[원저]
고지혈증을 가진 한국인 여성에서 운동 및 스트레스와 맥파전파속도와의 연관성
송혜령1, 구도형2, 선우성2
인제대학교 서울백병원 가정의학교실1, 울산대학교 의과대학 서울아산병원 가정의학교실2
- 요 약 -
연구배경 맥파전파속도는 동맥의 경직도를 반영하는 지표로서 맥파속도의 이상은 동맥 경화성 혈관 손상과 연관이 있다. 맥파전파속도
는 심혈관 사망의 독립된 예측인자로 심혈관 질환과 관련된 인자들과의 관계에 대한 연구들은 진행되고 있으나 운동, 스트레 스 등의 생활습관과의 연관성을 알아보기 위한 국내연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 한국인 여성에서 일상의 운동량 과 스트레스가 맥파전파속도에 미치는 영향을 알아보았다.
방 법 고지혈증이 있는 여성 61명을 대상으로 최근 한 달 간의 평균 주당 운동량과 스트레스 정도를 알아보고, 자동파형분석기를 이용하여 맥파전파속도를 측정하였다. Pearson, Spearman 상관분석, 다중회귀분석, 다변량분산분석을 통해 맥파전파속도와 운동량 및 스트레스의 관계를 알아보았다.
결 과 운동량과 맥파전파속도는 통계적으로 유의한 상관성이 있었고 (pearson r=-0.361, p=0.004). 다중회귀분석에서 운동량의 감소 는 맥파속도의 증가를 유의하게 예측할 수 있었다(standardized β=-0.384, p=0.002). 운동량에 따라 3등분하여 세 그룹으로 나 누어 연령, 혈압, 지질, 공복혈당, BMI를 보정한 맥파전파속도는 그룹 간 유의한 차이를 보였다(F=4.925, p=0.012). 스트레스의 정도와 맥파전파속도는 유의한 연관성이 없었다.
결 론 고지혈증 여성에서 운동을 많이 한 경우 맥파전파속도가 느리게 나타나, 운동을 적게 한 경우보다 혈관 탄성도가 좋음을 알
수 있었다. (대한임상건강증진학회지 2008;8(1):24~30)
중심단어 맥파전파속도, 운동, 스트레스
7서 론
맥파전파속도(pulse wave velocity, PWV)는 동맥의 탄성도 를 보기 위한 검사로 동맥 경화가 진행되면 동맥벽이 경직되 어 혈관의 탄성도가 떨어져 맥파가 전달되는 속도가 정상혈 관에 비해 빨라진다. 따라서 전파 속도가 빠르다는 것은 동 맥 혈관 벽의 경직도(arterial stiffness)가 진행되었다는 것을 의미한다.1) 맥파속도로 평가한 대동맥의 경직도는 심혈관 질 환의 독립된 위험 예측인자이고2-4), 고혈압5), 말기 신부전6), 내당능 장애 및 당뇨병 환자7)에서는 심혈관 사망의 독립된
∙교신저자 : 선 우 성 울산대학교 의과대학 서울아산병원 가정의학교실
∙주 소 : 서울시 송파구 풍납2동 388-1번지
∙전 화 : 02-3010-3810
∙E-mail : [email protected]
∙접 수 일 : 2008년 1월 23일 ∙채 택 일 : 2008년 3월 17일
예측인자로 밝혀진 바 있다.
맥파속도를 측정하는 방법에는 경동맥과 대퇴동맥에 tonometric sensor를 위치시켜 측정하는 전통적인 방법이 주로 사용되어 오다가, 최근에는 비교적 간편하게 oscillometric method를 이 용하여 사지에서 혈압 및 PWV를 측정할 수 있는 기계가 개발 되었고, Yamashina등은 이 기계를 통한 맥파전파속도의 측정 이 타당성(validity)과 재현성(reproducibility)이 높으며 혈관 손상을 반영하는 표지자로 적합하다고 발표한 바 있다.8)
최근 연령, 성별 및 고콜레스테롤혈증, 고LDL콜레스테롤혈 증, 비만, 흡연 등 심혈관계 질환과 관련된 많은 인자들과 맥 파전파속도와의 관계에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있으 며, 이러한 심혈관계 위험요인이 동맥경화를 증가시킨다는 결과들을 제시하고 있다. 고혈압, 당뇨, 고지혈증 등과 같이 심혈관계 질환의 위험인자가 되는 질환들의 1차 치료로 운동 을 강조하고 있다. 이는 선행연구를 통해 운동이 혈압을 낮
추고 인슐린 저항성을 개선시켜 혈당 및 콜레스테롤 수치에 긍정적인 영향을 준다는 결과에 의한 것이다.2) 또 스트레스 가 혈압을 상승시켜 심혈관계 질환을 악화시킨다는 외국연구 들에 따라 고혈압, 당뇨 등의 심혈관계 질환의 조절을 위해 스트레스를 줄일 것을 권장하고 있다.9) 그렇다면, 심혈관계 질환과 연관성이 있다고 밝혀진 혈관 탄성도가 운동 및 스트 레스와 관련이 있는가? 운동선수의 경우 일반인에 비해 혈관 의 탄성도가 더 컸다는 국외연구가 있으나10), 아직까지 일반 인을 대상으로 운동 및 스트레스와 혈관 탄성도와의 관계를 알아보기 위한 국내연구는 없는 상태이다. 이에 본 연구를 통해 심혈관 질환의 예측인자인 혈관 탄성도를 나타내주는 맥파전파속도와 심혈관 질환 및 대사 질환의 개선인자인 운 동 및 스트레스와의 관계를 알아보고자 한다.
방 법 1. 대상
2005년 7월부터 2006년 4월 까지 서울아산병원 가정의학과 외래 방문자 중 LDL콜레스테롤이 130mg/dl 이상, 190mg/dl 미만으로, 고지혈증이 있으나 아직 약물투여를 하지 않는 환 자를 대상으로 한 건강기능식품 임상시험에 참여한 여성 총 61명을 대상으로 하였다. 대상자의 일반 신체 검진 및 설문, 혈액 검사는 첫 내원 일에 시행하여, 건강기능식품 사용여부 와는 별도로 진행되었다. 대상자는 임산부, 당뇨 환자, 심장 질환자는 제외하였으며, 조절되지 않는 고혈압 환자도 제외 하고 선정하였다.
2. 변수의 측정
1) 사회경제적 특성 및 혈액학적 검사
대상자들은 첫 내원 일에 인구학적 특징 및 흡연력을 조사 하였다. 키, 몸무게 및 체질량지수(body mass index, BMI) 등의 일반 신체 측정과 12시간 공복 상태에서 혈액 검사를 시행하였다. 또 첫 내원 일에 운동량 및 스트레스에 관한 설 문을 시행하고, 맥파전파속도를 측정하였다.
2) 운동량
연구 대상자와의 개별 면담 시에 최근 한 달간 시행한 운 동의 종류, 회당 시간, 주당 횟수에 대해 설문하였고, 에너지 소비량은 Mets(metabolic equivalent tasks)를 사용하여 표현 하였으며, 각 운동에 따른 Mets는 Haskell등이 제시한 신체
활동에 따른 에너지 소비량 분류(Compendium of Physical Activities)를 이용하였다.11) 최근 한 달간의 평균 주당 운동량 은 각 운동의 주어진 Mets에 회당 시간과 주당 횟수를 곱한 Mets/hr/wk를 통하여 비교하였다.
3) 스트레스
BEPSI(Brief Encounter Psychosocial Instrument)는 외래 진 료에서 짧은 시간에 이용하기 위해 개발되었고12), 한국어판 BEPSI 번안 설문서에 대한 타당도, 신뢰도에 대한 연구도 이 루어진 바 있다.13) BEPSI-K는 총 다섯 개 문항으로 이루어져 있으며, 각 문항에 대한 대답은 ‘전혀 없다’ 1점, ‘간혹 있다’
2점, ‘종종 여러 번’ 3점, ‘거의 매번’ 4점, ‘언제나 항상’ 5점 으로 책정되며, 각 점수를 합산한 후 5로 나누어 평균 점수 로 스트레스 정도를 비교하였다.
4) 맥파전파속도
상완-발목 맥파전파속도 (brachial-ankle pulse wave velocity) 를 측정하였고, 모든 대상자에서 누운 자세에서 최소 5분 안정 후에 자동 파형 분석기(Automatic waveform analyzer; VP-1000, Colin Co.)를 사용하여 혈압과 맥파속도를 측정하였다. 맥파는 양팔과 발목에 oscillometric sensor를 가진 cuff를 감아 기록하였 고, 양쪽 손목에 심전도 유도를 부착하여 심전도를 감시하고, 흉 골 좌연의 제2늑간에 심음도 microphone을 두었다. 심전도 및 심음도의 기록이 안정 상태임을 확인한 후 모든 맥파를 동시에 기록하였다. 맥파속도를 결정하는데 필요한 시간 간격(ΔT)과 측 정 지점 간의 거리(L)는 모두 파형 분석기에서 자동으로 계산되 었고, 거리는 대상자의 키(cm)를 근거로 하였다.14-17) 상완-발목 맥파전파속도는 각각의 동맥분절의 거리를 시간 간격으로 나눈 값(L/ΔT, cm/sec)이며 양측에서의 평균값이 자동으로 계산되었 다. 맥파전파속도는 첫 번째 측정을 한 후 누운 상태에서 10분의 안정을 취하고 다시 측정하였으며, 본 연구에서는 두 값의 평균 값을 분석에 이용하였다.
5) 통계분석
통계분석은 SPSS for windows(version 12.0; SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하였고, 모든 측정값은 정규분포를 따 르는 변수는 평균±표준편차로, 정규분포를 따르지 않는 경우는 중위수로, 범주형 변수는 %로 표시하였다. 맥파전파속도, 운동 량 및 BEPSI-K점수는 정규분포를 따르지 않아 로그 변환 하여 통계에 적용한 후 재 변환을 하였다. 먼저 Pearson, Spearman 상관분석 (Pearson correlation analysis, Spearman correlation analysis)을 통하여 운동량 및 스트레스와 맥파전파속도와의 연 관성을 알아보았다. 다중회귀분석 모델(Multiple linear regression
Table 2. Correlation between baPWV and all variables coefficient r p-value*
Age 0.565 <0.001
Smoking 0.125 0.338
BP systolic(mmHg) 0.296 0.022
BP diastolic(mmHg) 0.038 0.773
Total Cholesterol(mg/㎗) 0.124 0.350
Triglyceride(mg/㎗) 0.022 0.872
LDL-C(mg/㎗) 0.250 0.056
HDL-C(mg/㎗) -0.087 0.513
FPG(mg/㎗) 0.391 0.003
BMI(kg/m2) 0.106 0.415
BEPSI-K(score) 0.074 0.570†
Met/hr/wk -0.361 0.004
* By Pearson's correlation analysis.
† By Spearman correlation analysis.
Abbreviations: baPWV, brachial-ankle pulse wave velocity; BEPSI-K, Brief Encounter Psychosocial Instrument-Korean; r, Pearson's or Spearman's correlation coefficient; p, p-value; BP, blood pressure; BMI, body mass index.
Table 1. Baseline characteristics (n=61).
Mean±SD, n(%), median Sociodemographic variables
Age 57.6±7.1
Smoking
Yes 1.6( 1)
No 98.4(60)
Alcohol
Yes 21.3(13)
No 70.5(43)
Education
-elementary school 13.1( 8)
middle-high 49.2(30)
college-postgraduate 29.5(18)
Cardio-metabolic variables
BP systolic(mmHg) 125.7±16.6
BP diastolic(mmHg) 75.9±11.5
Total cholesterol(mg/㎗) 216.1±30.1
Triglyceride(mg/㎗) 144.3±75.1
LDL-C(mg/㎗) 151.7±22.0
HDL-C(mg/㎗) 59.0±19.6
FPG(mg/㎗) 96.2± 9.3
BMI(kg/m2) 23.8± 3.1
BEPSI-K(score) 1.4*
Mets/hr/wk 17.8*
baPWV(cm/sec) 1297.0*
*Median value
Abbreviations: SD, standard deviation; BP, blood pressure; LDL-C, low-density lipoprotein-cholesterol; HDL-C, high-density lipoprotein- cholesterol; FPG, fasting plasma glucose; BMI, body mass index; BEPSI-K, Brief Encounter Psychosocial Instrument-Korean; baPWV, brachial-ankle pulse wave velocity.
analysis)에서 로그 변환한 맥파전파속도를 종속변수로, 로그 변 환한 운동량과 맥파전파속도에 영향을 준다고 밝혀진 연령, 혈 압, 지질, 공복혈당, BMI를 독립변수로 하여 회귀 공식을 산출하 였다. 운동량에 따른 맥파전파속도는 로그 변환한 Met/hr/wk 를 3등분하여 세 그룹으로 나눈 후 혼란변수들을 보정한 공분산 분석 (ANCOVA)을 통해 비교하였고, 스트레스의 경우는 정규분 포를 따르지 않아 비모수 검정인 Kruskal-Wallis 검정을 시행하 여 세 그룹을 비교하였다. 통계처리 후, 로그 변환했던 변수들은 재 변환을 실시하였다. 통계적 유의 수준은 P<0.05로 하였다.
결 과 1. 연구 대상자들의 특성
연구 대상은 총 61명의 여성이었고, 흡연자는 1명, 고혈압
으로 약물 치료 중인 대상자는 17명(28%)이었다. 평균 연령 은 57.6±7.1세였고, BMI는 23.8±3.1kg/m2이었다. 평균 공복 혈당은 96.2±9.3mg/dl, 총콜레스테롤은 216.1±30.1mg/dl, LDL 콜레스테롤은 151.7±22.0mg/dl이었다. BEPSI-K를 이용한 스 트레스 점수의 중위수는 1.4점, Mets/hr/wk를 이용한 운동량 의 중위수는 17.8 Mets/hr/wk이었고, 맥파전파속도의 중위수 는 1297.0cm/sec이었다(표 1).
2. 운동량에 따른 맥파전파속도의 비교
운동량과 맥파전파속도는 통계적으로 유의한 상관성이 있 었다(pearson r=-0.361, p=0.004)(표 2). 맥파전파속도를 종속
변수로, 운동과 맥파전파속도에 영향을 준다고 밝혀진 연령, 혈압, 지질, 공복혈당, BMI를 독립변수로 한 다중회귀분석에 서 운동량의 감소는 맥파속도의 증가를 유의하게 예측할 수 있었다(standardized ß=-0.384, p=0.002). 연령(standardized ß=0.463, p=0.001)과 공복혈당(standardized ß=0.237, p=0.042) 도 유의한 예측인자였다(표 3). 운동량에 따라 3등분하여 세 그룹으로 나눈 후 연령, 혈압, 지질, 공복혈당, BMI를 보정한 각 그룹의 맥파전파속도를 비교하였다. 운동을 가장 적게 한 그룹의 맥파전파속도가 1400.2±211.7cm/sec, 중간 정도 운동 을 한 그룹은 1313.6±158.0cm/sec, 운동을 가장 많이 한 그룹 의 평균은 1245.1±84.4cm/sec를 보여 운동을 적게 할수록 맥 파전파속도가 빨랐으며, 이는 다중회귀분석의 결과와 동일하 였다(F=4.925, p=0.012)(그림 1).
Figure 1. Mean baPWV by the tertiles of an amount of exercise
* By ANCOVA test after adjusting for age, BP, lipid profile, fasting plasma glucose, BMI.
Abbreviations: baPWV, brachial-ankle pulse wave velocity; p, p-value; BP, blood pressure; BMI, body mass index.
Table 3. Estimated effects of exercise and cardio-metabolic variables on baPWV
Estimated effects on baPWV ß SE Standardized ß p-value*
Age 9.784 3.268 0.463 0.001
BP systolic(mmHg) 2.584 1.948 0.249 0.164 BP diastolic(mmHg) -1.106 2.562 -0.031 0.853 Total cholesterol(mg/㎗) 0.081 0.676 0.070 0.653 Triglyceride(mg/㎗) -0.219 0.345 -0.117 0.296
LDL-C(mg/㎗) -1.055 1.450 -0.125 0.477
HDL-C(mg/㎗) -0.148 1.451 -0.027 0.874
FPG(mg/㎗) 5.160 2.136 0.237 0.042
BMI(kg/m2) 0.490 4.245 0.003 0.981
Mets/hr/wk -3.359 1.156 -0.384 0.002
* By multiple linear regression analysis; dependent variable: baPWV.
Abbreviations: baPWV, brachial-ankle pulse wave velocity ; ß, ß-coefficient;
SE, standard error; BP, blood pressure; LDL-C, low-density lipoprotein- cholesterol; HDL-C, high-density lipoprotein-cholesterol; FPG, fasting plasma glucose; BMI, body mass index.
3. 스트레스와 맥파전파속도의 관계
BEPSI-K로 조사한 스트레스 점수는 Spearman 상관분석에서 맥파전파속도와 유의한 상관성을 보이지 않았다(Spearman r=0.074, p=0.570). BEPSI-K를 통해 얻어진 스트레스 점수를 3등분 한 후, 각 그룹의 맥파전파속도를 비교했을 때, 스트레스 정도에 따라 유의한 차이를 보이지 않았다(data not shown) (p=0.687).
고 찰
최근 우리나라에서도 생활양식의 변화, 인구의 노령화로 인하여 동맥경화성 심혈관 질환이 증가하고 있으며18), 근래 여러 연구들에서 심혈관계 사망률과 혈관의 죽상경화와의 연 관관계가 보고 되면서 동맥의 경직도가 죽상경화와 연관하여 많은 관심을 모으고 있다.16,19) 동맥의 경직도는 다른 말로 유 연성(compliance)이나 신축성(elasticity)으로도 표현되는데, 맥 파전파속도를 통해 임상에서 비관혈적인 방법으로 비교적 용 이하게 이를 측정할 수 있다.20) 맥파전파속도의 증가는 연령 의 증가, 고혈압을 포함하여 이미 잘 알려진 심혈관 위험인 자인 당뇨병, 이상지혈증, 흡연, 비만 등과 관련이 있다.20-22)
본 연구에서는 선행 연구에서 동맥의 경직도와 관련이 있 다고 알려진 연령, 혈압, 지질, 공복혈당, BMI를 독립변수로 포함한 다중회귀분석에서 운동량의 감소로 맥파전파속도의 증가를 예측할 수 있었다. 흡연자는 1명 뿐이어서 보정하지 않았다. 운동량에 따라 그룹을 나누어 연령, 혈압, 지질, 공복 혈당, BMI를 보정한 후의 맥파전파속도의 평균값을 비교했을 때에도, 운동을 많이 할수록 맥파전파속도가 느려져 혈관의 탄성도가 크다는 결과를 보여 운동량의 감소가 맥파전파속도 의 증가와 연관이 있음을 뒷받침하였다. 이는 운동선수들에 서 혈관의 탄성도가 일반인에 비해 좋고23,10), 4주간의 운동 후 혈관의 확장성이 증가하여 운동을 한 경우 혈관의 탄성도 가 증가된다는 중재적 연구들24,25)과 동일한 맥락의 결과를 보 인 것이다. 한편, 본 연구에서는 혈압은 혈관의 탄성도를 유 의하게 예측해주지 못하였는데, 이는 현재 혈압약을 통하여 혈압을 조절하는 대상자가 28%를 차지할 정도로 적지 않았 기 때문일 수 있을 것으로 생각된다. 또한, LDL콜레스테롤의 경우는 상관분석에서는 맥파전파속도와 경계성의 상관성을 보였으나(Pearson r=0.250, p=0.056), 총콜레스테롤과 중성지 방은 유의하게 혈관의 탄성도를 예측하지 못하였다. 이는 본 연구의 포함기준이 LDL콜레스테롤 130mg/dl 이상이었기 때 문에 중성지방의 경우 70%가 150mg/dl 미만의 정상을 유지 하는 환자들이었고, 총콜레스테롤은 30%의 대상자가 200mg/
dl 미만의 정상을 보였기 때문일 수 있겠다.
심혈관계 질환의 발생과 스트레스의 관련성을 알아보기 위 해 여러 연구자가 스트레스에 의해 야기될 수 있는 동맥경화 현상에 대해 연구를 진행하였다. Rozanski등은 스트레스가 심혈관계 질환을 악화시키거나 유발하는 병태 생리적 기전은 경화반 형성, 혈전형성의 위험성 증가 등이라고 보고하였 다.26) 일반적으로 스트레스는 혈압을 상승시키고 지질의 변화 를 가져오며27) 스트레스에 의해 혈관손상이 있는 경우는 혈 관의 동맥경화 및 혈전형성이 촉진된다.28) 정상적으로 내막세
포의 탐식세포가 활성화되면 산화질소가 생성되어 혈관내막 에 대한 보호효과를 가지지만 스트레스에 의해 혈관손상이 있는 경우는 역설적으로 혈관수축을 유발하게 되고, 동맥경 화가 진행되는 것이다.9) 또한, 스트레스는 인터류킨-6과 같은 사이토카인(cytokines)을 생성시켜29) CRP의 증가, 피브리노겐 (fibrinogen)의 증가, 혈소판 활성의 증가, 지단백 분해효소 (lipoprotein lipase)의 활성 증가 등의 과정을 통하여 동맥경 화 진행에 관여하게 된다.9) 이전 연구에서 직무스트레스와 맥파전파속도의 관련성을 분석한 바 있는데, 고긴장 집단에 서 통계적으로 유의하게 높은 맥파전파속도를 보여 직무스트 레스와 맥파전파속도가 관련이 있음을 보고하였다.30) 이에 본 연구에서는 일상 생활에서의 스트레스 정도와 맥파전파속도 간의 관련성을 알아보고자 하였다. 스트레스 정도와 맥파전 파속도가 상관성이 없었던 이유로는 첫째, 대상자들이 자신 의 스트레스를 저평가했을 가능성과 둘째, 스트레스에 대해 단면적으로 최근 한 달간만을 조사하였다는 점, 그리고 장기 적인 일상의 스트레스 상황을 반영할 수 없는 단면연구의 제 한점을 생각해 볼 수 있다. 또한, 본 연구에서 사용한 스트레 스 측정도구인 BEPSI-K가 대상자들의 스트레스를 적절하게 반영하지 못했을 가능성도 배제할 수 없기 때문에, 향후 여 러 가지 스트레스 측정도구를 통한 비교 연구가 필요할 것으 로 생각된다.
결론적으로 본 연구를 통해 고지혈증 여성에서 운동을 많 이 한 경우 맥파전파속도가 느리게 나타나, 운동을 적게 한 경우보다 혈관 탄성도가 좋음을 알 수 있었다. 본 연구는 단 면적 연구로써 이러한 결과의 인과관계를 추론할 수 없기 때 문에, 향후 더 많은 대상자와 중재적 방법을 통한 운동의 혈 관 탄성도에 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다.
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[ Abstract ]
The Relations of Pulse Wave Velocity with Exercise and Stress Among Korean Women with Hyperlipidemia
Hye Ryoung Song1, Do Hyung Goo2, Sung sunwoo2
Department of Family Medicine, Inje Univ. Seoul Paik Hospital1, Ulsan univ. Asan Medical center2
Background The pulse wave velocity(PWV) is a risk factor for coronary artery disease. Studies about the relation of PWV with age, obesity, and smoking was performed. However, the relations of the PWV with exercise and stress have not been established in Korea.
Methods Study subjects were 61 women. The amount of exercise and stress were surveyed and the PWV was measured using an automatic wave form analyzer. Multiple linear regression analysis was used for evaluation of relationship between PWV and exercise and stress. ANCOVA was used to compare the PWV between groups of exercise and stress.
Results In the multiple linear regression analysis, increased PWV was predicted by decreased amount of exercise(standardized β
=-0.384, p=0.002). Mean PWV between groups of exercise significantly had a difference after adjusting for age, BP, lipid profile, fasting glucose, BMI(F=4.925, p=0.012).
Conclusions The group with more amount of exercise has a better arterial elasticity.
(Korean J Health Promot Dis Prev 2008 ; 8(1):24~30) Key words pulse wave velocity, exercise, stress
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