 0.13 * 0.57 ± 0.10 0.59 ± 0.09 A.M 08:00~10:00 (min/d) 4.43 ± 2.06 5.00 ± 1.32 17.50 ± 15.08 10.00 ± 4.14 10:00~12:00 4.86 ± 1.76 22.50 ± 6.46 5.83 ± 5.10 8.00 ± 3.04 P.M 12:00~14:00 (min/d) 3.79 ± 2.13 14.17 ± 9.29 5.33 ± 2.01 4.00 ± 3.94 14:00~16:00 3.43 ± 1.18 22.50 ± 5.98 * 5.00 ± 4.37 8.00 ± 6.95 16:00~18:00 14.50 ± 11.39 0.00 ± 0.00 3.00 ± 2.65 0.00 ± 0.00 Total 31.00 ± 8.00 64.17 ± 5.22 36.63 ± 22.68 30.00 ± 15.81 Data was expressed as mean ± SD. MNT, medical nutrition therapy. * P < 0.05 by paired t-test. 6. 칼슘 비타민 D 섭취중재영양의학요법의효과실험군과대조군의연령은실험군이 56.79 ± 8.40세, 대조군이 56.83 ± 14.41세였고신장은실험군이 159.19 ± 6.78 cm, 대조군은 163.92 ± 9.95 cm, 표준체중백분율은실험군이 112.22 ± 11.61%, 대조군이 115.05 ± 13.35% 로두군간의유의한차는없다. 연구대상자의실험군의실외활동시간은 31.00 ± 8.00 min/d, 대조군의경우는 36.63 ± 22.68 min/d으로유의한차는없으며두군간의동질성검정이이루어졌다 ( 자료제시하지않음 ). 비타민 D 섭취량은실험군이 3.33 ± 2.69 μg, 대조군이 4.25 ± 2.07 μg, 칼슘섭취량은실험군이 605.03 ± 143.52 mg, 대조군이 672.27 ± 134.60 mg으로두군간의영양소 섭취량의유의적인차는없으며동질성검정이되었다 (Table 3). 영양중재요법후대상자의영양소섭취의변화는실험군의열량은 1,939.75 ± 383.91 kcal에서 1,797.86 ± 164.41 kcal로감소하였다. 칼슘섭취량은 1,156.45 ± 149.69 mg으로유의하게 (P < 0.05) 상승하였으며비타민 D 섭취량은 12.84 ± 4.32 μg으로유의하게 (P < 0.05) 상승하였다 (Table 3). 대상자의일조시간활동량의변화는실험군의일조시간활동량은오전 10시부터 12시까지경우 4.86 ± 1.76 min/d에서 22.50 ± 6.46 min/d으로상승하였으나유의하지는않았고오후 2시부터 4시까지경우 3.43 ± 1.18 min/d에서 22.50 ± 5.98 min/d으로유의하게 (P < 0.05) 상승하였다. 329
Table 4. Changes of blood glucose, insulin secretion and serum 25(OH)D 3, insulin resistance of the subjects after 12 weeks of MNT MNT (n = 14) Control (n = 12) Baseline 12 Weeks Baseline 12 Weeks Age (years) 56.79 ± 8.40 56.83 ± 14.41 M/F 6/8 7/5 S-25(OH)D 3 (nmol/l) 71.69 ± 33.39 77.47 ± 34.87 74.98 ± 16.83 72.43 ± 8.60 Total Ca (mg/dl) 9.71 ± 0.54 9.90 ± 0.24 9.60 ± 0.53 9.74 ± 0.21 FBG (mg/dl) 153.00 ± 40.69 117.93 ± 14.25 * 162.83 ± 43.27 135.50 ± 28.05 HbA 1c (%) 8.23 ± 2.33 6.12 ± 0.87 * 8.24 ± 1.00 7.00 ± 1.20 F-insulin (ulu/ml) 3.90 ± 3.12 4.24 ± 3.22 5.37 ± 4.88 3.05 ± 1.15 HOMA IR 1.80 ± 1.17 0.73 ± 0.27 * 1.35 ± 0.97 0.94 ± 0.29 Total Cholesterol (mg/dl) 204.64 ± 50.20 162.77 ± 25.82 * 209.50 ± 30.03 201.25 ± 39.39 Triglyceride (mg/dl) 185.07 ± 185.38 102.60 ± 41.40 146.17 ± 60.56 124.75 ± 42.35 HDL-C (mg/dl) 48.14 ± 10.76 49.67 ± 6.88 46.33 ± 10.31 51.00 ± 9.35 LDL-C (mg/dl) 119.49 ± 30.04 91.73 ± 32.48 * 133.93 ± 31.62 125.30 ± 27.17 Weight (kg) 60.74 ± 5.21 58.72 ± 4.14 * 67.55 ± 10.17 66.60 ± 9.40 BMI (kg/m 2 ) 24.02 ± 2.20 23.31 ± 1.91 25.12 ± 2.70 24.76 ± 2.30 Data was expressed as mean ± SD. * P < 0.05 by paired t-test. BMI, body mass index; FBG, fasting blood glucose; F-insulin, fasting insulin; HDL-C, high density lipoprotein cholesterol; HOMA IR, homeostasis model assessment of insulin resistance; LDL-C, low density lipoprotein cholesterol; MNT, medical nutrition therapy; S-25(OH)D 3: serum 25(OH)D 3; T-Ca, total calcium; T-Chol, total cholesterol; TG, Triglyceride.. 7. 영양의학요법후혈당및인슐린분비능 인슐린저항성의변화대상자의공복혈당및혈청 25(OH)D 3 의변화는 Table 4 와같다. 실험군의공복혈당은 117.93 ± 14.25 mg/dl로유의하게 (P <0.05) 감소하였으며당화혈색소는 6.12 ± 0.87% 로유의하게 (P < 0.05) 감소하였다. 혈청 25(OH)D 3 는 71.69 ± 33.39 nmol/l에서 77.49 ± 34.87 nmol/l로상승한것으로나타났으나유의하지는않았다. 대상자의인슐린분비능의변화는실험군의인슐린분비능은 3.90 ± 3.12 ulu/ml에서 4.24 ± 3.22 ulu/ml로약간상승하였으나유의하지는않았다. 대조군은 5.37 ± 4.88 ulu/ml에서 3.05 ± 1.15 ulu/ml로더욱감소하는것으로나타났으나유의하지는않았다. 혈청지질의변화는실험군의총콜레스테롤은 204.64 ± 50.20 mg/dl에서 162.77 ± 25.82 mg/dl로유의하게 (P < 0.05) 감소하였으며 LDL-콜레스테롤은 119.49 ± 30.04 mg/dl에서 91.73 ± 32.48 mg/dl로유의하게 (P < 0.05) 감소하였으나대조군에있어서는유의한변화가없었다. 체중은실험군이 60.74 ± 5.21 kg에서칼슘 비타민 D 섭취중재영양의학요법후 58.72 ± 4.14 kg로유의하게 (P < 0.05) 감소하였다. 또한 BMI는 24.02 ± 2.20에서 23.31 ± 1.91로감소하였으나유의하지는않았다. 고찰변화된혈청칼슘과낮은혈청 25(OH)D 3 농도는포도당항상성이상의위험요인일수있으며낮은칼슘과비타민 D 수준은인슐린저항성과비만모두의위험요인일수있음이보고되었다 21). 이는당뇨병관리에있어칼슘과비타민 D의중요성을말해주는보고들이라하겠다. 당뇨병은유병기간이길어질수록인슐린분비저하와함께혈당조절이악화되며당뇨병치료에있어서도인슐린분비능이높은군에서는인슐린저항성의개선이매우중요하고인슐린분비능이낮은군에서는혈당조절이불량하므로인슐린투여등을적극적으로고려해야한다고하였다 29). 초기의적극적인중재로생리적으로적절히인슐린분비능이개선되고인슐린저항성이호전된다면당뇨병의혈당관리및합병증의발현지연에도움이될수있다고생각된다. 선행연구에서 21~39세의정상인남녀의혈청 25(OH)D 3 의측정에서는남자가 20.0 ± 6.84 ng/ml, 여자가 26.1 ± 12.3 ng/ml로여자가높은것으로보고된바있는데 30) 본연구의결과와는차이가있었으나연령층이젊은성인대상자로본연구의대상자들의전체평균연령이 58.30 ± 9.81세이며연령별로 50~64세가 51.9% 로가장많았으므로각연령별활동정도의차이가있었던것으로보인다. 330
최영미외 2 인 : 당뇨병환자에서칼슘과비타민 D 섭취가인슐린저항성에미치는영향 김등은 1일총옥외생활시간이증가할수록혈청 25(OH)D 3 수준이유의적으로증가하며하루중비타민 D 합성이일어나는 UVB 조사량이가장많은시간대에옥외시간이많을수록혈청 25(OH)D 3 수준의유의적증가를보고하였으며우리나라성인의비타민 D 영양상태에있어옥외생활및자외선조사량이중요하다고하였는데 31) 본연구의결과와도같았다. 여름하루중오전 11시30분부터오후 2시30분까지비타민 D 피부합성이가장효율적이라는것이보고된바있는데 32), 본연구에서도오전중 30분과오후 2시간 30분의효율시간대가포함되어있는것으로나타났다. 또한 Thomas MK 등은 33) 290명의입원환자중 57% 인 164명이비타민 D가결핍이었고그중 22% 는심한비타민 D 결핍으로보고하였는데비타민 D를권장량이하로섭취하는사람의 69% 가비타민 D 결핍이었으며비타민 D 결핍은입원환자에서도일반적이라하였다. 본연구에서비타민 D 섭취량은남자 30~49세의경우충분섭취량 (AI) 의 85.66 ± 86.63% 로나타났으나여자 30~49세경우는그보다적은 73.38 ± 52.80% 로나타났고 50~64세남자의경우 46.80 ± 27.91%, 여자가 58.45 ± 55.58% 로매우부족하였고 65세이상의경우남자가 44.54 ± 34.61%, 여자가 62.25 ± 6.46% 로필요량을충족하기위한섭취량이부족한것으로나타났다. 비타민 D는피부에서합성이된다고는하나겨울이나주로실내생활을하는고령자에게는섭취가부족한경우문제가될수있는것으로보인다. 또한본연구의대상자의일부가농 어민이포함된것을생각할때도심거주당뇨병환자들의비타민 D 부족은더심할것으로사료된다. 일본의경우매일옥외활동을한노인 stroke 환자에서혈청 25(OH)D 3 수준을 20~50 nmol/l 상승시켰다는보고가있었는데 34) 본연구에서는 2차연구기간이겨울로일조량이많지않았고봄의시작과더불어발생한황사로인해환자들의충분한일광노출에제약이있었다고생각되었으나다른계절에서라면더욱좋은결과를보일것으로기대된다. 칼슘의섭취량은각연령별칼슘섭취량이남자 65세이상을제외한대부분의대상자가권장량이하를섭취하고있었으며 EAR인 580 mg 보다적게섭취하는대상자의비율은 30~49세남자의경우 40.00%, 여자가 33.33%, 50~64세남자의경우 42.85%, 여자가 50.00%, 65세이상여자의경우 77.77% 로가장높은비율로나타나연령대별차이가있는것으로나타났다. 영양중재요법후대상자의영양소섭취의변화는실험군의탄수화물의섭취량은 320.32 ± 79.32 g에서 258.33 ± 23.43 g으로유의하게감소하였으며 (P < 0.05) 단백질의섭취량은 71.78 ± 15.65 g에서 89.40 ± 10.05 g으로유의하게상승하였다 (P < 0.05). 지질의섭취량은 36.18 ± 12.29 g에서 46.47 ± 8.72 g으로유의하게상승하여 (P < 0.05) 열량소의비는탄수화물이 57.55 ± 3.09%, 단백질이 19.92 ± 1.75%, 지질이 23.14 ± 2.97% 로권장비율의범위에도달하는것으로나타났다. 주등은당질을 250 g 이상섭취하면인슐린을사용하더라도혈당조절이어렵다고하였는데 35) 본연구에서는실험군의탄수화물의섭취량이 250 g에가까이감소하여혈당조절에기여하였을것으로생각된다. 칼슘섭취량은 605.03 ± 143.52 mg에서 1156.45 ± 149.69 mg으로유의하게 (P < 0.05) 상승하였으며비타민 D 섭취량은 3.33 ± 2.69 μg에서 12.84 ± 4.32 μg으로유의하게 (P < 0.05) 상승하였다. 칼슘과인의비율은 0.56 ± 0.13에서 1.02 ± 0.13으로유의하게 (P < 0.05) 상승한것으로나타났는데칼슘과인의비율은 1:1일때칼슘흡수가가장효율적이므로 1:1로권장된다. 대상자의혈청지질의변화는실험군의총콜레스테롤은 204.64 ± 50.20 mg/dl에서 162.77 ± 25.82 mg/dl로유의하게 (P <0.05) 감소하였으며 LDL-콜레스테롤은 119.49 ± 30.04 mg/dl에서 91.73 ± 32.48 mg/dl로유의하게 (P < 0.05) 감소하였으나대조군에있어서는유의한변화가없었다. 본연구대상에있어실험군과대조군모두혈청지질이매우높은환자는지질개선제를투여하고있어해석이조심스러우나비슷한조건에서혈청지질은실험군에서더욱유의하게개선이되는것으로나타났다. Sharlin 등 36) 은 20~71 세남성에서식이칼슘섭취량과혈장콜레스테롤농도사이에유의한부의상관성을보고하였는데본연구에서도식이칼슘의섭취증가가도움이되었으리라생각된다. 대상자의인슐린저항성지표인 HOMA IR 은실험군의경우 1.80 ± 1.17에서 0.73 ± 0.27로유의한 (P < 0.05) 감소를나타내었으며대조군에서는유의한변화가관찰되지않았다. 제2형여성당뇨병환자를대상으로한비타민 D 보충섭취의인슐린저항성효과연구에서 37) 1개월간콜레칼시페롤을 1,332 IU/d를투여한결과혈청 25(OH)D 3 70% 가정상수준으로상승하였으며인슐린저항성은 21.4% 가감소한것으로보고된바있으나본연구에서는대상자들의평소식사섭취량이충분하였고또한비타민 D의혈당관리에있어그중요성을생각할때보충제를지속적으로복용할수는없는이유로영양의학요법을먼저시행하는것이의미가있는것으로판단하였고식품에서섭취량이 12.84 ± 4.32 μg/d 정도였음에도인슐린저항성의개선에다소도움을준 331
것으로생각된다. 인슐린저항성이있게되면인슐린의간의포도상생성억제기능에저항이있으므로높은혈당에도불구하고간에서포도당을계속생성하게되어고혈당을악화시키며지방산과다유리로고지혈증을유발하고혈당도상승시키게된다고하였는데 38) 본연구에서도인슐린저항성이있는경우혈당이높은것으로나타나당뇨병관리에있어인슐린저항성개선의중요성을알수있다. 즉혈당조절과합병증관리를위해서는인슐린분비능뿐아니라인슐린저항성을고려한치료법의선택이매우중요하므로 39) 본연구의결과와같이인슐린저항의개선이당뇨병치료에도움이될것으로생각된다. 당뇨병자가관리에서영양의학요법의효과는국내연구뿐아니라 UKPDS (United Kindom Prospective Diabetes Study) 등연구에서도그효과가입증된바있는데 40) 본연구에서도도움이되는것으로나타났다. 그러나본연구는소규모의단기간의임상연구로써대상환자수가적어계절별연구가이루어지지못하였고대조군은새로이등록된환자가아닌 1차연구에포함된환자로써제한점이있다. 또한칼슘과비타민 D단독섭취만으로교육의효과를보았다기보다는전통적인영양교육에칼슘과비타민 D의지속적섭취를강조하고실내운동이나이른아침활동을선호하는환자들에게일조시간대적당한옥외활동을지속적으로권장한교육이었다. 향후장기간에걸친대규모의임상연구가필요할것으로사료되며통상적인영양교육과명확하게구별되지않을수도있으나환자실천의원동력이되는동기부여와칼슘과비타민 D의충분한섭취에있어적극적영양교육으로써기여를하였다고생각되며이를통한혈청 25(OH)D 3 를높이기위한영양교육의시도라는점에서기존의연구가드물어의미가있는것으로생각된다. 요약연구배경 : 최근의연구보고들은비타민 D와칼슘의섭취가인슐린저항성에영향을줄수있음을시사한다. 이연구의목적은제2형당뇨병환자에서비타민 D와칼슘의중재가혈당과인슐린저항성개선에미치는영향을평가하기위한것이다. 방법 : 12주간의칼슘과비타민 D 섭취중재요법전 후에공복혈당, 당화혈색소, 혈청 25(OH)D 3, 혈청지질, 인슐린분비량, 활동시간과식이섭취조사가분석되었다. 결과 : 혈청 25(OH)D 3 농도는인슐린저항성, 혈당과부의 관계였다. 칼슘섭취수준역시인슐린저항성과부의관계였다. 공복혈당과당화혈색소, HOMA IR 은칼슘 비타민 D 섭취중재영양의학요법후실험군에서유의하게 (P < 0.05) 감소하였고반면대조군에서는변화가없었다. 식이칼슘과식이비타민 D섭취는대조군보다실험군에서유의하게 (P < 0.05) 높아졌다. 혈청 25(OH)D 3 와인슐린분비는 12주간의중재후실험군에서약간높아졌으나유의하지는않았다. 결론 : 이상의결과로혈청 25(OH)D 3 가부족한제2형당뇨병환자에서혈당, 당화혈색소, 혈청 25(OH)D 3, HOMA IR 의개선에는칼슘 비타민 D 중재교육이도움이될수있음을알수있다. 참고문헌 1. Cho NH: Prevention of type Ⅱ diabetes, Overview of diabetes prevention trial. J Korean Diabetes Assoc 26:26-37, 2002 2. Huh KB, Lee HC, Chung YS, Park SW, Park YK, Park EJ, Lee JH: Effects of Insulin Secretion on Glucose and Lipid Metabolism in Korea. Korean J Med 47:295-304, 1994 3. Korean Diabetes Association: Education guideline for diabetic patient. 2nd ed. P.598, Seoul, Gold Planning, 2006 4. Scragg R, Sowers M, Bell C: Serum 25-hydroxyvitamin D, diabetes, and ethnicity in the third national health and nutrition examination survey. Diabetes Care 27:2813-8, 2004 5. Boucher BJ: Inadequate vitamin D status, dose it contribute to the disorders comprising it syndrom X?. Br J Nutr 79:315-27, 1998 6. Heaney RP: The vitamin D requirement in health and disease. J Steroid Biochem Mol Biol 97:13-9, 2005 7. Isaia G, Giorgino R, Adami S: High prevalence of hypovitaminosis D in female type 2 diabetic population. Diabetes Care 24:1496, 2001 8. Novotny R, Daida YG, Acharya S, Grove JS, Vogt TM: Dairy intake is associated with lower body fat and soda intake with greater weight in adolescent girls. J Nutr 134:1905-9, 2004 9. Lee YC, Synn HA, Lee KY, Park YH, Rhee CS: A study on concentrations of serum lipids and food & 332
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