심장병, 당뇨병 예방 위해 PAH노출 줄이기 위한 노력 필요
국내 연구진이 서울에 거주하는 60세 이상 노인 502명(남성 132명, 여성 370명)을 대상으로 PAH*노출과 인슐린 저항성** 수치를 3년간 관찰한 결과, 일상생활에서 PAH환경노출이 노인, 특히 과체중 노년여성의 인슐린 저항성을 높인다는 사실을 밝혀냈다.
* PAH(Polycylic Aromatic Hydrocarbons) : 다환방향족탄화수소로, 일상생활에서 흔히 접하는 대표적인 환경오염 성분이면서 대기오염(미세먼지)의 주성분임
* 인슐린 저항성(IR, insulin resistance) : 혈당을 낮추는 인슐린의 기능이 떨어져 세포가 포도당을 효과적으로 연소하지 못하는 것을 말함. 인슐린 저항성이 높으면 인체는 혈당을 효과적으로 사용하지 못해 대사증후군은 물론 심장병·당뇨병 등까지 초래할 수 있음
▲ 홍윤철 교수
* 논문명 : Sex-dependent and body weight-dependent associations between environmental PAHs exposure and insulin resistance: Korean urban elderly panel
연령이 높을수록 발병률도 높아지는 대사성질환은 당뇨, 고혈압, 고지혈증 및 심장병 등 노인성 만성질환을 말하는데, 인슐린 저항성은 이 대사성질환 발병에 핵심 요소이다.
대사성질환은 잘못된 생활습관이 발병 가능성을 높인다고 알려져 있는데, 그 중 환경오염 노출이 주요 원인 중 하나이다.
최근 미세먼지가 환경오염의 큰 이슈로 부각되고 있다. 이 미세먼지의 주성분 중 하나가 바로 PAH이다. 주로 자동차배기가스, 난방 등으로부터 유발되는 실외 대기환경과 간접흡연, 요리연기 등의 실내 대기환경이 주요 노출경로이며 탄 음식의 섭취도 포함된다.
특히 우리나라 미세먼지의 PAH성분은 자체적으로 만들어진 것뿐만 아니라 중국으로부터 넘어온 미세먼지도 주요 원인이다. PAH는 초미세먼지의 주성분 중 하나로, 초미세먼지는 몸속 깊숙한 곳까지 전달되어 건강에 심각한 영향을 미친다.
연구팀은 현재 우리나라의 일반적인 도시생활환경에서 나타나는 PAH 노출수준도 인슐린 저항성을 높일 수 있다고 밝혔다.
PAH에 노출되면 체내 산화스트레스* 수치가 높아지고, 이는 곧 인슐린 저항성을 높인다. 또한 PAH노출은 체내에서 여성호르몬인 에스트로겐처럼 활동하여 부분적으로 인슐린 저항성을 높이는데 작용할 수 있다.
* 산화스트레스 : 체내 활성산소(유해산소)가 급격히 많아져 생체 산화균형이 무너지는 상태를 말하며 이는 노화를 일으키거나 각종 질병을 유발함
특히 PAH노출에 의한 인슐린 저항성의 증가는 노인, 특히 과체중 노년여성에게 뚜렷이 나타났다. 이는 여성이 에스트로겐의 수치가 높고, 그중에서도 과체중인 사람은 산화스트레스가 높아 과체중 여성은 기본적으로 인슐린 저항성에 민감한데, ‘PAH노출’이라는 요소가 ‘과체중 여성’이라는 요소와 만나 그 영향이 증폭된 것으로 보인다.
▲ 최윤형 교수
연 구 결 과 개 요
1. 연구배경
대사성질환은 당뇨, 고혈압, 고지혈증, 심장병, 대사증후군 등의 노인성 만성질환을 일컬으며 연령이 증가함에 따라 그 발병률이 증가한다. 사회의 고령화와 함께 대사성질환 보유자도 급속도로 증가하고 있다. 노인의 삶의 질을 향상시키고, 사회적으로 경제손실을 줄이기 위해서는 대사성질환의 예방이 필요하다. 대사성질환은 잘못된 생활습관이 그 발병 가능성을 높인다고 알려져 있으며, 그 중 환경오염 노출이 주요한 요인 중 하나로 지적되고 있다. 최근 여러 학자들이 대사성질환의 향후 연구에서는 환경오염을 이루는 화학성분 자체의 영향에 대한 연구가 필요하며, 특히 화학성분과 대사성질환 발병에 핵심적인 역할을 인슐린 저항성과의 연구의 필요성을 강조하고 있다.
최근 환경오염 이슈로 부각되는 대기 중 미세먼지의 주성분 중 하나가 PAH(polycyclic aromatic hydrocarbons)이다. PAH는 다환방향족탄화수소로 생활에서 많이 접하는 대표적인 환경오염의 성분이다. 주로 자동차배기가스, 연료연소, 난방 등으로부터 유발되는 실외 대기환경과 간접흡연, 요리연기(cooking fume) 등의 실내 대기환경이 주요 노출 경로이다. 그밖에 탄 음식(burned food) 섭취도 노출 경로가 될 수 있다. 특히, 우리나라의 PAH노출은 우리나라의 자체적 노출원 뿐 아니라, 중국으로부터 오는 미세먼지 또한 주요 노출원으로 보고되고 있다.
2. 연구내용
서울에 거주하는 60세 이상 노인 502명(남성 132명 여성 370명)을 대상으로 PAH노출과 인슐린 저항성 수치를 3년간 반복 관찰하였으며, 대한민국의 일반적인 도시생활환경에서 노출되는 현재 수준의 PAH노출이 노인의 인슐린 저항성을 높인다는 것을 관찰하였다. 전체대상자에 있어서, PAH노출 정도가 증가할 때 인슐린 저항성 수치인 HOMA-IR이 통계적으로 유의하게 증가함을 관찰할 수 있었다(p-trend = 0.037).
특히, PAH노출에 의한 인슐린 저항성 증가는 여성에게서 그 위험이 뚜렷하게 나타나는 것으로 확인됐으며, 특히 과체중 여성에 있어서 그 위험이 국한된 것을 확인하였다. 대상자들을 성별과 체중에 의해 네 그룹으로 나누어 관찰하였을 때, 과체중 여성의 경우 PAH노출 정도가 증가할 때 인슐린 저항성 수치인 HOMA-IR이 통계적으로 유의하게 증가함을 관찰할 수 있었다(p-trend = 0.023). 반면, 남성이나 과체중이 아닌 여성의 경우에는 PAH노출이 증가하여도 HOMA-IR지표가 증가하진 않음을 관찰하였다 (과체중 아닌 여성: p-trend = 0.377; 과체중 남성: p-trend = 0.484; 과체중 아닌 남성: p-trend = 0.249).
대상자들은 PAH에 노출되면 체내 산화스트레스 수치가 높아지고 이는 곧 인슐린 저항성을 높이게 됨을 확인하였다. 또한, 기존 연구들은 PAH노출은 체내에서 여성호르몬인 에스트로겐처럼 활동할 수 있고, 에스트로겐은 인슐린 저항성을 높이는데 작용할 수 있다고 제시하고 있는데 이 또한 우리 연구에서도 부분적으로 작용했을 것으로 추정한다.
PAH노출에 의한 인슐린 저항성 증가가 과체중 여성에 국한하여 나타나는 것은 여성은 여성호르몬인 에스트로겐의 수치가 높고, 그중에서도 과체중인 사람은 산화스트레스가 높아 기본적으로 인슐린 저항성에 민감한 상태인데, PAH노출이라는 요소가 과체중 여성이라는 요소와 만나 그 영향이 증폭된 것으로 보인다.
3. 기대효과
본 연구를 통해 한국인의 현재 수준의 PAH노출은 노인의 인슐린 저항성을 높이고 대사성질환으로까지 연결될 수 있음을 확인하였고, 건강한 사회를 위해서는 현재수준의 PAH노출을 줄여야 할 필요성을 시사하며, 환경정책의 과학적 근거를 제공하였다.
연 구 결 과 문 답
이번 성과 뭐가 다른가
기존의 연구들이 대기오염과 대사성질환에 초점을 맞추었다면, 이번 연구는 대기오염의 주요 성분과 대사성질환 발병에 핵심적인 역할을 하는 인슐린 저항성에 대해 초점을 맞추고 있습니다. 본 연구는 대사성 질환의 biological mechanism에 더욱 근접한 연구방법이라 할 수 있습니다.
또한, 환경노출이 높은 특수직업 집단 연구가 아닌 한국의 도시환경에 거주하는 일반인들을 대상으로 연구했다는 점에서 현 수준의 환경노출의 영향을 평가하였다고 볼 수 있습니다.
어디에 쓸 수 있나
한국인의 대사성질환을 예방하고 건강한 사회를 위해서는 현재수준의 PAH노출을 줄여야 할 필요성을 시사하며 환경정책의 과학적 근거를 제공합니다.
실용화를 위한 과제는
환경노출원에서 PAH노출을 줄이는 방법에 대한 화학/환경공학 연구가 필요합니다.
연구를 시작한 계기는
의료기술의 발달로 인해 인간의 수명은 연장되었지만, 건강한 노인의 비율은 높지 않습니다. 사회의 고령화는 곧 만성질환 보유자의 증가가 되었고, 경제활동 인구 축소와 의료비로 인한 사회경제적 부담이 문제되고 있습니다. 이에 건강한 노인의 중요성이 대두되고, 만성질환의 예방적인 연구를 하게 되었습니다.
꼭 이루고 싶은 목표는
우리사회의 고령화는 막을 수 없지만, 건강하게 고령화되도록 만성질환의 예방적인 연구를 계속해나가는 게 목표입니다.
용 어 설 명
1. Journal of Epidemiology and Community Health
.BMJ사가 매월 발간하는 SSCI이자 SCI저널로, 학문분야 (PUBLIC, ENVIRONMENTAL & OCCUPATIONAL HEALTH) JCR 10%이내(Impact factor (3.392))의 공중보건학 권위지.
2. 인슐린 저항성 (IR, insulin resistance)
. 혈당을 낮추는 인슐린의 기능이 떨어져 세포가 포도당을 효과적으로 연소하지 못하는 것을 말한다. 인슐린저항성이 높을 경우, 혈액 내에 혈당이 지나치게 많아지고 이로 인해 대사증후군은 물론 심장병·당뇨병 등까지 초래할 수 있다.
3. 대사성질환
. 대사성질환은 당뇨, 고혈압, 고지혈증, 심장병, 대사증후군 등을 일컬으며 인슐린 저항성은 대사성질환 발병에 핵심적인 역할을 하는 요소이다.
4. PAH(polycyclic aromatic hydrocarbons)
. 다환방향족탄화수소로 생활에서 많이 접하는 대표적인 환경오염의 성분이다. 주로 자동차배기가스, 연료연소, 난방 등으로부터 유발되는 실외 대기환경과 간접흡연, 요리연기(cooking fume) 등의 실내 대기환경이 주요 노출 경로이다. 그밖에 탄 음식(burned food)섭취도 노출 경로가 될 수 있다.
그 림 설 명
▲ 그림 1. 연구대상자의 PAH노출(뇨중 1-OHP 농도이용)수준에 따른 인슐린저항성(HOMA-IR지표이용) 증가
그림 1. 연구대상자의 PAH노출(뇨중 1-OHP 농도이용)수준에 따른 인슐린저항성(HOMA-IR지표이용) 증가
(A) 모든 대상자 (B) 남/녀 각각 (C)과체중/저체중 남성 (D)과체중/저체중 여성
-> 이는 PAH노출에 따른 인슐린저항성 증가가 과체중 여성에 국한 해 나타남을 시사함. (본 그림은 단지 보도 자료의 구성과 설명을 돕기 위해 첨부한 것으로, 전문적인 해석이 어렵기에 일반인을 대상으로 보도 시에는 포함시키지 않는 것이 바람직합니다.)
전체대상자에 있어서, PAH노출 정도가 증가할 때 인슐린 저항성 수치인 HOMA-IR이 통계적으로 유의하게 증가함을 관찰할 수 있었다(p-trend = 0.037). PAH노출정도를 사분위로 나누었을 때, PAH노출이 가장 높은 그룹(urinary 1-OHP ≥ 0.204 μg/g cr)은 PAH노출이 가장 낮은 그룹(urinary 1-OHP ≤ 0.075 μg/g cr)에 비해 HOMA-IR값이 0.57 (95%신뢰구간: 0.10-1.04) 만큼 증가함을 확인 할 수 있었다.
특히, PAH노출에 의한 인슐린 저항성 증가는 여성에게서 그 위험이 뚜렷하게 나타나는 것으로 확인됐으며, 특히 과체중 여성에 있어 그 위험이 국한된 것을 확인하였다. 대상자들을 성별과 체중에 의해 네 그룹으로 나누어 관찰하였을 때, 과체중 여성의 경우 PAH노출 정도가 증가할 때 인슐린 저항성 수치인 HOMA-IR이 통계적으로 유의하게 증가함을 관찰 할 수 있었다 (p-trend = 0.023). 과체중 여성에 있어서, PAH노출이 가장 높은 그룹(urinary 1-OHP ≥ 0.204 μg/g cr)은 PAH노출이 가장 낮은 그룹(urinary 1-OHP ≤ 0.075 μg/g cr)에 비해 HOMA-IR값이 0.82 (95%신뢰구간: 0.09-1.55) 만큼 증가함을 확인 할 수 있었다.
반면, 남성이나 과체중이 아닌 여성의 경우에는 PAH노출이 증가하여도 HOMA-IR지표가 통계적으로 유의하게 증가하진 않음을 관찰하였다 (과체중 아닌 여성: p-trend = 0.377; 과체중 남성: p-trend = 0.484; 과체중 아닌 남성: p-trend = 0.249).
