ACE유전자 다형성에 따른 혈중지질수준 인슐린저항성 및 휴식대사량(RMR)과의 상관성 연구

Abstract

급속한 경제 성장으로 식생활이 서구화 되고 생활양식이 편리해지면서 과다한 영양 섭취와 함께 운동부족으로 인한 대사증후군이 성인 뿐 아니라 소아 및 청소년층까지 확대되고 있는 추세이다. 2003년 한국 소아 비만환자의 대사증후군의 유병률 보고는 37.5%이며, 남아가 38.7%로 여아의 35.2% 보다 높은 양상을 보이고 있으며, 향후 대사증후군의 이환율이 매우 높을 것으로 우려되고 있다.

대사증후군이란 당대사 장애, 이상지혈증, 고혈압, 비만 등의 관련 질환을 총칭하는 것으로 인슐린 저항성(Insulin Resistance; IR)에 따른 심혈관계 질환의 발생과 밀접한 관련이 있으나, 그 기전은 아직까지 잘 알려져 있지 않고 있다.

ACE(Angiotensin-Converting Enzyme)는 RAS(Renin-Angiotensin System)의 중요한 대사조절단계에서 Na+ 및 수분 재흡수 과정으로 혈액량을 조절하는 효소이다. 최근 RAS가 사람의 지방세포에도 존재하여 지방세포에서 분비되는 cytokine과 함께 대사성 질환의 발병에도 영향을 미치고 있다는 것이 입증되면서 ACE 유전자 다형성에 따른 특정질환과의 상관성을 보고자 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 서울지역 S 초등학교 3-6학년 학생들 중 62명을 대상으로 신체계측 및 RMR 측정, 혈액학․생화학적 분석과 BMI를 이용한 비만도 판정, ACE 유전자 분석을 통하여 ACE 유전자 다형성에 따른 혈청 지질 수준, 인슐린 저항성 및 RMR과의 상관성에 대하여 알아보고자 하였다.

1. 본 연구 대상자들(총 62명)중 ACE 유전자 다형성에 따른 형질 분포는 II형 33.9%(21명)과 ID형 66.1%(41명)로 동양인을 대상으로 조사한 연구들과 비교한 결과 ID형이 약 20% 더 많이 분포된 것으로 나타났다.

2. 연구 대상자들의 일반적인 특징으로는 다음과 같다.

1) 신체계측 및 RMR과는 모두 성별에 따른 유의적인 차이가 없었다. 2) 혈청지질 수준에서는 여아가 남아에 비해 TG(p<0.05)와 TG/HDL ratio(p<0.05)가 유의적으로 증가하였다. 3) 인슐린 저항성 관련변수에서는 glucose가 여아에 비해 남아에서 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 4) 혈구분석 관련변수와는 모두 유의적인 차이가 없었다.

3. 성별에 따른 신체계측 및 RMR에 대한 일반적인 특징은 다음과 같다.

1) 남아에서는 연령, 신장, RMR, 산소소비량(VO2)를 제외하고 모든 변수에서 유의적인 차이가 있었다. 특히, BMI(p<0.001), % body fat(p<0.01), LBM(p<0.05) 등은 ID형을 가진 남아가 II형을 가진 남아보다 유의적으로 증가하였다. 2) 여아에서는 모든 신체계측 변수들이 ACE 유전형질 간의 유의적인 차이가 없었다. 3) RMR은 성별에 따른 유의적인 차이가 없었다.

4. 성별에 따른 혈청지질 수준, 인슐린 저항성 및 혈구분석 관련인자들에 대한 일반적인 특징은 다음과 같다.

1) 남아에서는 혈청지질 관련 변수들이 대부분 유전형질 간의 유의적인 차이가 없었으나, CRP에서 ID형을 가진 남아가 II형을 가진 남아보다 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 인슐린 저항성 관련 변수들 중 insulin(p<0.001)과 C-peptide(p<0.001)는 ID형을 가진 남아가 II형 을 가진 남아보다 유의적으로 증가하였다. 그러나, 혈구분석 관련 변수 들은 모두 유전형질 간의 차이가 없었다. 2) 여아에서는 혈청지질 관련 변수들 중에서는 ID형을 가진 여아가 II형을 가진 여아보다 TG(p<0.01), TG/HDL-C ratio(p<0.05)가 유의적으로 증가하였다. 인슐린 저항성 관련 변수들 중 II형을 가진 여아보다 ID형을 가진 여아에서 insulin이 유의적으로 증가하였다 (p<0.001). 혈구분석 관련 변수들은 대부분 유전형질 간의 유의적인 차이가 없었으나, II형을 가진 여아보다 ID형을 가진 여아에서 Hb(p<0.01), Hct(p<0.05)가 유의적으로 증가하였다. 5. ACE 유전자 다형성이 신체계측 및 RMR에 미치는 결과는 다음과 같다.

1) 신체계측 변수들 중 연령(p<0.05), 체중(p<0.05), BMI(p<0.05), % body fat(p<0.05), Fat mass(p<0.05)는 모두 ID형이 II형보다 유의적으로 증가하였다. 2) RMR은 ACE 유전형질 간의 유의적인 차이가 없었다.

6. ACE 유전자 다형성이 혈액학적 변수에 미치는 결과는 다음과 같다.

1) 대부분이 유전형질 간의 차이가 없었다. 그러나, TG(p<0.01)와 TG/HDL ratio(p<0.05)는 둘 다 ID형을 가진 남아에 비해 ID형을 가진 여아에서 유의적으로 증가하였다. 2) 인슐린 저항성 관련 인자들 중 insulin(p<0.01)과 C-peptide(p<0.05)는 II형보다 ID형에서 유의적으로 증가하였다. 3) 혈구분석 관련 변수들 중 RBC(p<0.05), Hb(p<0.01), Hct(p<0.05)가 II형에 비해 ID형이 유의적으로 증가하였으나, 성별 간 차이는 없었다.

7. ACE 유전자 다형성에 따라 비만도(대한소아과학회 분류법)를 “정상군” 과 “비만군”으로 분류하였다. 본 연구에서는 II형이 정상군(n=17)과 비만군(n=4), ID형이 정상군 (n=24)과 비만군(n=17)으로 나타났다.

8. ACE 유전자 다형성에 따른 비만도가 신체계측 및 RMR에 미치는 결과는 다음과 같다.

1) ACE 유전자 형질에 따른 비만도는 연령과 성별을 보정한 결과, 신체계측 관련 변수들은 유전형질에 따른 비만도와 대부분 유의적인 차이를 보였다. 특히, II형은 BMR(p<0.001), % body fat(p<0.05), LBM(p<0.001), 장골상부(Suprailiac)(p<0.05)등이 정상군에 비해 비만군에서 유의적으로 증가하였다. 그러나, 연령과 성별을 보정하지 않았을 경우에는 모두 유의적인 차이가 없었다. ID형은 BMI(p<0.001), Fat mass(p<0.001), Muscle(p<0.001), 견갑골하부(Subscapular)(p<0.01)등에서 정상군에 비해 비만군이 유의적으로 증가하였기 때문이다. 2) II형에서 RMR은 연령과 성별을 보정한 결과 정상군에 비해 비만군이 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 반면 ID형에서의 RMR은 유의적인 차이가 없었다. 따라서, RMR은 ACE 유전자 보다 비만도의 영향력을 받는 것으로 나타났다.

9. ACE 유전자 다형성에 따른 비만도가 혈액학적 변수에 미치는 결과는 다음과 같다.

1) II형에서는 HDL-C(p<0.05)과 apo A1(p<0.01)이 정상군에 비해 비만군에서 유의적으로 감소하였다. 반면, ID형에서는 TG(p<0.05)와 apo B(p<0.05)는 정상군에 비해 비만군에서 유의적으로 증가하였다. 2) 인슐린 저항성 관련인자와는 II형에서 연령과 성별을 보정한 결과 비만도에 따른 유의적인 차이가 없었던 Glucose(p<0.05), HbA1c, (p<0.05) insulin(p<0.05), C-peptide(p<0.01)에서 모두 차이가 나타났는데, 이는 정상군보다 비만군에서 유의적으로 증가하였기 때문이다. ID형에서는 insulin(p<0.05)과 C-peptide(p<0.01)가 정상군보다 비만군에서 유의적으로 증가하였다. 3) ACE 유전자 다형성에 따른 비만도가 혈구분석 관련 변수들과 관련성을 살펴본 결과 모두 유의적인 차이는 없었다.

10. 본 연구의 변수 간 상관관계 연구에서 RMR은 BMI와 muscle, RI는 BMI와 fat mass, AI는 TG/HDL-C ratio와 apo B/apo A1 ratio, IR은 BMI, % body fat, WHR, TG/HDL ratio에서 상관성을 보였다.

이상의 결과를 종합해 볼 때, ID형에서 TG, apo B가 증가하는 혈청지질이상증이 나타났으며, 연령과 성별을 보정한 결과 비만도와 상관없이 insulin과 C-peptide가 유의적으로 증가하여 인슐린 저항성과 관련성이 있는 것으로 나타났다(p<0.001). 따라서, ACE 유전자 형질이 ID형이면서 소아 비만일 경우, 향후 인슐린 저항성이 증가하여 대사증후군의 위험도가 높을 것으로 우려된다. 그러나, RMR은 ID형보다 비만도에 영향을 더 받기 때문에 유산소 운동프로그램과 식사조절에 따라 체중을 조절한다면 대사증후군의 위험도를 감소시킬 것으로 기대된다.| Angiotensin-Converting Enzyme (ACE) is a key enzyme of the Renin-Angiotensin System (RAS). Contrast to the role of RAS in kidney, the local RAS in adipose tissue devorted to the regulation of fat metabolism and differentiation of adipocytes. ACE may be involved in obesity-related metabolic syndrome. Sixty-two elementary school boys and girls were participated in the finding of the relationship among anthropometrics, biochemistry on serum lipids, insulin resistance, RMR mesurements, and obesity degree according to ACE gene polymorphism.

The results of this study were as following ;

1. The distribution and allele frequency of the ACE gene polymorphism were indicated to II type(33.9%, n=21) and ID type(66.1%, n=41). Compared to the orients studies, II type was increased 20% more than this study. 2. No significantly differences between male and female in RMR. 3. There was significantly increased to CRP(p<0.05), insulin(p<0.01), C-peptide(p<0.001) in ID male than II male. 4. There was significantly increased to TG(p<0.01), TG/HDL-C ratio(p<0.05) in ID female than II female. 5. There was significantly increased to insulin(p<0.001) in ID female than II female. 6. There was significantly increased to age(p<0.05), weight(p<0.05), BMI(p<0.05), % body fat(p<0.05), fat mass(p<0.05) in ID than II. 7. There was significantly increased to TG(p<0.01), TG/HDL-C ratio(p<0.05) in II female than ID male. 8. There was significantly increased to insulin(p<0.01), C-peptide (p<0.05) in ID than II. 9. Most of all anthropometrics parameters were significantly incresed obesity group than normal group. 10. There was significantly increased to RMR(p<0.05) between normal group and obesity group in II, but there was no significant differences in ID. In Summary, RMR has effects more obesity degree than ACE genotypes. 11. There was significantly increased to insulin resistance indices between normal group and obesity group as the results of adjusted age and sex. 12. There was showed correlation among BMI, Muscle, and RMR. 13. There was showed correlation among BMI, %body fat, WHR, and TG/HDL-C ratio.