일부지역초등학생의혈중렙틴수준과비만예측지표, 2005-2006 Serum leptin levels and the prediction of obesity in elementary school children 질병관리본부국립보건연구원생명의과학센터대사영양질환과인제대학교서울백병원가정의학과 Ⅰ. 들어가는말 전세계적으로소아, 청소년의과체중및비만유병률이증가하고있다 [1]. 미국의경우 2003-2004년 2-19세소아, 청소년의과체중및비만유병률이 50.7% 로보고되었고, 우리나라소아청소년의과체중및비만유병률도지속적으로증가하는추세이다. 질병관리본부와대한소아과학회가 1997년과 2005년에전국적규모로조사한자료를 2007 소아청소년성장도표 의연령별체질량지수 85 백분위수이상을기준으로과체중및비만을분류하여보고한바에따르면, 2005년소아청소년 (2-12세) 유병률은 1997년에비해 1.5배 (1997년 13%, 2005년 19.0%) 증가하였다 [2]. 한편서울특별시학교보건진흥원은신장별표준체중치 20% 이상을비만으로분류한 1998년의기준을적용했을때 2005년초등학생비만율이 11.8% 라고발표하였다 [3]. 소아비만의경우, 각나라의연구들마다기준이다를뿐아니라국내의연구들도위에기술한바와같이비만기준을달리하여분석한경우가많아유병률이매우다르게보고되고있어비만유병률을발표혹은분석할때는사용하는표준치와과체중및비만기준을명확히제시하여야할것이다. 소아비만은성인비만과유사하게인슐린저항성을야기할수있으며, 고혈당, 고지혈, 고혈압등의대사증후군및당뇨, 심혈관질환으로의이환을증가시켜생활습관성질환의발생및이로인한사망률을증가시킬수있다 [4]. 만약비만의위험이있는소아를미리예측할수있다면, 이들을조기에관리하여비만및이와관련하여나타날수있는질환을예방할수있다. 성장속도가매우빠른소아기에는연령증가에따른성장발달을고려한비만도의변화를관찰하여야정확한비만발생및그위험도를판단할수있다. 비만은에너지과잉으로인해, 지방조직이증가된상태인데, 증가된지방조직은인슐린저항성을증가시키는여러물질 ( 렙틴, TNF-alpha, 유리지방산, 레지스틴, 아디포넥틴등 ) 의분비를증가시킨다. 지방조직의크기가증가하면렙틴을분비하여시상하부의식욕중추에신호를보내에너지섭취를감소시키며, 인슐린민감성을증가시켜체중증가에대응한다고알려져있으나, 극소수비만인에서는렙틴생성이정상적으로이루어지지못해체중조절이되지않는다고하며, 렙틴결핍이비만의주요원인으로간주되어렙틴을투여하여비만을치료하기도한다 [5]. 이와달리렙틴수치가높을수록대사증후군의요소인체질량지수, 공복시인슐린수치, 혈압등이높아지는등비만지수와렙틴수치가양의상관관계를보인다는보고와함께렙틴이주요비만예측인자로제시되고있어 [6] 체중변화에대한렙틴의영향에대해보고된결과들이서로상반되고있다. 또한, 시간경과에따른체중변화와이에동반되는렙틴수준의변화를관찰한연구는매우적다. 대부분의연구에서과체중인사람들이장기적으로렙틴수치가높게지속되는데이는렙틴저항증으로인한것으로추정되나이에대한연구는대상자수가적거나연구방법이각각달라결론을내리기어렵다. 특히정상어린이를포함하는어린이집단에서체중상태변화와렙틴수준과의관계에대한연구는거의없는실정이다. 현재소아의비만및비만동반대사이상질환의위험인자를발굴하고위험인자의위험도변화양상을분석하고자 2005년부터경기도과천시소재의초등학생들을대상으로소아코호트를구축하여추적관찰하고있는데현재 4차년도조사를완료한상태이다. 본연구는초등학교 2학년학생의렙틴수준에따른당해연도와전년도의체중, 신체조성성분변화, 비만도변화와의관계를관찰하여렙틴수준이초등학교저학년학생의비만도와어떤연관성이있는가를관찰하여비만도를예측하는지표로서의가능성을관찰하였다. - 1 -
Ⅱ. 몸말 1. 연구대상및방법 연구지역인과천시는 4개의초등학교가있으며, 1차년도에는 2005년 5월에초등학교 1학년생약 860명중 683명, 2차년도연구에는 2006년 6-7월에초등학교 2학년전체아동 841명중 467명이연구에참여하였다. 2006년의 2차년도조사당시, 2005년과 2006년 2년연속연구에참여했던아동은 375명 ( 남아 : 195명, 여아 : 180명 ) 이었으며이들의신체계측치와생화학적지표들그리고식이섭취자료를분석하였다. 신체계측은아침식사를하지않은상태에서신발을벗은가벼운옷차림으로실시하도록하였고, 모든측정수치는반올림하지않고소수점첫째자리까지측정하였다. 신장은자동신장측정기 (DS-102, Jenix, Seoul, Korea) 를이용하였고, 체중, 체지방량및제지방량은임피던스측정방식에의한체성분분석기 (BC-418, Tanita, Tokyo, Japan) 를이용하여측정하였다. 체질량지수 (body mass index ; 이하 BMI) 는체중 (kg) 을키 (m) 의제곱으로나누어구하였다. 허리둘레는줄자를이용하여가볍게숨을내쉰상태에서 12번째늑골하단부와장골능최상단부의중간부위를측정하였다. 그동안우리나라에서보고된연구들은대부분 1998년대한소아과학회에서제시한한국소아및청소년신체발육표준치를기준으로성별, 신장별표준체중을이용하여산출한비만도를이용하여비만을진단하거나성별, 연령별 BMI 백분위수를구하여 85 백분위수와 95 백분위수이상인경우를과체중과비만으로진단하는방법을사용하기도하였다. 표준체중으로산출된비만도를이용한비만진단방법은 BMI 백분위수를이용한방법보다체지방량을더잘반영하고각개인의비만도의변화를정량화하는데용이하기때문에본연구에서는성별, 신장별표준체중을이용하여산출한비만도를이용하여비만을진단하였다. 이때표준체중은 2007년소아청소년성장도표 와 1998년도성장도표 를사용하였으며, 비만지수 (obesity index; OI) 는다음의공식을통해구하여각각 OI-1과 OI-2로표시하였으며, 비만지수 -20% 미만을저체중으로, -20-19% 를정상, 20-29% 를경도비만, 30-49% 를중등도, 50% 이상을고도비만으로진단하였다. 비만지수 (%) = ( 실측 - 신장별표준체중 )/ 표준체중 100 대상아동들이 12시간이상금식한상태에서 1회용주사기를이용하여상완정맥에서채혈한후, 혈액분석기관으로운반하여방사면역측정법 (Linco Research Inc., St Charles, Mo, USA) 으로혈중렙틴농도를측정하였다. 혈중렙틴수준은 2005년과 2006년 2년연속연구에참여하였던 375명을대상으로 2006년에만측정하였다. 식사기록법을이용하여대상자들의식이섭취내용을조사하였으며평일중 2일과주말중하루에걸쳐섭취한모든음식에대하여섭취량과재료를끼니별로기록하게하였다. 조사된식이섭취량은한국영양학회부설영양정보센터에서개발한영양평가프로그램인 CAN-Pro 2.0을이용하여개인별 1일섭취량및영양소구성에대해분석하였다. 유병률은빈도수와함께백분위 (%) 로표시하였고, 검사결과는평균과표준편차를표시하였다. 신체계측변수간의상관계수를구하였고, 신체계측변수들과대사성위험인자들의상관계수들을비교하였다. 각군간의유의성검정은 SAS(Statistical Analysis System version 9.1, SAS Institute, Cary, NC) 를이용하여두군간의평균비교는독립 t-test를, 세군간의평균비교는 Duncan's multiple range test로, 각군간의빈도비교는 χ2-test로검정하였다. 2. 연구결과 조사대상자 375명의 1차년도와 2차년도의신장, 체중, BMI, 허리둘레등의신체계측치는 Table 1과같다. 총 375명중남아는 197명 (52.5%), 여아는 178명 (47.5%) 이었고, 신장과체중은 1차년도와 2차 - 2 -
년도모두여학생에비해남학생이높은수치를보였다. 2차년도에신장은남녀모두 6% 씩증가하였고, 체중은남녀각각 15% 와 13% 씩증가하였다. BMI는남학생이여학생보다유의하게높은것으로나타났으나, 시간경과에따른남녀간 BMI의변화는통계적으로유의하지않았다. 2차년도에만측정한소아의체지방률과혈중렙틴의수준은여학생이남학생보다높게나타났으나, 유의한차이는아니었다 (Table 1). 2007년도에제시된표준체중을이용하여비만을판정한결과, 1차년도남학생의비만유병률은경도비만 6.1%, 중등도비만 3.1% 로나타났다. 여학생은경도비만이 0.6% 로관찰되어남학생보다비만유병률이낮았다. 2차년도의경우남학생은경도와중등도비만이각각 7.6% 와 2.0% 로관찰되어경도비만이상의비만유병률이전년도에비해통계적으로유의한증가를보이지는않았다. 여학생의경우에도비만유병률에서 1차년도에비해 2차년도에통계적으로유의한증가를보이지는않았다. 1998년표준체중을이용하여비만을판정하였을때는, 남학생의경우 1차년도 12.2%, 2차년도 11.7% 의비만유병률을보였고, 여학생은 1, 2차년도모두 1.7% 의유병률을나타내었다. 1, 2차년도의비만지수, BMI, 허리둘레수치와 2차년도렙틴, 체지방률, 체지방량수치들상호간의관계는 Table 2와같다. 남학생의경우혈중렙틴수준과 2차년도의신체지수와의관계는체지방률, BMI, 허리둘레의순으로양의상관관계를보였다 (r=0.82, r=0.81, r=0.77). 여학생의경우에는남학생과유사한상관관계를보였으나상관계수는낮았다 (r=0.75, r=0.74, r=0.69). 혈중렙틴수준과비만지수와의상관관계도남학생에서는 0.77, 여학생에서 0.71로나타나상당히밀접한상관관계가있음을관찰할수있었다. 남녀학생의현재렙틴수준은현재의 BMI 수치, 허리둘레뿐만아니라전년도의 BMI, 비만지수와도상관관계가높았다 ( 남아 r=0.72, r=0.63 vs 여아 r=0.65, r=0.59). 남녀학생의현재렙틴수준은전년도비만지수와도상관관계가높았다 ( 남아 r=0.69, 여아 r=0.63). 조사대상자의평균열량섭취량은남학생 1,739kcal, 여학생 1,630 kcal로남학생이여학생에비해열량섭취량이더많았다 (Table 3). 총열량섭취에서차지하는단백질, 지방, 탄수화물섭취량을비교해보면탄수화물, 지방섭취량이남학생에서더많았다. 그러나혈중렙틴수준과지방및탄수화물섭취량과의관계는통계적으로유의하지않았다. - 3 -
혈중렙틴의삼분위수와 BMI, 비만지수분포변화는 Table 4와같다. 남학생중혈중렙틴최하위군 (T1) 과중간군 (T2) 의경우 1998년도성장도표 의기준을적용한 1차년도비만판정 (OI-2) 시중간군 (T2) 에서만 1명의경도비만이있었던것을제외하고는비만으로분류된경우는없었다. 2007년소아청소년성장도표 를사용한기준 (OI-1) 에의하면 1, 2차년도모두혈중렙틴최상위군 (T3) 에서만비만이관찰되었고, 그유병률이 27.3-28.8% 정도로나타났다. 여학생역시 1, 2차년도모두에서혈중렙틴최상위군 (L3) 에서만비만이관찰되었고, 2007년소아청소년성장도표 를사용한기준 (OI-1) 에의하면비만유병률은경도및중등도비만모두 1.7% 로관찰되었다. 남학생중경도비만이상의비만유병률은혈중렙틴최상위군의약 30% 정도로여학생보다 8배이상높게나타났다. - 4 -
Ⅲ. 맺는말 신장별표준체중의 20% 이상인경우를비만기준으로한 1998년도성장도표 를사용한서울지역조사결과에의하면 2005년 7-12세초등학생의경우 11.8% 가비만으로, 만 7세초등학생 5.4% 가비만으로보고되었다 [3]. 본연구에서는 1998년도표준체중을사용하면약 7%( 남학생 12.2%, 여학생 1.7%) 를보여동연령대의서울지역보다높은유병률을보였다. 2007년에제시된표준체중치를사용한경우, 서울시교육청학교보건진흥원의비만기준치보다는표준체중치가높게책정되어 1차년도에약 5%( 남학생 9.2%, 여학생 0.6%) 의비만유병률을보였다 (Table 1). 그러나전국조사를토대로체질량지수 85 백분위수, 95 백분위수를근거로한 7-12세의과체중, 비만유병률 12.3%, 8.6% 와비교하면, 1차년도의과체중유병률은 16.3% 로더높았고, 비만유병률은 7.7% 로더낮게나타났다. 이처럼여러연구결과에서비만유병률이매우다르게보고되고있는데, 이는조사대상자의거주지, 성별, 연령구성의차이로인한것으로판단된다 [1-3]. 소아기는성장이매우빠르게이루어지는시기이므로, 연령증가에따른성장발달이고려된비만도의변화를관찰하려면거주지, 성별뿐만아니라, 연령구성이명확하게밝혀진집단에서연차적인변동을관찰하는것이더용이할것이다. 본연구에서는 2005년만 7세인과천남학생집단에서경도비만이상의비만유병률은 9.2% 이었으며, 동일아동들을 1년간추적조사한비만유병률은 9.6% 로관찰되었다. 여학생의경우 1차년도의비만유병률은 1.7% 로서울지역보다낮게관찰되었다. 2차년도의비만유병률은 1.2% 로전년도에비해크게증가하지는않았으나 1명의중등도비만이추가되었다. 따라서과천지역초등학생의경우, 1년추적후비만유병률이증가하였으며남학생이여학생보다 8배이상으로높은것을알수있었다. 지방조직분비호르몬과비만간의연관성은성인에서보고되고있으나소아를대상으로한연구는매우한정적이다 [7]. 또한국내에서현재까지지역사회를근거로한초등학교저학년학생의혈중렙틴수준을관찰한연구는없었다. - 5 -
본연구에서소아의혈중렙틴은 0.5-35.0 ng/ml 수준으로관찰되었고, BMI가증가할수록렙틴수준이증가함을관찰할수있었다. 이는소아와성인집단에서렙틴과 BMI 수치가유의한상관관계를보인다는다른보고와일치하였다 [6]. 렙틴수준이높을수록 BMI 뿐만아니라, 허리둘레, 체지방률등도유의적인상관관계가있었다. 고지방식이를섭취하거나, 과잉열량을섭취하면혈중렙틴수준이증가하여궁극적으로렙틴저항증결과를초래하거나, 과잉열량으로인한비만에의해혈중렙틴이증가하여뇌에서렙틴반응이저해되며이로인해식품섭취억제능력이저하된다는보고등렙틴과열량섭취량과의관계를기술한연구가있었으나 [8] 본연구결과에의하면혈중렙틴수준과열량섭취량, 혹은지방섭취량과는유의한상관관계를발견할수없었다. 렙틴의수준과 BMI의관계는당해년도의 BMI 뿐만아니라전년도의 BMI와도밀접한관계가있음을관찰할수있어렙틴수준으로전년도의비만상태를가늠할수있었고, 소아의향후비만상태도예측이가능할것으로판단된다. 혈중렙틴과비만유병률이밀접한관계가있음을고려하여렙틴수준에따라대상자를세집단으로구분하였을때, 렙틴수준이높은군에속하는남학생집단에서 1/3 이상이비만으로판정되었고, 이중 1/3 이상이중등도비만이었다. 전년도에도렙틴최상위집단에서유사한비만유병률을관찰할수있었다. 여학생의경우도렙틴수준이높을수록비만유병률이높아최상위군은 3.4% 로관찰되었고, 전년도는 1.7% 로관찰되었다. 전년도에비해남 녀모두렙틴수치가높은집단에서비만의정도가높아짐을관찰하였으며렙틴수치가낮은학생집단은비만의정도가계속낮음을관찰할수있었다. 본연구에서는 1차년도에혈중렙틴측정이이루어지지못해 2차년도의렙틴수준을기준으로당해연도와전년도의비만도와의관계를관찰한제한점을가지므로앞으로의비만정도를예측하기위해서는향후연구가추가적으로필요하다. 연구대상인과천지역초등학생집단의비만유병률이낮은수준이어서비만아수가적고새로이발생하는비만건수도적으나비만상태가거의대부분지속되는것을관찰할수있었다. 이것은비만이조기에발생되며비만상태가지속될수있음을시사하며, 따라서초등학교신입생부터비만상태를파악하여체중을관리하도록교육시키는것이필요하다. 이상의결과로볼때렙틴수준과비만도와의관계에대해연차별변화를관찰한연구결과렙틴수준이현재의비만도를예측할수도있을뿐아니라, 전년도비만과도밀접한관련성이있다는정보를제공할수있었다. 현재까지의유사한연구로는비만위험도가높은소아중혈중렙틴수준이높은경우소아기에체중과체지방의증가폭이더크다는보고가있으나인종에따라증가폭이다를것으로보고하고있어우리나라의소아에대한연구가필요하였다. 본연구를통해렙틴이높은집단은꾸준히비만상태를유지하며악화될수도있음을알수있었으며이들은집중적인체중관리를통해비만과관련된대사이상질환으로악화되는것을조기에예방할수있을것이다. 한국인소아집단에서동일인에대해연령증가에따른렙틴및비만도의변화를장기간관찰함으로써, 렙틴이체중증가, 비만이환여부등을예측할수있는지를확인한다면혈중렙틴을비만의예측지표로사용할수있을것이다. IV. 참고문헌 1. Ogden CL, Carroll MD, Curtin LR, McDowell MA, Tabak CJ, Flegal KM. Prevalence of overweight and obesity in the United States 1999-2004. JAMA 2006; 295: 1549-1555 2. Oh K, Jang MJ, Lee NY, Moon JS, Lee CG, Yoo MH, Kim YT. Prevalence and trends in obesity among korean children and adolescents in 1997 and 2005. Korean J Pediatr 2008; 51(9):950-955 3. Seoul school health promotion center. Yearbook of school health: 2006, 2006 4. Must A, Strauss RS. Risks and consequences of childhood and adolescent obesity. Int J Obes Relat Metab Disord 1999; 23:S2-11 5. Montague CT, Farooqi IS, Whitehead JP, Soos MA, Rau H. Nature 1997; 387:903-908 6. Wannamethee SG, Tchernova J, Whincup P, Lowe GD, Kelly A, Rumley A, Wallace AM, Sattar N. Plasma leptin: associations with metabolic, inflammatory and haemostatic risk factors for cardiovascular disease. Atherosclerosis 2007; 191(2):418-426 - 6 -
7. Silha JV, Krsek M, Skrha JV, Sucharda P, Nyomba BL, Murphy LJ. Plasma resistin, adiponectin and leptin levels in lean and obese subjects: correlations with insulin resistance. Eur J Endocrinol 2003; 149(4):331-335 8. Yang R, Barouch LA. Leptin signaling and obesity. Circ Res 2007; 101;545-559 이논문의일부내용은 2007년한국영양학회지 vol 40(8)736-744에서발췌하였고일부내용은재분석한것으로 (Table 1, 4 재분석내용삽입 ; Table 2, 3발췌 ), 한국영양학회지편집위원회 의허가에따라 주간건강과질병 에게재하였습니다. - 7 -