노인에서 Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1)과 인지 기능이상현

교신저자: 이상현, 경기도 고양시 일산구 백석동 1232번지, 411-719, 국민건강보험공단 일산병원 가정의학과 Tel: 031-900-0233, Fax: 031-900-0343, E-mail: shleefm@dreamwiz.com

본 연구는 국민건강보험공단 일산병원 임상연구비 지원으로 이루어졌음.

노인에서 Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1)과 인지 기능

이상현, 박성배, 조경희

국민건강보험공단 일산병원 가정의학과

Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1) and Cognitive Function in the Elderly

Sang-Hyun Lee, M.D., Serng-Bai Pak, M.D., Kyung-Hee Cho, M.D.

Department of Family Medicine, National Health Insurance Corporation Ilsan Hospital, Goyang, Korea

Background: Cognitive function and insulin-like factor 1 (IGF-1) is known to decline with aging. The purpose of this study was to investigate the relationship between IGF-1 and cognitive function.

Methods: This study population consisted of a sample of 185 healthy participants from a health promotion center, aged 60 or older. They were evaluated by IGF-1, short form of the Samsung Dementia Questionnaire (S-SDQ), Korean Dementia Screening Questionnaire (KDSQ), and Korean Mini Mental State Examination (K-MMSE).

Results: The subjects' mean age was 65.7 years and their mean IGF-1 level was 222.5 ng/ml. We found that IGF-1 was correlated with their body weight, hemoglobin and serum cholesterol, whereas IGF-1 wast not associated with cognitive function in the univariate analysis. Through multiple regression analysis, IGF-1 levels seemed to be associated with theri body weight. There was no association of IGF-1 levels to hemoglobin, serum cholesterol, and cogntive function.

Conclusion: In this study of healthy older men and women, IGF-1 level was associated with there body weight. We could not find any association between IGF-1 levels and cogntive function.

Key Words: Insulin-like growth factor 1(IGF-1), Cognitive function, KDSQ, S-SDQ, MMSE

서 론

노인의 건강상태를 평가할 경우 신체기능, 감정기능, 인지기능에 대한 기능 평가가 중요하다. 노화과정 중에는 여러 기능의 감퇴 현상이 일어나기 때문이다. 특히 노화가 일어나면서 근력 및 운동 능력의 감소와 관련된 신체기능의 감소와 더불어 기억력 감소와 관련된 인지기능 감소가 주로 일어나게 된다.

이러한 노화와 관련된 신체기능의 감소의 원인으로 호르몬에 대한 연구들이 많이 이루어지고 있다. 이러

한 노화관련 호르몬으로는 성장호르몬과 성호르몬이 대표적으로, 성장 호르몬의 활동은 노화와 더불어 감

소하게 된다.

성장 호르몬의 대부분의 효과는 insulin-like growth factor 1 (IGF-1)에 의해 일어난다. 성장호르

몬 분비는 박동성 분비로 하루 중 변화가 큰 반면, IGF-1은 일과성 변이가 거의 없어 성장 호르몬의 유용한 지표로서 사용된다. 노화와 성장호르몬 결핍은 체질량의 감소와 체지방의 증가 그리고 골밀도의 감소와 관련된다. 여러 연구에서 성장호르몬의 투여는 체질량의 증가와 체지방의 감소를 보이고 있으며

, 이는 노인의 신체적 기능에 긍정적 효과를 기대하였다. 그러나 성장호르몬이 노인의 체성분에 좋은 효과를 보이 나, 기능 향상에는 기대한 효과를 볼 수 없었다는 연구 결과도 있다.

노인에게서 성장호르몬의 결핍과 기억력 감소가 흔하게 발생하므로, 성장호르몬과 인지기능과의 관련성 을 생각해 볼 수 있다. 몇몇 연구에서 성장호르몬 결핍 소아에서는 유의한 인지기능의 감소와 성격이나 다른 정신적 기능의 차이에 대한 보고가 있었다.

성인에서 다발성 뇌하수체 호르몬 결핍과 성장호르몬 결핍 성인 환자를 비교한 소규모 연구

에서 인지기능의 감소가 성장호르몬 결핍과 관련된다고 추정하기도 했다.

25명의 건강한 노인을 대상으로 한 소규모 연구

에서 IGF-1과 인지기능의 일부 항목과 관련성이 보고되 었으나, 인지기능 감소와 총 IGF-1은 관련이 있으나, free IGF-1은 관련성을 찾아 볼 수 없었다는 보고도 있었다.

또한 연령을 고려한 다중변량분석에서 IGF-1은 운동기능과 체지방, 인지기능에 관련성이 없었다 는 연구

도 있어 아직 이에 대한 논란이 있다.

나이가 들수록 일반적으로 인지기능이 떨어지는 현상에 노화에 따른 성장호르몬 분비의 감소가 영향을 미칠지 모른다는 가설하에 본 연구는 시작되었다. 이에 본 연구의 목적은 건강증진센터를 방문한 건강한 노인에서 인지기능과 혈중 IGF-1과의 관련성을 알아보기 위한 것이다.

방 법

1. 연구 대상

본 연구는 2002년 6월 1일부터 2003년 5월 31일까지 국민건강보험공단 일산병원 건강검진센터에 내원한 60세 이상 노인을 대상으로 인지기능 평가 및 IGF-1을 측정하였다. 단 청력장애나 언어 장애등으로 인하여 각 문항에 응답을 하지 못하는 노인은 제외하였다.

2. 연구 평가 변수들 1) IGF-1 및 화학 검사

연구 대상자들은 채혈전날 9시부터 공복 상태에서 검사 당일 아침에 채혈 및 소변 검사를 시행하였다.

혈액검사로는 혈장 IGF-1을 측정하였고, 연구 대상 노인의 건강 상태를 알아보기 위해 빈혈, 혈당, 간기능, 신장기능, 전해질검사, 갑상선 검사 및 소변검사 등을 시행하였다.

2) 인지 및 감정 기능 평가

인지기능을 평가하기 위하여 국내에서 타당도 및 신뢰도가 평가되어진 Korean Dementia Screening Questionnaire (KDSQ)

와 단축형 Samsung Dementia Questionnaire (S-SDQ)

, K-MMSE (Korean Mini-Mental State Examination)를 이용하였다.

KDSQ는 총 15문항으로 치매의 초기에 흔히 보이는 증상들을 ‘기억력 장애’, ‘기타 신경인지 기능장애’,

‘일상 생활의 수행 장애’의 3가지로 나누고, 각 부분마다 5개의 항목으로 구성되어 있다. 총 점수가 6점 이상이면 치매를 의심할 수 있다.

S-SDQ는 32문항의 SDQ(Samsung Dementia Questionnaire)

중 요인분석을 통해 15문항으로 줄인 보호자에

Table 1. Characteristcs of the study population (n=185)

Variable Mean SD

Age (years) 65.7 5.2

IGF-1 (ng/ml) 222.5 72.8

K-MMSE 25.6 3.7

KDSQ 4.2 4.3

S-SDQ 3.9 4.5

GDS 8.5 2.8

IGF-1: insulin-like growth factor 1, KDSQ: Korean dementia screening questionnaire, S-SDQ: short form samsung dementia questionnaire, K-MMSE: Korean mini-mental state examination, GDS: geriatric depression scale.

의해 평가되는 치매선별검사로 8점 이상인 경우 치매를 의심하게 된다.

K-MMSE는 지남력, 등록, 집중과 계산, 회상, 언어 영역 등으로 구분하여 인지 기능을 평가하기 위한 것으 로 담당 연구자가 직접 평가하였다.

감정기능을 평가하기 위하여 노인의 우울증을 평가하는 대표적 평가방법인 Geriatric Depression Scale (GDS) 을 이용하였다. 본 연구에서 시행한 GDS는 15문항으로 10점 이상을 우울증으로, 5∼9점을 우울증 의심으로 평가할 수 있다.

3. 분석방법

단일변량분석으로 IGF-1과 신체계측치, 혈액검사와 상관관계를 구하여 관련성을 보았으며, IGF-1과 KDSQ 및 S-SDQ, K-MMSE, GDS의 총점 및 각 하부문항 점수와 상관계수를 구하여 그 관련성을 알아보았다.

다변량분석으로 IGF-1을 종속변수로 연령, S-SDQ, GDS 등 관련변수들을 포함하여 다중회귀분석을 하였 다. 통계프로그램으로는 윈도우용 SPSS를 이용하였다.

결 과

1. 연구대상군의 IGF-1과 인지기능 수준(Table 1)

총 185명의 연구 대상군 중 여성은 118명으로 63.8%을 차지하고 있었고, 평균 연령은 65.7세였고, IGF-1의 평균은 222.5이었다. 수검자의 인지기능 검사상 MMSE는 25.6으로 인지기능이 비교적 좋은 편이었고, KDSQ 나 S-SDQ 검사에서도 인지기능이 나쁘지 않았다.

2. IGF-1과 신체계측 및 혈액검사(Table 2)

신체계측 중 IGF-1과 신장, 혈압은 관련성이 없었으나 체중은 연관성이 있었다. 혈액검사상 혈당, 신장기 능, 간기능은 IGF-1과 관련성이 없었으나, 헤모글로빈과 콜레스테롤, 중성지방은 IGF-1과 유의한 연관성을 보였다.

3. IGF-1과 인지기능 및 우울증 검사(Table 3)

IGF-1은 연령,과 인지기능 검사, 노인우울증 검사와 연관성을 보이지 않았다. KDSQ, S-SDQ, MMSE 등

각 인지기능 검사의 하부 항목간의 상관관계를 분석한 결과도 유의한 관련성을 보이는 하부항목은 없었다.

Table 2. Correlation between serum IGF-1 levels and laboratory tests performance

Variable IGF-1 P value

Height .069 .352

Weight .224 .002

Systolic BP .029 .693

Diastolic BP .090 .221

Hemoglobin .154 .037

Total Cholesterol .155 .035

Triglyceride .159 .031

HDL Cholesterol .024 .747

Creatinine .013 .864

Glucose .114 .122

SGPT .104 .158

BP: blood pressure (mmHg).

Table 3. Correlation between serum IGF-1 levels and cognitive function tests

Variables IGF-1 P value

Age .125 .091

KDSQ .045 .547

S-SDQ .092 .216

MMSE .090 .698

GDS .015 .840

IGF-1: insulin-like growth factor 1, KDSQ: Korean dementia screening questionnaire, S-SDQ: short form samsung dementia questionnaire, MMSE: mini-mental state examination, GDS: geriatric depression scale.

Table 4. Multiple linear regression of age, height, weight, S-SDQ, GDS, hemoglobin, and total cholesterol on IGF-1

Variables Coefficient Standard Error P value

Age .068 1.074 .367

Height .054 0.886 .199

Weight .109 0.774 .006

S-SDQ .125 1.287 .443

GDS .254 2.035 .482

Hemoglobin .061 4.582 .204

Total Cholesterol .132 0.165 .080

S-SDQ: short form samsung dementia questionnaire, GDS: geriatric depression scale, IGF-1: insulin-like growth factor 1.

4. IGF-1과 관련요인들의 다중회귀분석(Table 4)

단일변량분석에서 유의한 상관성을 보였던 변수들과 인지기능 등 관련 변수들을 독립변수로 선택하여

IGF-1에 대한 다중회귀분석을 실시한 결과, 연령, 신장은 IGF-1과 관련성이 없었으며, 체중만이 IGF-1과

관련성을 보였다. 그 외 인지기능이나 노인우울검사도 관련성이 없었으며, 단일변량 분석에서 관련성을

보였던 혈액검사상 헤모글로빈, 콜레스테롤 등도 다른 요인들을 고려한 다중회귀분석에서는 관련성을 보이 지 않았다.

고 찰

본 연구는 건진센터를 방문한 상대적으로 건강한 노인을 대상으로 노인의 인지기능과 혈중 IGF-1과의 관련성을 알아보기 위하여 시행하였다.

나이가 들어감에 따라 노인의 기능 저하는 신체적 기능 저하와 더불어, 감정 및 인지 기능 등의 저하도 초래하게 된다. 또한 다른 호르몬과 더불어 IGF-1도 연령에 따라 감소하는 경향을 보인다. 노화에 따른 신체적 기능저하와 인지기능 저하가 IGF-1의 감소와 관련성을 보이지 않을까 하는 가정하에 선행 연구들이 이루어져왔다. 임상적으로 IGF-1의 감소를 보이며 신체적 기능 저하 증세를 보이는 노인에게 성장 호르몬을 투여하는 것에 대해서는 증세 호전 등 치료효과를 보고하기도 하나 아직 논란이 남아 있다.

IGF-1이 이러한 신체적 기능뿐 아니라 인지기능 등에도 영향을 미칠 것인가라는 주제의 기존 연구에서 IGF-1은 근력 등 신체기능 뿐 아니라 인지기능과 단일변량분석에서 연관성을 보이기도 하나, 연령을 교정한 후 분석에서는 전체적 인지기능 검사보다 하부항목 검사와 연관성을 보고하였다.

104명의 69세 이상의 건강한 노인을 대상으로 IGF-1과 인지기능의 연관성을 분석한 연구에서 인지기능 검사 중 Digital Symbol Substitution 검사와는 관련성이 있었으나, 다른 인지기능 검사에는 관련성을 보이지 않았다.

또한 0.03 mg/kg 의 용량의 성장호르몬을 IGF-1이 낮은 노인을 대상으로 6개월간 투여후 집중력과 운동속도 평가 검사인 Trails B 검사에서 유의한 증가를 보고하였다.

IGF-1 수용체는 뇌에 넓게 분포되어 있어

, IGF-1이 인지기능 등 신경계와 관련성이 있을 것이란 것은 생물학적으로 유추가능하다. 기존 연구에서 IGF-1과 REM 수면과 평안감은 관련성이 있는 것으로 보고된

다.

이렇게 성장호르몬이 중추신경계에 영향을 미치는 활동은 몇가지 기전으로 생각해 볼 수 있다. 첫째

성장 호르몬은 뇌의 특이 신경계에 직접적으로 작용할지 모른다. 이러한 작용이 일어나기 위해서는 성장 호르몬이 뇌혈관벽을 통과해야하며 실제 최근의 여러 연구에서 성장호르몬이 뇌혈관벽을 통과한다는 것을 지지하고 있다. 뇌해마 등에 성장 호르몬 수용체가 있으며, 연령과 관련한 뇌의 성장 호르몬 수용체 감소는 인지기능 감소에 기여할지 모른다. 두번째 기전으로는 성장 호르몬이 말초조직에서 이차 매개물질 분비를 일으켜 뇌기능에 영향을 미칠 가능성이다. 이러한 매개물질의 예로는 IGF-1을 들 수 있으며, IGF-1 수용체는 뇌에 넓게 분포되어 있어 신경조절물질이나 뇌성장인자로서 생리적 역할을 할 수 있다. 또한 성장호르몬 투여가 뇌척수액의 신경전달 물질의 활동에 영향을 미치는 것으로 보고되기도 하여

성장호르몬과 중추신 경계에는 어떤 연관성이 있는 작용이 이루어지라 여겨진다.

그러나 40명의 성인을 대상으로 18개월간 성장 호르몬을 투여후 인지기능의 변화는 유의한 차이가 없었 다는 보고도 있었으며

, 이 연구에서는 생리적 용량으로 성장 호르몬을 투여하는 것은 인지 기능에 영향을 미치지 않던가 아니면 더 장기간의 투여후 평가가 필요할 것으로 결론 짓고 있다.

다른 소규모 연구에서 25명의 건강한 노인을 대상으로 IGF-1과 인지기능과의 관련성을 본 연구에서, 교육 수준을 통제한 상태에서 분석한 결과 연령증가에 영향을 받는 인지기능 검사는 IGF-1과 관련성이 있었고, 연령증가와 관련성이 적은 인지기능 검사는 IGF-1,과 관련성이 없었다고 보고하였다.

즉 IGF-1이 정보처 리의 속도와 같이 연령과 관련된 인지기능의 감소와는 어떤 역할을 할 수 있을 것이라고 추정하였다.

최근에 시행된 186명의 건강한 55세 이상을 대상으로 약 2년간 추적 관찰하여 총 IGF-1, free IGF와 인지기

능 변화에 미치는 영향을 분석한 연구에서

총 IGF-1은 2년후 인지기능 감소와 관련성이 있었으나, 성장 호르몬 분비의 더 좋은 지표인 free IGF-1은 인지기능 감소와 관련성이 없었다. 게다가 성장호르몬 결핍 성인 환자에서 성장 호르몬 투여가 인지기능 변화에 영향을 미치지 못한다는 이전의 보고들을 고려할 때, 성장호르몬 이외의 다른 요인들이 IGF-1과 인지기능과 관련성을 가지는 것이 아닌지 추정하였다.

이러한 기존연구결과들을 정리해 보면, IGF-1이 전체적 인지기능과의 연관성보다는 연령증가에 영향을 받는 일부 인지기능에만 관련성을 고려해 볼 수 있으며, 현재로서는 생리적 용량인 저용량의 성장호르몬 투여를 노인의 인지기능 향상에 목적을 두고 투여하기는 근거가 부족한 것으로 보인다.

본 연구에서는 전체적 인지기능 뿐 아니라, 인지기능의 각 하부항목들과도 IGF-1의 관련성을 보이지 않았 다. 이러한 결과는 본 연구 대상군인 건진센터를 방문한 노인의 경우 상대적으로 건강한 노인군이어서 인지 기능이 비교적 잘 유지되고, 이에 따라 수검자별 인지기능의 차이가 크지 않은 요인을 고려해야 할 것이다.

특히 본 연구에서 사용한 인지기능 검사도구가 선별검사용으로 개발된 것이기에 인지기능의 작은 차이를 비교하는데 제한적이었다는 측면도 고려해야할 것이다.

기존의 연구에서 논란이 있었던 신체나 인지기능과 IGF-1의 연관성은 본 연구결과 건강한 노인에서는 IGF-1이 체중 외에는 다른 신체계측이나 혈액검사 그리고 인지기능과 연관성이 없는 것으로 보이며, 향후 인지기능이 저하된 군을 포함한 연구군을 대상으로 인지기능의 하부항목별 IGF-1의 연관성에 대한 연구가 좀 더 이루어져야 할 것으로 보인다.

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= 국문요약 =

연구배경: 연령이 증가함에 따라 인지기능이 떨어지는 현상을 흔하게 접하게 된다. 노화에 따른 호르 몬 변화 중 성장호르몬의 감소는 노화와 밀접한 관련성을 보이고 있다. 이에 본 연구에서는 노인에서 혈중 IGF-1과 인지기능과의 관련성을 알아보고자 하였다.

방법: 건강증진센터를 방문한 60세 이상 185명에게 신체계측 및 혈액검사와 더불어 IGF-1을 측정하였 다. 인지기능을 평가하기 위하여 Korean Dementia Screening Questionnaire (KDSQ)와 단축형 Samsung Dementia Questionnaire (S-SDQ) 등을 이용하였고, 우울 등 감정기능을 평가하기 위하여 Geriatric Depression Scale (GDS)을 이용하였다. IGF-1을 중심으로 신체계측 및 혈액검사, 인지기능, 우울평가 등을 상관관계를 분석하였다.

결과 : IGF-1과 신체계측 중 신장, 혈압은 관련성이 없었으나 체중은 연관성이 있었다. 혈액검사상

혈당, 신장기능, 간기능은 IGF-1과 관련성이 없었으나, 헤모글로빈과 콜레스테롤, 중성지방은 IGF-1과 유의한 연관성을 보였다. IGF-1과 인지기능 검사간에는 관련성을 보이지 않았으며, 하부항목들과의 상관관계도 유의한 관련성을 보이지 않았다. 단일변량분석에서 유의한 상관성을 보였던 변수들과 인지기능 등 관련 변수들을 독립변수로 선택하여 IGF-1에 대한 다중회귀분석을 실시한 결과, 연령, 신장은 IGF-1과 관련성이 없었으며, 체중만이 IGF-1과 관련성을 보였다. 그 외 인지기능이나 노인우 울검사도 관련성이 없었으며, 단일변량 분석에서 관련성을 보였던 혈액검사상 헤모글로빈, 콜레스테 롤 등도 다른 요인들을 고려한 다중회귀분석에서는 관련성을 보이지 않았다.

결론 : 건강한 노인에서 IGF-1 수준은 체중과는 연관성이 있었으나, 혈액검사나 우울 등 노인의 감정기

능과 연관성이 없었으며, 인지기능과도 관련성이 없는 것으로 보인다.

중심 단어 : Insulin-like growth factor 1 (IGF-1), 인지기능, KDSQ, S-SDQ, MMSE

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