복합운동이 복부내장지방 비만 남성의 심장 구조 기능 및 아디포싸이토카인 농도에 미치는 영향
동아대학교 스포츠과학대학
박상갑ㆍ김은희ㆍ권유찬
Effects of Combined Exercise on Cardiac Structure and Function and Adipocytokine Concentrations in Abdominal Visceral Obese Men
Sang-Kab Park, Ph.D., Eun-Hee Kim, Ph.D., Yoo-Chan Kwon, Ph.D.
Department of College of Sport Science, Dong-A University, Busan, Korea
The purpose of this study was to investigate the effects of 12 weeks aerobic and resistance exercise on cardiac structure and function, and adipocytokines. The participants, who were middle-aged visceral obese men, performed 12 weeks combined exercise program. The combined exercise program included aerobic (50∼70% of HRR) and resistance exercise
(70% 1RM) for 80 min during 12weeks (four times per week). Combined exercise decreased abdominal visceral fat, improved cardiac function. In addition, combined exercise improved significantly IGF-1, NT-pro BNP and IL-6 concent- ration. Therefore, it might be thought that combined exercise would be a positive role for body composition, cardiac function and adipocytokines in abdominal visceral obese men.
Key Words: Cardiac function, NT-pro BNP, Adipocytokines, Visceral fat
책임저자: 김 은 희
604-714, 부산광역시 사하구 하단 2동 840번지 동아대학교 스포츠과학대학
Tel: 051-200-7843, Fax: 051-200-7805 E-mail: [email protected]
이 논문은2007학년도 동아대학교 학술연구비(공모과제) 지원에 의하여 연구되었음.
서 론
심혈관질환은 암이나 뇌혈관 질환으로 많은 사망 원인을 차지한다. 이는 최근에 들어 사회의 큰 문제로 대두되고 있 다. 그 중 심혈관질환 유병률은 40대 남성의 경우 20～30대 남성에 비해 심혈관질환에 걸릴 확률이4배 이상 높고, 심혈 관질환으로 인한 돌연사가 다른 질환에 비해3배 이상 높은
것으로 나타났다1). 또한 40대 중년 남성에서 운동 중 또는 운동 후 사망사고가 자주 발생하고 있는 실정이다. 그러므로 40대 남성의 심혈관질환을 예방하는 과학적 운동 방법을 제 시하는 것은 매우 시급하다.
또한 중심성 비만일수록 심혈관계 질환에 노출될 위험성 이 높은데2), 40대 남성의 생활습관을 보면 잦은 회식과 신체 활동량의 부족, 업무에 대한 스트레스 등의 이유로 비만에 노 출되기 쉬우며, 대부분이 복부 비만형이다1). 복부비만은 다른 부위의 비만과 달리 대사성 이상으로 인한 다양한 만성 질환 을 야기하며3), 특히 복부지방 중에서 내장지방의 증가는 더 욱 위험하다.
최근 지방에서 분비되어 대사성 질환과 조직에 염증을 유 발시키는adipocytokine에 대한 연구가 진행되고 있는데, 현 재까지 알려진adipocytokine으로 TNF-α (tumor necrosis factor- α), IL-6 (interleukin-6) 등이 있으며, 이들은 심혈관질환의 위 험지표이다. TNF-α는 감염이나 부상을 입었을 때 체내에서
분비되는 단백질로서 염증반응과 세포 및 조직대사의 비특 이적 반응이 있을 때 증가하고, 비만, 당뇨병, 뇌졸중, 심부전 환자들에게서 높게 나타나며4), IL-6의 증가는 심혈관질환의 위험성을 증대시키고, 염증이 동맥을 협착시켜 뇌졸중이나 돌연사의 원인이 된다5). 또한 IL-6는 동맥조직에서 혈관수축 에 관여하며, 교감신경과도 밀접한 관련이 있다고 보고되고 있는데, 교감신경은 특히 심혈관질환의 위험 요소들에 영향 을 많이 미치는 요소로서 IL-6가 증가할수록 교감신경에도 자극을 주어 혈압상승과 심장 등에 무리를 주어 심근허혈, 동맥경화증와 갑작스런 심장마비의 발생 위험을 증가시킨다 (Boesen 등, 2007)6).
그리고adipocytokine과 복부내장지방과 운동과 관련한 연 구를 보면Slentz et al.(2005)7)이 남녀 성인 내장 비만자들을 대상으로 걷기, 조깅의 유산소 운동을 실시한 결과 피하지방 과 내장지방이 유의하게 감소한 것으로 보고하였다고, 또한 Sheu et al.(2008)8)은 운동을 중심으로 한 체중감량 프로그램 을 통하여 TNF-α와 IL-6의 농도가 유의하게 감소하였다고 보고하였다. 이처럼 다양한 운동방법을 통한 연구가 adipocy- tokine을 개선시키기 위하여 실시되었으나, 심장기능과 관련 된 연구는 보고된 사례가 없다.
최근에 심장의 심부전9), 기능장애 및 심근경색증10)의 예후 를 판정하는 생화학적 지표로NT-pro BNP (N-terminal pro-brain type natriuretic peptide)를 사용하고 있다. 76개 아미노산으로 이루어진 비활성 단백질NT-pro BNP는 정상인에서는 매우 낮은 수치를 보이지만, 심장의 기능에 문제가 있으면 그 혈 중 수치가 증가된다. Foote et al.(2004)11)은 젊은 남성을 대상 으로1회성 운동을 실시한 결과 NT-pro BNP의 농도가 증가 되었다고 하며, 이러한 결과는 고강도 1회성 운동직 후 혈관 에 축적된 염증인자에 의한 결과라고 추정하여 운동에 의한 NT-pro BNP의 변화가 나타날 것이라고 보고하였다. 하지만 아직까지 장기간 운동에 대한 연구 사례가 없기 때문에 장기 간의 운동 효과에 대한 NT-pro BNP의 변화에 대한 조사는 매우 의미있는 연구라고 생각된다.
따라서 본 연구는40대 복부 비만 중년 남성 20명을 대상 으로 미국 심장학회12)(AHA, 2006)에서 심장기능을 증진시키 기 위해서 제시하는 운동강도인 HRR 50～70%와 Beachle (2000)13)이 근력 및 근량을 증가시키기 위해서 제시하는1RM 의70%로 12주간의 유산소와 저항 운동을 주 4회, 1회 80분 간 실시하여 심장기능 및 심혈관질환의 지표가 되는 복부내 장지방과 adipocytokine (IL-6, TNF-α)과 NT-pro BNP에 미치 는 운동의 효과를 규명하는데, 본 연구의 목적이 있다.
대상 및 방법
1. 대 상
규칙적인 운동 프로그램에 참가한 경험이 없고, 좌업생활 을 하는40대 중년 복부 비만 남성 20명을 대상으로 전문의 의 임상 검사를 실시한 후 복합운동군10명과 특별한 운동습 관을 가지지 않는 일상생활군10명으로 하였다.
2. 측정항목 및 분석방법 1) 체격 및 신체구성
체성분 분석기(Body Composition Analyzer DX-505, KOREA) 로 신장, 체중 및 체지방량(Body fat)을 측정하였으며, BMI (Body mass index)는 체중/신장(kg/m2)공식에 의해 산출하였다.
2) 복부지방 측정
복부지방은 컴퓨터단층촬영(Computer Tomography)를 이용 하여 제대수준(umbilicus level)을 중심으로 상하 1단씩 횡단 (transverse section)하여, 이 부위에서 하운스 필드 수치(Hounsfield number)가 -250에서 -50 사이의 조직을 지방으로 간주하고, 이 부위를 측정하여 총 복부지방 부피를 구하였다.
3) 심초음파 검사
좌심실형태 및 기능은 미국심장초음파학회(American Society of Echocardio-graphy: ASE)의 계측방법에 의하여 Left ventricular internal dimension end-diastolic (LVIDd), Left ventricular internal dimension end-systolic (LVIDs), Left ventricular posterior wall thickness end-diastolic (LVPWd), Inter ventricular septum thickness end-diastolic (IVSd), Inter ventricular Septum thickness end-diastolic (IVSd), Left ventricular end-diastolic volume (LVDV), Left ventricular end-systolic volume (LVSV), Left ventricular mass (LVmass)를 측정하였고, 좌심실형태의 계측자료를 이용하여 Stroke volume (ml)은 LVDV-LVSV, Ejection fraction (EF)은 (SV/LVDV)×100, Fraction of left ventricular shortening (FS)은 (LVIDd-LVIDs /LVIDd)
×100)의 공식을 이용하여 산출하였다.
4) 최대산소섭취량
최대운동부하 검사 방법은Bruce 프로토콜을 이용하였으
Table 1. The combined exercise program
Item Contents Time (min)
Warm-up Stretching and Yoga 10
Aerobic exercise Treadmill exercise (HRR 50～60%, 1～6weeks) (HRR 60～70%, 7～12weeks)
50 Resistance exercise Bench press, Leg curl, Seated knee up, Cable press down
Leg extension, Lat pull down, Squat, Sit-up, Preacher curl-machine, Leg press
30
Cool-down Stretching and Yoga 10
며, ACSM의 기준에 의하여 최대운동부하로 판정하였다14). 운동 중 산소섭취량, 심박수 등은 대사분석기(QuarkB2, U.S.A) 로 측정하였다.
5) 복합 운동 프로그램
유산소 및 저항운동 프로그램은Table 1과 같다. 유산소 운동은1～6주는 HRR (heart rate reserve)의 50～60%로, 7～
12주는 HRR의 60～70%로 50분간 트레드밀 운동을 실시하 였으며, 운동강도를 유지하기 위하여 휴대용 심박수 측정기 를 사용하였다. 저항성 운동은 근력 및 근량을 증가시키기 위해서 제시되고 있는 최대근력(1 RM)의 70%, 횟수 11～12 회, 3세트13), 30분, 총 80분간(유산소 + 저항운동)을 주 4회, 12주간 실시하였다. 유산소 운동의 정확한 강도를 설정하기 위해6주 후 운동부하 검사를 재측정하였다.
6) 혈액분석
피검자들을12시간 공복시킨 후 복합운동 전과 12주 후 각각 15 ml 채혈한 후 저밀도 지단백(Low Density Lipoprotein)과 고밀도 지단백(High Density Lipoprotein)은 자동분석기(Hitachy 736-20, Japan)를 이용하여 침전법과 직접법으로 분석하였다.
Insulin은 RIA(γ-counter (Cobra 5010)), Glucose는 YSI 2300 Glucose Analyzer (Yellow Spring, Ohio)로 분석하고 HOMA-IR은 HOMA index=(공복시혈당 × 공복시인슐린)/405 공식으로 산출하였다.
IGF-1은 방사선 면역 조사법(Radioimmunoassay: RIA)으로, TNF-α와 IL-6는 ELISA법을 이용하여 분석하였으며, NT-pro BNP는 BNP test (Shinoria, CIS bio international, France)를 이 용하여 면역방사계수 측정법(Immuno radiometric assay: IRMA) 으로BNP값을 측정하였다.
3. 통계학적 분석
모든 변인의 측정 결과를Window SPSS Ver 12.0을 사용
하여 평균과 표준편차로 나타내었고, 복합 운동 프로그램의 실시 전과12주 후의 차이 검증은 paired t-test를 이용하여 분 석하였다. 프로그램 실시에 따른 집단과 시기간의 상호작용 및 집단간 차이에 대한 검정은repeated measure ANOVA를 이용하였으며, 통계적 유의수준은 p<0.05로 하였다.
결 과
1. 신체구성과 복부지방의 변화
복합운동 실시전과12주 후 신체 구성과 복부지방의 변화 는Table 2와 같다.
대조군에서는 신체 구성과 복부지방에 유의한 변화가 없 었던 반면 복합운동군에서는 체중, 체질량지수와 체지방률 이 유의하게(p<0.01) 감소하였으며, 총복부지방(p<0.01), 내장 지방(p<0.01)과 피하지방(p<0.05)도 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 그리고 체중, 체지방률과 내장지방이 집단간, 측정 시기별, 집단과 상호작용에서 유의한 차이가 나타났으며, 체 질량지수는 측정시기별과 집단과 상호작용에서 유의한 차이 가 나타났으며, 총복부지방과 피하지방은 집단간과 집단과 상호작용에서 유의한 차이가 나타났다.
2. 심장기능의 변화
복합운동 실시전과12주 후 심장기능의 변화는 Table 3과 같다.
대조군에서 LVIDd (p<0.01), LVIDs (p<0.01), LVDV (p<0.05), SV (p<0.01)와 EF (p<0.05)가 유의하게 감소한 것으로 나타났 으며, LVPWd, IVSd, LVSV, Lvmass와 FS는 변화가 없었다.
복합운동군에서는LVDV, SV, Lvmass, EF와 FS가 유의하 게 증가한 것으로 나타났으며, LVIDd, LVIDs, LVPWd, IVSd 와 LVSV는 변화가 없는 것으로 나타났다. 그리고 LVIDd, LVDV, SV와 EF는 집단과 상호작용에서 유의한(p<0.01) 차 이를 나타내었으며LVIDs (p<0.01), IVSd (p<0.05)와 FS (p<0.05)
Table 2. Comparison of body composition and abdominal fat between conrol and combined exercise group
Variable Group Before After p-value F-value
Age (yrs) Control 44.40±3.78 -
Combined 45.00±3.53 -
Height (cm) Control 172.93±5.39 -
Combined 169.4 ±5.74 -
Body Weight (kg) Control 84.99±1.60 85.29±2.46 0.487 group time group* time
19.571##
27.390##
66.165##
Combined 84.00±2.55 78.04±2.57** 8.419
BMI (kg/m2) Control 28.48±1.55 28.62±2.31 0.180 group
time group* time
0.067 5.338# 10.832##
Combined 29.34±1.74 27.29±2.18** 9.188
% fat (%) Control 27.36±0.79 27.39±1.36 0.069 group
time group* time
5.626# 10.138# 26.215##
Combined 27.37±0.99 25.30±1.15** 6.481
Visceral fat (cm3) Control 483.29±18.98 485.54±15.57 0.565 group time group* time
16.472##
25.089##
38.488##
Combined 479.02±17.71 442.08±16.56** 6.973
Subcutaneous fat (cm3) Control 382.91±45.85 404.68±47.26 1.270 group time group* time
9.013# 0.017 6.015# Combined 357.96±44.17 333.61±33.97* 2.783
V/S Control 1.28±0.14 1.21±0.13 1.324 group
time group* time
3.783 1.998 0.594 Combined 1.35±0.15 1.34±0.13 0.602
Difference between before and after intervention, *p<0.05, **p<0.01 Group, time, group*time interaction test, #p<0.05, ##p<0.01 Values are the mean±SE
BMI: Body mass index, V/S: Ratio of visceral fat and subcutaneous fat
는 측정시기별로 유의한 차이가 나타났다. 3. 콜레스테롤과 adipocytokine의 변화
복합운동 실시 전과12주 후 콜레스테롤, BNP, TNF-α과 IL-6의 변화는 Table 4와 같다.
대조군에서 중성지방, HDL 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, 인슐린, 인슐린저항성, IGF-1, NT-pro BNP, TNF-α와 IL-6에 유의한 변화가 없는 것으로 나타났다.
반면 복합운동군에서는 LDL 콜레스테롤, NT-pro BNP와 IL-6가 유의하게(p<0.01) 감소한 것으로 나타났으며, HDL 콜 레스테롤과IGF-1이 유의하게(p<0.01) 증가한 것으로 나타났 다. 하지만 인슐린과 인슐린저항성은 유의한 변화가 없는 것 으로 나타났다. 또한 LDL콜레스테롤과 IGF-1은 집단간, 측 정시기별, 집단과 상호작용에서 유의한 차이가 나타났으며, NT pro BNP와 IL-6는 집단과 상호작용에서만 유의한 차이가 나타났다.
고 찰
비만은 심혈관질환의 유병과 사망률을 증가시키며, 비만 으로 인한2형 당뇨병, 고혈압, 고지혈증 등의 질병은 심장질 환의 발생을 야기하는 위험인자이다15). 최근 5,881명을 대상 으로 실시한Framingham Heart Study에서 BMI지수가 1 kg/m2 씩 증가 할 때마다 남성은5%, 여성은 7%씩 심부전에 걸릴 위험이 증가된다고 보고하였으며, 오랜기간 지속되는 비만 은 좌심실 구조와 기능 이상, 좌심실 비대, 이완기와 수축기 장애, 심부전 등을 야기하여 비만으로 인한 심혈관질환의 위 험성을 경고하였다16).
신체운동은 비만인들에게 근수축 현상이 과잉되어 자주 나 타나는 혈관외액의 감소와 알부민 생합성의 증가로 인한 항이 뇨호르몬과 부신피질호르몬의 분비 증가는 혈류량 확장에 관 여하게 된다. 결국 혈류량 확장은 좌심실 비대를 촉진시키는
Table 3. Comparison of cardiac structure and function between control and combined exercise group
Variable Group Before After p-value F-value
LVIDd(mm) Control 4.66±0.24 4.32±0.29* 5.284 group time group* time
2.727 2.923 24.728##
Combined 4.65±0.34 4.80±0.38 1.835
LVIDs(mm) Control 2.82±0.21 2.63±0.22* 3.912 group time group* time
0.451 13.807##
2.510 Combined 2.85±0.30 2.76±0.33 1.745
LVPWd(mm) Control 0.98±0.09 0.93±0.04 2.061 group
time group* time
1.842 2.975 1.171 Combined 1.01±0.13 1.00±0.10 0.344
IVSd(mm) Control 1.15±0.20 1.04±0.11 1.824 group
time group* time
0.338 5.469# 0.763 Combined 1.15±0.16 1.10±0.12 1.348
LVDV(ml) Control 100.62±11.86 96.54±8.78* 3.259 group
time group* time
0.199 1.290 19.246##
Combined 100.29±17.59 102.55±16.62* 2.585
LVSV(ml) Control 30.39±5.38 30.77±5.12 1.060 group
time group* time
0.002 3.285 3.186 Combined 31.31±7.86 29.63±6.93 1.884
SV(ml) Control 70.25±7.78 65.77±5.36** 3.346 group
time group* time
0.305 0.069 22.759##
Combined 68.96±17.04 72.92±15.25* 2.982
LVmass(g) Control 222.54±47.06 220.34±41.76 0.951 group
time group* time
0.080 4.486 4.986 Combined 224.35±36.40 230.07±35.41* 3.774
EF(%) Control 69.92±3.23 68.26±3.40* 3.042 group
time group* time
0.032 0.748 12.648##
Combined 68.22±8.39 70.76±6.89* 2.645
FS(%) Control 39.48±2.60 38.95±5.56 0.359 group
time group* time
0.222 5.264# 3.536 Combined 38.49±6.93 42.28±7.41* 3.119
Difference between before and after intervention, *p<0.05, **p<0.01 Group, time, group*time interaction test, #p<0.05, ##p<0.01
Values are the mean±SE
LVIDd: Left Ventricular Internal Dimension end-Diastolic, LVIDs: Left Ventricular Internal Dimension end-Systolic, LVPWd: Left Ventricular Posterior Wall thickness end-Diastolic, IVSd: Inter-Ventricular Septum thickness end-Diastolic, LVDV: Left Ventricular end-Diastolic Volume, LVSV: Left Ventricular end-Systolic Volume, SV: Stroke Volume, LVmass:
Left Ventricular mass, EF: Ejection Fraction, FS: Fractional Shortening
확장기말기wall stress의 증가로 나타나게 되며, 유산소 운동 은 심장의 양적부하를, 저항운동은 압력 부하를 주로 담당하 게 된다.
Gondoni et al.(2007)17)은 평균BMI 41.4 kg/m2의 비만 남녀 15명(남:5, 여:10, 평균나이: 29.7세)을 대상으로 3주 동안 저 칼로리 식이요법과 유산소와 근저항의 복합운동을 실시한 결과 체중과BMI가 유의하게 감소하였으나, 좌심실의 구조 와 기능(좌심실 확장기 내경(LVDD), 좌심실 수축기 내경 (LVDS), 좌심실 내경 단축율(FS), 좌심실 구혈율(EF), 좌심실
용량(LVmass)에는 변화가 없는 것으로 나타났으며, Mitchell et al.(2002)18)은13～16세의 비만 아동을 대상으로 16주 동안 유산소 운동을 실시한 결과 복부 내장지방이 유의하게 감소 하였으며, 좌심실 확장기 후벽두께와 좌심실 확장기 내경이 0.053, 0.15 cm 각각 증가하였다. 또한 Stewart et al.(2006)19)은 63.6세의 남녀를 대상(BMI 29.5 kg/m2)으로 26주 동안 주 3회 유산소운동(최대심박수의 60～90%, 45분)과 근저항운동(1RM 50%, 반복횟수 10～15회)을 병행한 결과 BMI와 체중은 유의 하게 감소하였고, 총복부지방, 내장지방, 피하지방이 감소하
Table 4. Comparison of cholesterol, IGF-1, NT-pro BNP and adipocytokine between control and combined exercise group
Variable Group Before After p-value F-value
LDL-C (mg/dL) Control 146.84±9.38 134.19±27.31 1.427 group time group* time
6.547# 13.570##
9.932# Combined 148.33±25.53 99.49±13.04** 4.339
HDL-C (mg/dL) Control 47.12±6.47 48.63±6.67 0.702 group time group* time
0.001 11.610##
4.163 Combined 44.49±4.82 51.35±5.84** 5.065
Insuline (pmol/l) Control 8.01±2.50 9.36±3.31 1.132 group time group* time
0.036 0.067 3.120 Combined 9.40±3.41 8.47±2.47 1.057
Homa-IR Control 1.81±0.66 2.10±0.89 0.947 group
time group* time
0.172 0.002 4.980 Combined 1.95±0.74 1.69±0.55 1.496
IGF-1 (mg/dL) Control 302.75±104.29 237.66±50.08 1.661 group time group* time
5.533# 7.208# 34.826##
Combined 232.75±51.18 411.43±79.22** 12.258
NT-pro BNP (pg/ml) Control 29.04±13.54 36.31±19.94 1.389 group time group* time
3.895 0.199 7.939# Combined 28.80±6.17 18.95±7.80** 3.520
TNF-α (pg/ml) Control 3.23±2.44 3.15±1.67 0.062 group time group* time
1.058 0.130 0.147 Combined 2.92±1.62 2.41±2.15 0.688
IL-6 (pg/ml) Control 3.37±3.88 5.42±2.31 1.300 group time group* time
0.116 1.332 10.023# Combined 6.74±1.64 2.51±3.04** 3.750
Difference between before and after intervention, *p<0.05, **p<0.01 Group, time, group*time interaction test, #p<0.05, ##p<0.01
Values are the maen±SE
LDL-C: Low density lipoprotein cholesterol, HDL-C: High density lipoprotein cholesterol, HOMA-IR: Homeostasis model assessment insulin resistance, IGF-1: Insulin like growth factor-1, NT-pro BNP: N-terminal pro-brain type natriuretic peptide, TNF-α: Tumor necrosis factor-α, IL-6: Interleukin 6.
였으나 심장의 구조와 기능에는 변화가 없는 것으로 나타났 다. 선행연구들의 경우 신체구성의 유의한 변화에도 불구하 고 좌심실의 구조와 기능에는 변화가 없거나 변화량이 적었 지만, 본 연구에서는 체중, BMI, 총복부지방, 내장지방, 피하 지방의 감소와 좌심실 확장말기 내경, 좌실실 확장말기용량, 1회 박출량, 좌심실 구혈률이 유의하게 증가되었으며, 집단 간 상호작용에서도 유의한 차이를 나타내어 좌심실의 구조 와 기능의 향상을 가져왔다. 이는 유산소운동으로 인하여 좌 심실의 용적이 커짐에 따라1회 박출량이 증가되고 확장기 말기 용량이 커진 것으로 생각되며, 좌심실 내경 단축율 또 한 운동전에 비하여 운동 후3.79 (mm) 증가하여 심장의 효 율성이 높아졌다. 또한 심장의 구조와 기능의 향상과 함께 총 복부지방, 내장지방, 피하지방이 유의하게 감소하여 선행 연구와 일치한 것으로 나타나 복부비만의 개선이 심장이 구 조와 기능 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 사료된다.
하지만, 좌심실의 확장 말기 후벽두께와 확장 말기 중벽두께 에는 변화가 없는 것으로 나타났는데, 좌심실의 두께는 근저 항 운동과 관련이 높다는 선행연구를 고려하면40대 중년 복 부내장비만 남성들의 좌심실 두께의 향상을 위해서는 본 연 구에서 실시하였던 근저항 운동의 강도와 시간이 유산소운 동에 비해서 상대적으로 적었던 것으로 생각되며, 차후 운동 강도와 운동시간을 조정할 필요가 있는 것으로 판단된다. 또 한 본 연구에서 심장 구조의 변화없이 기능의 유의한 증가는 체중의 유의한 감소로 인해 심장에 가하는 부담이 그만큼 줄 어들었다고 생각되며, 체중의 감소는 심장기능을 증가시키 는데 하나의 중요한 요소라고 생각된다.
복부내장비만은 심장의 구조와 기능에도 영향을 주지만, 신체에 대사장애를 일으켜 심혈관질환을 비롯한 대사성 질 환 발생의 위험요인으로 작용하고 있다. 특히 복부에 내장지 방이 과잉 축적될 경우 간에서 인슐린 작용을 제대로 하지
못하고 포도당 재합성을 증가시키는 역할을 하여 당대사에 악영향을 미치게 되며, 이는 인슐린 저항성의 증가를 가져오 게 된다20). 인슐린 저항성은 심장기능과도 관련이 있는 것으 로 보고되고 있는데, 심박출량과 인슐린 감수성은 유의한 상 관관계를 형성하고 있으며, 인슐린 저항성에 영향을 주는 인 슐린의 증가는 심장 기능에 부정적인 영향을 주는 인자로서 보고되고 있다21). 많은 연구에서 운동의 실시로 인한 인슐린 저항성의 개선에 대한 긍정적인 보고가 많이 있다. 하지만 본 연구에서는 인슐린과 인슐린저항성이 감소하는 경향은 나타났으나, 통계적으로 유의한 결과는 얻지 못하였다. 이러 한 결과는 본 연구의 대상자들이 비만임에도 불구하고, 인슐 린 저항성의 수치가 정상 범위내에 있는 대상자들이었기 때 문인 것으로 사료되며, 대조군의 경우 유의한 증가는 없었지 만 점점 증가하는 것을 고려하면 인슐린 저항성을 개선시켜 나가는데는 본 연구에서 실시한 복합운동 프로그램이 효과 가 있는 것으로 나타났다.
심장의 구조와 기능과 함께 심혈관질환의 주요 위험인자 로서NT-pro BNP, IGF-1, TNF-α와 IL-6가 있다. NT-pro BNP 는 심실의 용적이나, 압력증가에 작용하는 신경호르몬으로 서 좌심실의 기능이 저하될때 농도가 상승하며, 심혈관질환 의 위험지표로 사용되고 있으며23), 조직의 성장 뿐만 아니라, 당 대사, 지방 대사, 근육량 증가, 심기능과 기억력 향상 등 의 다양한 대사 작용에 관여하는 성장호르몬과IGF-1은 혈 관과 심장에 직접적인 영향을 주며, 분비량이 감소하게 되면 인슐린 저항성 증가, 비정상적인 심장 구조와 기능 이상과 내피세포의 기능 이상 등이 나타나게 된다. 또한 지방세포에 서 분비가 활발히 일어나는 아디포싸이토카인인 TNF-α와 IL-6는 만성심부전과 심혈관질환의 위험지표로 사용되고 있 으며, TNF-α와 IL-6는 조직의 손상, 감염, 염증 발생시 분비 되는 물질로서 비만한 사람들에게서 높은 수준으로 나타나 며, 복부비만과 관련되어 인슐린 저항성을 발달시켜24) 뇌졸 중, 동맥경화증 등의 심혈관 질병과 밀접한 관련이 있는 것 으로 보고되고 있다. 또한 심혈관질환자들에게서 NT-proBNP 의 농도가 높게 나타나는데, 이러한 원인은 심근벽의 스트레 스를 증가시키는 심근허혈과 이에 의해 야기되는 좌심실의 수축기 및 이완기의 장애 때문에 발생하는데, 규칙적인 유산 소 운동의 실시는 심근에 혈류량과 산소를 많이 공급하게되 어 심장벽의 스트레스를 완하시키게 된다(Weber 등, 2006)25). Conraads et al.(2004)26)은 평균59세의 남녀 27명을 대상으 로4개월동안 지구성운동과 저항운동을 50분씩 실시한 결과 NT-pro BNP 농도가 489 (pg/ml) 유의하게 감소한 것으로 나
타났으며, 박상갑 등(2005)27)은 비만 청소년을 대상으로16주 간 주4회 복합운동을 실시한 결과 TNF-α와 IL-6가 유의하게 감소하였다고 하였다. 본 연구에서는 심장과 관련하여 심혈 관질환의 위험인자로 지목되고 있는 NT-pro BNP와 IL-6가 유의하게 감소하였으며, IGF-1이 유의하게 증가한 것으로 나 타났다. 이러한 결과는 내장지방의 감소가 NT-proBNP, IL-6 와IGF-1의 개선에 긍정적인 영향을 미쳤던 선행연구들을28-29) 고려하면 복부내장지방의 감소에 따른 결과라 사료되며, 이 에 따른 심혈관질환 위험인자들의 개선은 심장 기능 향상에 영향을 준 것으로 나타났다.
이상의 연구 결과를 고려하면 본 연구에서 실시한12주간 의 복합운동은 중년 복부 비만 남성의 신체 구성과 심장의 구조와 기능을 개선시키고, 특히 심장질환의 위험인자인 IL-6와 NT-pro BNP 농도를 유의하게 감소시킨 것으로 나타 나 복부비만으로 인한 심혈관질환의 위험을 감소시키는데 효과적인 운동프로그램으로 시사된다.
참 고 문 헌
1. 통계청. 한국인 사망원인 통계 결과 2005
2. Lakka TA. Physical activity, obesity and cardiovascular diseases.
Bouchard C. Handb Exp Pharmacol, 170:137-63, 2005.
3. Srdic B, Stokic E, Polzovic A, Babovic S. Abdominal adipose tissue--significance and methods of detection. Med Pregl, 58(5-6):258-64, 2005.
4. Browning LM, Jebb SA. Nutritional influences on inflammation and type 2 diabetes risk. Diabetes Technol Ther, 8(1):45-54, 2006.
5. Baillargeon J, Rose DP. Obesity, adipokines, and prostate cancer (review). Int J Oncol, 28(3):737-45, 2006.
6. Boesen EI, Pollock DM. (2007) Effect of chronic IL-6 infusion on acute pressor responses to vasoconstrictors in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 293(3):H1745-9.
7. Slentz CA, Aiken LB, Houmard JA, Bales CW, Johnson JL, Tanner CJ, Duscha BD, Kraus, WE. Inactivity, exercise, and visceral fat. STRRIDE: A randomized, controlled study of exercise intensity and amount. J Appl Physio, 99(4):1613- 1618, 2005.
8. Sheu WH, Chang TM, Lee WJ, Ou HC, Wu CM, Tseng LN, Lang HF, Wu CS, Wan CJ, Lee IT. Effect of Weight Loss on Proinflammatory State of Mononuclear Cells in Obese
Women. Obesity 2008.
9. Dao Q, Krishnaswamy P, Kazanegra R. Utility of B-type natriuretic peptide in the diagnosis of congestive heart failure in an urgent-care setting. J Am Coll Cardiol, 37:379-385, 2001.
10. Darbar D, Davidson NC, Gillespie N. Diagnostic value of B-type natriuretic peptide concentrations in patients with acute myocardial infarction. Am J Cardiol, 78:284-287, 1996.
11. Foote RS, Pearlman JD, Siegel AH, Yeo KT. Detection of exercise-induced ischemia by changes in B-type natriuretic peptides. J Am Coll Cardiol, 44(10):1980-1987, 2004.
12. America Heart Associate. About your heart and physical activity. 2006.
13. Beachle TR. Essentials of strength training and conditioning.
Human Kinetics. 2001.
14. A.C.S.M. Guidelines for exercise testing and prescription.
Baltimore. Williams ＆ Wilkins 55-92, 2006.
15. Grundy SM. Obesity, metabolic syndrome, and cardiovascular disease. J Clin Endocrinol Metab, 89(6):2595-2600, 2004.
16. Pascual M, Pascual DA, Soria F, Vicente T, Hernández AM, Tébar FJ, Valdés M. Effects of isolated obesity on systolic and diastolic left ventricular function. Heart, 89(10):1152-1156, 2003.
17. Gondoni LA, Titon AM, Silvestri G, Nibbio F, Taronna O, Ferrari P, Leonetti G. Short term effects of physical exercise and low calorie diet on left ventricular function in obese sub- jects: A tissue Doppler study. Nutr Metab Cardiovasc Dis, 17 (5):358-364, 2007.
18. Mitchell BM, Gutin B, Kapuku G, Barbeau P, Humphries MC, Owens S, Vemulapalli S, Allison J. Left ventricular structure and function in obese adolescents: Relations to cardiovascular fitness, percent body fat, and visceral adiposity, and effects of physical training. Pediatrics, 109(5):E73-3, 2002.
19. Stewart KJ, Ouyang P, Bacher AC, Lima S, Shapiro EP.
Exercise effects on cardiac size and left ventricular diastolic function: Relationships to changes in fitness, fatness, blood pressure and insulin resistance. Heart, 92(7):893-898, 2006.
20. Riechman SE, Schoen RE, Weissfeld JL, Thaete FL, Kriska AM. Association of physical activity and visceral adipose tissue in older women and men. Obes Res, 10(10):1065-1073, 2002.
21. Park SW, Goodpaster BH, Strotmeyer ES, de Rekeneire N, Harris TB, Schwartz AV, Tylavsky FA, Newman AB. Decreased muscle strength and quality in older adults with type 2 diabetes:
the health, aging, and body composition study. Diabetes, 55(6):
1813-1818, 2006.
22. Pfister R, Scholz M, Wielckens K, Erdmann E, Schneider CA. Use of NT-proBNP in routine testing and comparison to BNP. Eur J Heart Fail, 15;6(3):289-293, 2004.
23. Mueller T, Gegenhuber A, Poelz W, Haltmayer M. Diagnostic accuracy of B type natriuretic peptide and amino terminal proBNP in the emergency diagnosis of heart failure. Heart, 91(5):606-612, 2005.
24. Olszanecka-Glinianowicz M, Zahorska-Markiewicz B, Kocełak P, Janowska J, Holecki M, Semik-Grabarczyk E. The effect of weight loss on serum concentration of interleukine-6 (IL-6) and insulin resistance. Endokrynol Pol, 57(2):131-135, 2006.
25. Weber M, Hamm C. Role of B-type natriuretic peptide (BNP) and NT-proBNP in clinical routine. Heart. 92(6):843-849, 2006 26. Conraads VM, Beckers P, Vaes J, Martin M, Van Hoof V, De
Maeyer C, Possemiers N, Wuyts FL, Vrints CJ. Combined endurance/resistance training reduces NT-proBNP levels in patients with chronic heart failure. Eur Heart J, 25(20):1797- 1805, 2004.
27. 박상갑, 권유찬, 김은희. 복합트레이닝이 비만청소년의 복부지방과 Adipocytokine에 미치는 영향, 대한스포츠의 학회지23(3):270-277, 2005.
28. Beauregard C, Utz A, Schaub AE, Nachtigall L, Biller BM, Miller KK, Klibanski A. Growth Hormone Decreases Visce- ral Fat and Improves Cardiovascular Risk Markers in Women with Hypopituitarism: A Randomized, Placebo-Controlled Study.
J Clin Endocrinol Metab. Epub ahead of print. 2008.
29. Chujo D, Yagi K, Asano A, Muramoto H, Sakai S, Ohnishi A, Shintaku-Kubota M, Mabuchi H, Yamagishi M, Kobayashi J. Telmisartan treatment decreases visceral fat accumulation and improves serum levels of adiponectin and vascular inflamma- tion markers in Japanese hypertensive patients. Hypertens Res.
30(12):1205-1210, 2007.
