Effect of Serum Vitamin D Level on Nicotine Metabolism to Cotinine in Korean Adults: 5th Korea National Health and Nutrition Examination Survey, 2011

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서 론

니코틴은 주로 흡연을 통해 체내로 들어와 빠르게 대사가 일어나 는 독성 물질로, 그 자체로 심하면 발작, 호흡 마비 등을 유발하기도 한다.^1,2) 특히 체내 니코틴은 중간 대사 산물로서 특정 니트로사민류 (nitrosamine)를 발생시키게 되는데 이는 흡연 관련 폐암의 발암 물 질로 알려져 있다.³⁾

체내 니코틴의 일부는 니트로사민류 등의 발암 물질로 대사되지 만, 전체 니코틴의 70%−80%는 간의 cytochrome P450 2A6 등에 의해

안정한 물질인 코티닌(cotinine)으로 전환된다. 이 코티닌은 경쟁적 억제제로서 니트로사민류의 활성을 억제하여 종양 형성을 저해하 는 것으로 알려져, 니코틴의 여러 대사 경로 중 코티닌으로의 대사를 유도하는 것이 발암 물질 생성 억제에 중요하다 하겠다.^4,5)

한편, 비타민 D는 체내 흡수되어 간의 cytochrome P450 27A1 등에 의해 활성형으로 전환되며, 칼슘 대사뿐 아니라 여러 질환과 연관성 이 입증되고 있다.^6,7) 특히 최근 흡연이 체내 비타민 D 농도를 저하시 키며,⁸⁾ 비타민 D 농도 저하가 흡연 관련 암(tobacco-related cancer)에 의한 사망의 독립적인 위험인자로서 확인되고 있어⁹⁾ 흡연자들을 위

Brief

Communication

한국 성인에서 비타민 D 농도가 체내 니코틴 대사에 미치는 영향: 국민건강영양조사 5기, 2011년

이제원

¹

, 김은경

¹

, 김정훈

¹

, 박민규

¹

, 이재성

¹

, 이진희

¹

, 조충환

^1,

*, 박동주

²

1예수병원 가정의학과, ²조선대학교병원 가정의학과

Effect of Serum Vitamin D Level on Nicotine Metabolism to Cotinine in Korean Adults: 5th Korea National Health and Nutrition Examination Survey, 2011

Je-Won Lee

¹

, Eun-Kyung Kim

¹

, Jung-Hun Kim

¹

, Min-Gyu Park

¹

, Jae-Sung Lee

¹

, Jin-Hee Lee

¹

, Chung-Hwan Cho

^1,

*, Dong-Ju Park

²

1

Department of Family Medicine, Presbyterian Medical Center, Jeonju;

²

Department of Family Medicine, Chosun University Hospital, Gwangju, Korea

Background: Nearly 70%−80% of nicotine, a carcinogen inhaled during smoking, in the human body is converted to cotinine, a stable compound. The rest is converted to other carcinogens such as nitrosamines. Many studies have reported the effectiveness of vitamin D in preventing smoking- related cancer. In this study, we have investigated the influence of vitamin D on nicotine metabolism to cotinine, which is a competitive inhibitor of nitrosamine.

Methods: We used the data from the 5th Korea National Health and Nutrition Examination Survey, 2011. The Korean adults included in our analysis were grouped by current smoking status and quantity of smoking. We measured vitamin D levels by the serum 25(OH)D test and cotinine levels by a urine test.

Results: Vitamin D did not have any effect on nicotine metabolism to cotinine in any study group.

Conclusion: Further studies are needed to investigate the relationship between vitamin D and smoking-related cancer, and investigate the appropriate administration of vitamin D as a nutritional treatment.

Keywords: Vitamin D; Cotinine; Nicotine; Korea National Health and Nutrition Examination Survey

https://doi.org/10.21215/kjfp.2016.6.6.699

eISSN 2233-9116

Korean J Fam Pract. 2016;6(6):699-702

KJFP

Korean Journal of Family Practice

Received August 23, 2016 Accepted September 1, 2016 Corresponding author Chung-Hwan Cho

Tel: +82-63-230-1512, Fax: +82-63-230-1519 E-mail: [email protected]

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons At- tribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

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Je-Won Lee, et al. Effect of Serum Vitamin D Level on Nicotine Metabolism

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한 영양 보조제로 관심이 높아지고 있다.

이에 본 연구는 최근 비타민 D 농도와 각종 흡연 관련 암과의 연 관성에 대한 연구들을 근거로, 흡연으로 유입되는 발암 물질 중 니 코틴에 주목, 활성형 비타민 D의 생성 과정과 니코틴 대사 경로 중 인체 유익한 방향인 코티닌 생성 과정 둘 다 cytochrome P450 효소가 관여하고 있어 이에 활성형 비타민 D 농도와 니코틴의 코티닌으로 의 대사 유도가 연관성이 있을 것으로 보고 연구를 진행하였다.

방 법

1. 연구대상

본 연구는 국민건강영양조사 제5기 데이터 중 2011년 자료를 이용 하여 분석하였다. 건강설문조사자료를 통해 현재 흡연 여부 및 흡연 량에 대해 조사하였고, 검진자료 중 혈액검사를 통해 비타민 D, 소변 검사를 통해 요중 코티닌의 수치를 파악하였다. 자료 중 설문에 무응 답한 자, 혈액 검사 혹은 소변 검사를 시행하지 않은 자는 제외, 최종 대상자는 19세 이상 성인 6,500명이었으며, 이중 현재 흡연자 1,238명, 현재 비흡연자 4,724명이었다.

2. 방법

성인 현재 흡연 여부에 대한 분류는 1. 피움과 2. 가끔 피움을 현재 흡연으로, 3. 과거엔 피웠으나, 현재 피우지 않음과 8. 비해당을 현재 비흡연으로 분류하였고, 모른다고 응답한 자는 제외하였다. 현재흡 연자 하루 평균 흡연량에 대해서는 1–10개비를 0.5갑 이하로, 11–20 개비를 0.5갑 초과–1갑 이하로, 21개비 이상을 1갑 초과로 분류, 비해 당 및 모른다고 응답한 자는 제외하였다.

비타민 D의 측정에 대해 혈중 25(OH)D를 측정하여 파악하였으 며,¹⁰⁾ 검체는 수집되어 즉시 냉장 수송 후 네오딘 의학 연구소에서 분 석하였고 25-hydroxyvitamin D125I RIA kit (DiaSorin, Inc., Stillwater, MN, USA)를 사용하여 1470 WIZARD gamma-counter (PerkinElmer Life And Analytical Sciences, Inc., Waltham, MA, USA)를 통해 Radio- immunoassay 방법으로 검사하였다.

코티닌의 측정은 크로마토그래피와 질량 분석법으로 cotinine과 diphenylamine 시약을 이용하여 각각 요중 코티닌을 분석하였으며, 0.01 ng/mL보다 작은 최소값의 경우 0.009로 표기하였다.

3. 통계 분석

PASW Statistics 18.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA)을 이용하여 분석 하였다. 니코틴 대사에 영향을 줄 수 있는 성별, 연령, 체질량 지수, 흡 연 기간 등에 대하여 보정 후 분석하였고, 흡연량 별 체내 비타민 D

농도에 따른 코티닌 차이에 대한 분석은 F-test로 진행하였으며, 신뢰 구간은 95%로 하여, P값은 0.05 미만일 때 통계적으로 의미 있는 것 으로 평가하였다.

결 과

1. 연구 대상자의 일반적 특성

대상자 6,500명의 성별, 연령, 현재 흡연 여부, 흡연기간, 체질량 지수 및 혈중 비타민 D, 요중 코티닌 수치를 분석한 결과는 Table 1과 같다.

대상 연령은 20대부터 70대 이상으로, 흡연 기간은 10년 이하에서 40년 이상으로 고루 분포하였다. 대상자 평균 체질량 지수는 23.66 kg/m², 평 균 혈중 비타민 D 농도는 17.50 ng/mL, 평균 요중 코티닌 수치는 364.79 ng/mL로 나타났다.

2. 흡연량별 체내 비타민 D 농도에 따른 코티닌 차이

흡연량별 체내 비타민 D 농도에 따른 코티닌 차이를 분석한 결과 는 Table 2와 같다. 비타민 D의 농도는 20 ng/mL 이상인 군을 충분, 그 미만인 군을 부족으로 분류하였다. 각각의 0.5갑 이하, 0.5갑 초과–1

Table 1. Baseline characteristics

Characteristic Data

Sex 6,500 (100.0)

Male 2,811 (43.2)

Female 3,689 (56.8)

Age (y) 6,500 (100.0)

20–29 689 (10.5)

30–39 1,204 (18.5)

40–49 1,163 (17.9)

50–59 1,265 (19.5)

60–69 1,090 (16.8)

≥70 1,089 (16.8)

Current smoke status 6,006 (100.0)

Always 1,132 (18.8)

Occasionally 106 (1.8)

Past smoker 1,241 (20.7)

Non smoker 3,483 (58.0)

No response 44 (0.7)

Years of smoking 2,657 (100.0)

≤10 579 (21.8)

11–20 636 (23.9)

21–29 380 (14.3)

30–39 459 (17.3)

≥40 603 (22.7)

Height (cm) 161.94±9.185

Weight (kg) 62.26±11.543

Body mass index (kg/m²) 23.66±3.386

Serum vitamin D (ng/mL) 17.50±5.769

Urine cotinine (ng/mL) 364.79±763.525

Values are presented as number (%) and mean±standard deviation.

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www.kafm.or.kr 이제원 외. 비타민 D 농도가 체내 니코틴 대사에 미치는 영향

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갑, 1갑 초과로 분류한 흡연량이 동일한 집단 내의 비타민 D의 부족 과 충분에 따라서 코티닌의 차이는 통계적으로 유의하지 않은 것으 로 나타났다.

고 찰

건강에 대한 국민들의 관심이 증가함에 따라 질병 예방과 관련하 여 영양 치료적 접근이 대두되고 있다. 그 중 비타민 D는 칼슘 대사 뿐 아니라 여러 성인 질환들과의 연관성에 대해 알려지고 있으며, 특 히 흡연과 관련하여 비타민 D의 부족 상태가 각종 흡연 관련 암에 의한 사망의 독립적인 위험인자로서 확인되고 있어 흡연자들에게 추가적인 투여가 권장되고 있다.

이에 저자는 최근 비타민 D 농도와 각종 흡연 관련 암과의 연관성 에 대한 연구들을 근거로, 흡연을 통해 유입되는 발암 물질 중 하나 인 니코틴의 대사에 주목, 비타민 D의 농도가 높으면 니코틴 대사가 발암 물질로의 경로가 아닌 안정형 물질인 코티닌으로의 경로 유도 가 있을 것으로 보고 연구를 진행하였다. 그러나 저자가 제시한 가설 과는 다르게 같은 흡연량의 그룹에서 비타민 D의 농도와 코티닌 생 성률에 대한 연관성은 확인할 수 없었고, 이는 흡연자 그룹에서 비 타민 D의 충분히 니코틴의 코티닌으로의 대사 과정에 영향을 끼치 지 않는 것으로 해석할 수 있다.

최근 각광받고 있는 비타민 D의 각종 암과의 연관성과 그 기전에 대하여 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각되며, 그로 인해 영양 치 료학적인 비타민 D의 근거가 공고히 확립될 수 있을 것으로 판단된 다. 본 연구는 설문 내용상 현재 비흡연자와 과거 흡연자의 경계가 모호하여 니코틴의 반감기 내에 금연한 현재 비흡연자는 요중 코티 닌이 검출될 수 있다는 점, 흡연 기간 설정에 있어 중간에 담배를 끊 었던 기간을 확인할 수 없다는 점, 환경에서의 간접 흡연 여부가 요 중코티닌 수치에 영향을 줄 수 있다는 점에서 제한점이 있겠다.

요 약

연구배경:

체내 니코틴의 70%−80%는 안정한 물질인 코티닌으로 전 환 되지만, 일부는 니트로사민류 등과 같은 발암 물질로 대사되게 된다. 한편, 최근 비타민 D 농도 저하가 흡연 관련 암에 의한 사망의 독립적인 위험인자로서 확인되고 있어 흡연과 비타민 D와의 연관성 에 대해 많은 연구들이 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 흡연을 통해 유입되는 발암 물질 중 니코틴에 주목, 체내 비타민 D 농도와 체내 니코틴 대사 경로 중 유익한 방향인 코티닌으로의 대사 유도가 연관성이 있을 것으로 보고 연구를 진행하였다.

방법:

국민건강영양조사 제5기 자료 2011년도 데이터 중, 건강설문 조사자료를 통하여 대상군의 흡연 여부 및 흡연량에 대해 조사하였 고, 검진자료 중 혈액검사 및 소변검사를 통해 각각 비타민 D와 요중 코티닌 수치를 파악 하였다.

결과:

체내 활성형 비타민 D의 농도와 니코틴의 코티닌으로의 대사 와의 연관성을 확인할 수 없었고, 이는 제시한 가설과는 다르게 비 타민 D가 니코틴의 코티닌으로의 대사에 영향을 미치지 않는 것으 로 해석된다.

결론:

실제로 어떤 기전에 의해 비타민 D가 각종 암과의 연관성이 있 는지 더 많은 분석 및 연구가 수행되어야 할 것이며, 이러한 연구들 을 통해 비타민 D의 영양 치료학적인 방향을 제시할 수 있을 것이다.

중심단어:

비타민 D; 코티닌; 니코틴; 국민건강영양조사

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4. Lee CK, Fulp C, Bombick BR, Doolittle DJ. Inhibition of mutagenicity of N- Table 2. Urine cotinine levels according to vitamin D and amount of smoke

Variable Insufficient serum vitamin D^* Sufficient serum vitamin D F P-value^†

Less than 0.5 pack/d 848.71±68.88 754.27±123.56 2.551 >0.05

0.5–1 pack/d 1,502.47±64.79 1,459.31±98.56 1.435 >0.05

More than 1 pack/d 2,425.55±244.67 1,360.45±360.82 .078 >0.05

Values are presented as mean±standard deviation.

*Serum vitamin D level classified by two groups, vitamin D insufficient (≤20 ng/mL) and vitamin D sufficient (>20 ng/mL). ^†P-values by F-test analysis.

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Je-Won Lee, et al. Effect of Serum Vitamin D Level on Nicotine Metabolism

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