방  법

pISSN 1226-4407 eISSN 2234-7631

서  론

비만의 급속한 확산은 전 세계적인 문제로 대두되고 있으며 조기 사망(premature death)의 위험 증가와 관련되어 있다.¹ 비만과 심혈관 계를 설명하기 위한 하나의 독립변인으로 지방조직의 중심부 침착 (central deposition)은 뇌졸중, 울혈성 심부전, 심근경색을 포함한 심 혈관계 질병 및 사망과 관련한다.^2-4 그러나 중심부를 제외한 신체 부

위별(국소적) 지방조직 침착이 심혈관질환 위험요인에 영향을 미치는 정확한 생리학적 기전은 아직 불명확하다.

최대산소섭취량(maximal oxygen consumption, VO2max) 또는 최 대 유산소성 파워(maximal aerobic power)는 최대 또는 탈진 운동 시 획득된 산소의 최고 소비율을 의미하며⁵, 국제적으로 통용되는 지표 로서 개인의 심폐기능을 평가하는 최적의 측정법(golden standard) 이다.⁶ VO2max는 원래 선수의 유산소 파워를 평가하기 위한 방법이었

중년 비만 남성에 있어서 최대산소섭취량의 속성: 혈중지질,  체력요소 그리고 국소지방 분포와의 관련성을 중심으로

김맹규*

경북대학교 사범대학 체육교육과 스포츠의학실

The Properties of Maximal Oxygen Consumption in Middle-Aged Obese Men: The Relationships between Blood Variables and Physical Fitness and Regional Fat Compartments

Maeng Kyu Kim*

Sports Medicine Lab, Department of Physical Education, Kyungpook National University, Daegu, Korea

Background: Cardiorespiratory fitness (VO2max) levels may predict mortality in men, little is known about the relationship between VO2max and regional fat compartments, as in abdominal fat or both upper- and lower extremity fat in obese men. The purpose of this study was to examine the relationship between VO2max, blood parameters, physical fitness, and body fat distribution in middle-aged men. Methods: A total of 56 men were involved in this study. On the first visit, blood lipids, blood pressure, and physical fitness were measured after overnight fasting. On the second visit, abdominal fat areas and regional fat compartments were measured by computed tomography (CT) and dual-energy X-ray absorp- tiometry (DXA), respectively. On the third visit, subjects underwent a maximal graded exercise test on a cycling ergometer for VO2max measure- ment. Results: As a result of this study, a significant negative correlation was found between VO^2max and BMI, blood parameters (TC, TG, FFA, glucose, insulin, HOMA-IR, and HbA1c), and regional fat compartments, except for visceral fat (P<0.05). The partial correlation analysis showed that VO2max was significantly (P<0.05) associated with blood lipids (TC, TG, and FFA) and physical fitness after adjusting for BMI.

Multiple regression analysis showed that leg fat percentage was a predictor of VO2max (β=-0.462, P=0.034). Conclusion: This study indicates that higher VO2max shows reduced total cholesterol, triglycerides, and free fatty acids. Accumulation of fat in lower extremities correlated with a poor cardiorespiratory fitness in this population.

Key words: VO^2max, Physical fitness, Lipid profiles, Abdominal fat, Regional fat distribution

Corresponding author Maeng Kyu Kim

Sports Medicine Lab, Department of Physical Education, Kyungpook National University, 80 Daehak-ro, Buk-gu, Daegu 702-701, Korea

Tel +82-53-950-5937 Fax +82-53-955-4235 E-mail [email protected]

이 논문은 경북대학교 연구진실성위원회 심의(2019.06.18) 결과, 연구부정행위(부당한 중복게재, 부당한 저자표시 및 연구비 사사표기 의무 위반)가 확인되어 게재가 철회된 논문임.

Received Feb. 12, 2014 Reviewed Mar. 10, 2014 Accepted Apr. 10, 2014

Copyright © 2014 Korean Society for the Study of Obesity

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

RETRACTED

으나, 점차 임상적으로 심혈관계 체력의 감손(reduction)을 정량화하 거나 개입실험(intervention study) 후 변화를 모니터링하는데 광범위 하게 활용되고 있다.⁷ 20-90세 사이의 성인 4,631명을 대상으로 조사 한 연구에 의하면 VO2max의 5 mL/kg/min 감소는 심혈관질환발생위 험의 56% 증가와 상응한다고 보고하였다.⁸ 감소된 유산소운동능력 (aerobic capacity)은 관상동맥질환(coronary heart disease)과 비정상 적인 심전도 발생에 영향을 미친다고 알려져 있으나^9,10, 심혈관질환 위험요인과 VO2max 사이에 직접적인 관련성은 현재까지 명확히 밝혀 지지 않았다.

한편, 대부분의 비만연구에서 신체활동과 기능적 능력(functional capacity)에 대한 직접적인 정보가 불충분하며, 이로 인해 심혈관계 위험인자와 관련된 체력(fitness)과 비만(fatness)에 영향을 미치는 독 립적인 변인을 탐색하는 것이 어려운 실정이다.¹¹ 그럼에도 불구하고 비만과 심폐체력을 반영하는 VO2max는 심혈관계 질환 및 사망률을 예측하는 독립적 인자이며¹², 특히 심폐체력의 증가는 비만과 관련된 심혈관 위험을 감소시키는 것으로 알려져 있다.¹³ 최근 Davison 등¹⁴의 연구에 의하면 27명의 비만 집단(body mass index, BMI>30 kg/m²) 과 26명의 정상 집단(BMI 18-24.9 kg/m²)을 비교한 결과 정상 집단이 비만 집단에 비해 VO2max 수준이 유의하게 높게 나타났다(P<0.01).

즉 남녀 성차와 관련 없이 체지방률과 복부지방률이 높은 비만집단 이 낮은 VO2max 수준을 가진다는 것으로 지방의 과잉축적이 심폐체 력에 영향을 미치는 것을 의미한다. 그러나 이는 통상적으로 알려진 사실이며, 국소지방분포와 심폐체력간의 관련에 대한 정보는 미흡하 다. 이를테면 각 신체 부위별 국소지방 또는 복부지방률에 있어서의 내장지방과 피하지방이 VO2max와 각각 어떠한 관련성을 가지는지에 대한 해석은 지방과 체력에 관한 관련 속성을 규명하는데 있어서 아 주 중요하다.

따라서 본 연구는 체질량 지수가 25 kg/m²을 초과하는 중년 비만 남성을 대상으로 심혈관계 위험을 예측할 수 있는 VO2max 수준에 따 라 신체계측, 혈압, 혈액성분 등을 비교해 보고, 각각의 측정변인들 예 를 들어 ‘VO2max versus Fat’에 대한 구체적인 접근법으로 컴퓨터단층 촬영(computerized tomography, CT)과 이중에너지방사선흡수계측 법(dual-energy X-ray absorption, DEXA)을 이용한 국소적 지방량, 그리고 혈중지질 및 인슐린저항성을 포함한 심혈관계 위험요인과 VO2max 사이에 관련성을 평가하고자 하였다.

방  법

1. 연구 대상

본 연구는 T시에 거주하는 사람을 대상으로 2009년과 2010년까지 시관공서 협조에 의해 방문 접수 및 전화 상담을 통해 BMI 25 kg/m²

이상의 중년 남성을 모집하였다. 본 연구의 목적을 이해하고 참여에 동의한 지원자 가운데 운동검사 수행을 위해 정형외과적 문제 및 심 장질환 또는 대사적 질환이 있는 인원을 제외한 총 56명이 최종 선발 되었다.

2. 집단 분류 기준

전체 연구대상자의 VO2max 측정치 평균인 26.5 mL/kg/min을 기준 으로 상위집단 28명과 하위집단 28명으로 분류하였다. 상위그룹 및 하위그룹의 각 데이터는 Kolmogorov-Smirnov의 normality test 결 과, 각 그룹의 데이터는 정규성 분포를 이루고 있었다.

3. 측정항목 및 방법 1) 신체계측

신체계측은 최소한 10시간의 공복상태에서 측정하였다. 디지털 기 기(TBF-215, Tanita, Tokyo, Japan)를 이용하여 속옷착용의 맨발상태 에서 신장은 0.1 cm까지, 몸무게는 0.01 kg까지 측정했다. BMI는 체 중(kg)에 대해 신장(m)을 제곱한 값으로 나누었다. 허리둘레는 참가 자의 배꼽위치에서 측정하였다. 두 번 연속으로 측정한 후 평균값을 측정값으로 채택하였다.

2) 기초체력 (1) 악력

디지털 악력계(TKK-5101, Takei Scientific Instruments Co., Japan) 를 이용하여 악력계의 지침이 밖을 향하도록 잡은 후 둘째손가락의 제2관절이 거의 직각이 되도록 폭을 조절해서 잡고, 직립자세로 두발 을 벌려서 좌우 교대로 2번씩 측정 후 최고 기록을 채택하였다.

(2) 사이드 스텝(side-step test)

다리근육의 민첩성을 이용하여 규정시간(20초) 내에서 좌우로 온 몸을 이동시키는 검사로 바닥의 중앙선을 중심으로 좌우 각각 120 cm의 거리에 평행선을 표시하였다. 양발 사이에 중앙선을 두고 좌우 라인(총 3개 라인)으로 양발을 수평으로 이동하도록 지시하였으며, 이동 시 발이 선을 밟아도 되지만 착지 상태에는 선을 넘지 않거나 밟 은 경우 측정치에서 배제하였다. 좌-중앙-우-중앙으로 왕복이동 시 4 회로 간주하여 2회 측정 후 최고기록을 채택하였다.

(3) 좌전굴(sit-and-reach)

유연성 측정의 하나로 다른 검사에 비해 타당도가 높은 좌전굴을 이용하여 측정하였으며, 구체적으로 앉은 자세에서 피험자가 맨발을 수직으로 된 측정대에 발바닥을 대고 슬관절을 신전하여 앉은 후 상 체를 전방 굴곡하여 두 팔을 뻗어 손가락이 닿는 곳까지 측정하였다.

RETRACTED

이때 무릎을 곧게 펴도록 지시하였으며, 2회 측정 후 최고기록을 채택 하였다.

(4) 외발서기

정적평형성을 평가하기 위한 측정항목으로 양손을 허리에 대고 서 서 ‘시작’ 소리와 동시에 한쪽 발을 지면에서 들어 올린 후 지지발이 시작 위치를 벗어나거나 또는 허리에 닿은 손이 떨어진 경우 그리고 지지발 이외의 신체부위가 지면에 닿게 되면 균형이 무너진 것으로 간주하였다. 2회 측정하여 최고기록을 채택하였으며 기록의 최소단 위는 0.01초, 최고치는 60초로 하였다.

3) 혈압측정

혈압은 최소 8시간 이상 금식 후 물 이외에 알코올 및 카페인 등이 함유된 음료의 섭취를 제한하고 실험실에서 20분간 안정 후 수은 혈 압계(Mercurial sphygmomanometer desk type, Sankei Co., Ltd, Ja- pan)를 이용하여 측정하였다. 등받이 각도를 45°로 조절한 베드에 앉 은 후 3분 간격으로 피험자의 심장 높이의 상완부위를 두 번 측정하 였으며 측정치에 평균을 이용하여 수축기혈압(systolic blood pres- sure, SBP), 확장기혈압(diastolic blood pressure, DBP)을 산출하였다.

4) 최대 유산소 능력

참가자들의 개인 VO2max를 평가하기 위해 cycle ergometer (818E, Monark, Stockholm, Sweden)를 이용하였다. 구체적으로 0 W로 2분 간 warm-up을 실시한 후 15 W로 운동을 시작하였다. 매 1분마다 15 W씩 부하를 주어 더 이상 할 수 없을 때까지 점진적으로 강도를 높였 다. 호흡과 호흡 가스는 자동화된 가스교환시스템(Oxycon α system, Mijnhardt, Breda, The Netherlands)을 사용하여 측정하였고, 심박 수는 ECG 모니터(DS-7100, Dyna scope, Fukudadenshi, Tokyo, Ja- pan)를 사용하여 운동 중이나 휴식 중에도 계속 측정되었다. 운동부 하테스트는 다음과 같은 상태일 때 중단되었다.¹⁵ 1) 운동자각도가 18 이상일 경우, 2) 나이로 추정한 심박수가 최대심박수의 90% 이상일 경우 또는 페달링을 못할 정도로 극도로 피곤한 경우, 3) 심각한 부정 맥 또는 과도한 ST 분절의 이상(1 mm 이상 수평이나 하향 ST 분절하 강). 이러한 기준을 바탕으로 하여 운동에 허혈성 반응을 보인 참가자 2명과 만성적인 장애(나이를 기준으로 한 최대 심박수의 80%에 도달 하지 못함)가 있는 환자 2명은 배제되었다.

5) 혈액분석

모든 혈액측정은 최소한 12시간의 전일 공복(overnight fasting) 후 상완 정맥혈에서 채혈하였다. 혈액은 트롬빈과 헤파린 중화제가 포함 된 8 mL의 튜브(Venoject II, TERUMO, Japan)에 채취하여 즉시 4°C

에서 10분간 3,000 rpm으로 원심 분리하였다. 혈중지질 관련 변인인 중성지방(triglyceride, TG), 총 콜레스테롤(total cholesterol, TC) 그리 고 고밀도지단백콜레스테롤(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)은 효소면역법(enzymatic assay; Wako Pure Chemicals. Ltd, Japan)을 이용하여 분석하였다. 저밀도지단백콜레스테롤(low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)은 Friedewald의 방정식¹⁶에 따라 산출 하였다. 혈중 유리지방산(free fatty acids, FFA)은 비색법(colorimetric method)에 의해 분석하였고, 인슐린저항성 관련 변인인 혈당은 효소 면역법을 이용하여 분석하였다. 혈중 인슐린농도는 방사성면역측정법 (radioimmunoassay)을 통해 분석하였다. 혈당의 장기적 조절추이를 알아보는데 유용한 당화 헤모글로빈(glycated hemoglobin, HbA1c)을 High Pressure Liquid Chromatography (HPLC) 기법으로 분석하였으 며, 인슐린 저항성의 대용지수 HOMA-IR은 혈당과 혈중 인슐린농도 로 산출되며 대규모 역학연구와 임상실험에서 일반적으로 사용된 다.¹⁷ HOMA-IR은 아래와 같은 공식을 사용하여 정량화하였다.

Glucose in mass units mg/dL; Insulin in mass units μIU/mL

6) 국소지방의 측정(CT와 DEXA)

신체조성 중 지방량, 제지방량, bone-free mass를 측정하기 위해 Lunar DPX-L (software version 1.3Z; Lunar, Madison, WI, USA)를 이용하여 측정하였다. 연조직(인체의 뼈, 근육 등을 제외한 조직)의 픽셀은 40-50 keV (저 에너지)에서 80-100 keV (고 에너지)를 이용하 여 Mass Attenuation Coefficient (질량 감쇠 계수)의 비율을 계산하 는데 사용되었다. 참가자는 팔과 다리를 편안하게 뻗어 누운 자세로 15분간 7 μSv 미만의 방사능 수치를 이용한 X-ray를 측정하였다. 모 든 측정은 동일한 실험자에 의해 측정되었으며 제조사의 규정에 따라 서 실시하였다. 두 번째 측정 세션에서는 내장지방과 피하지방을 110 kVP와 50 MmA을 기준으로 CT (SOMATOM AR. C, Siemens, Ger- many)를 사용하여 측정하였다. 배꼽(4번과 5번 척추사이)을 중심으 로 하여 5초의 스캔시간이 요구되는 5 mm 스캔은 피험자의 팔을 머 리 위로 한 채 supine 자세로 측정되었다. 사진은 광학밀도에 의해 뼈, 근육, 지방으로 분리되어 디지털화 되었다. 스캔된 피하지방과 내장지 방은 전용 소프트웨어(Fat Scan; N2 system, Osaka, Japan)를 사용하 여 산출하였다. 측정 세션은 대략 1-2일 정도 소요되었으며 피험자의 스케줄과 CT의 사용유무를 고려하여 실시되었다.

4. 자료처리방법

본 연구 내 모든 자료는 SPSS 21.0 version 프로그램을 이용하여 기 술통계치(평균± 표준오차)를 산출하였다. 집단 간 각 측정변인의 차

Glucose×Insulin HOMA-IR=

405

RETRACTED

이는 독립 t-검증(unpaired t-test)으로 분석하였으며, VO^2max와 신체 계측 측정치, 혈액성분, 체력요소, 국소의 체지방분포의 관련성을 알 아보기 위해 피어슨 상관계수(Pearson’s correlation coefficient)를 구 하였다. 추가적으로 BMI를 보정한 상태에서 VO2max와 각 측정변인과 의 관련성을 분석하기 위해 편 상관분석(partial correlation analysis) 을 실시하였다. 또한 다중회귀분석(multiple regression analysis)을 이 용하여 VO2max에 영향력을 미치는 독립변수를 탐색하였다. 모든 통계 적 유의수준은 α= 0.05로 설정하였다.

결  과

1. 대상자들의 임상적 특징

실험 참가자는 BMI 25 kg/m² 이상의 과체중 비만 남성 총 56명이 었다. 전체 실험대상자의 VO2max 측정치 평균인 26.5 mL/kg/min 이 상 집단인 상위집단의 평균연령은 53.43±1.39세이고 BMI는 29.02±

0.54 kg/m²로 나타났으며, 평균 이하 집단인 하위집단의 평균 연령은 51.89±1.34세이고 BMI는 30.72±0.85 kg/m²였다. 임상적 특징은 Ta- ble 1과 같다.

2. VO2max에 따른 두 집단 간 차이

집단 간 VO2max는 상위집단에서 31.01±0.75 mL/kg/min, 하위에서 는 21.99 ±0.55 mL/kg/min로 유의한 차이가 나타났으며, 연령과 BMI는 통계적인 차이가 없었다(P>0.05). 안정 시 심박수는 집단 간 차이가 없었으나, 최대운동 시 심박수는 상위집단 162.32 ±3.41 beats/min, 하위집단 147.29±4.67 beats/min로 하위집단에 비해 상 위집단이 통계적으로 높게 나타났다(P<0.05). 집단 간 혈중 지질인자 인 TC (P<0.01), TG (P<0.05), FFA (P<0.01)에서 유의한 차이가 나 타났지만 당 대사와 관련된 공복 시 혈당, 공복 시 인슐린, HOMA-IR, HbA1c에서는 유의한 차이가 없었다. 신체계측 및 혈압 그리고 체력 측정변인에서는 통계적인 차이가 없었다. DEXA 및 CT 측정 결과, 국 소 지방면적 및 체지방률 역시 집단 간 통계적인 차이는 나타나지 않 았다(Table 1).

3. VO2max와 체조성, 체력, 혈액성분 및 국소지방률 간 상관분석 상관분석 결과 안정 시 심박수는 VO2max와 유의한 상관이 나타났 다(r =-0.301, P = 0.024). 신체계측 측정치에서 체중(r = 0.350, P = 0.008), BMI (r= 0.402, P= 0.002), 허리둘레(r=-0.411, P= 0.002)는 VO2max와 유의한 관련성이 나타났다. 체력요소 중 안정 시 심박수(r=

-0.301, P= 0.024), 최대운동 시 심박수(r= 0.352, P= 0.008), 사이드 스텝(r= 0.353, P= 0.008)은 VO^2max와 유의한 관련성이 확인되었으 며, 또한 혈액성분 중 TC (r=-0.287, P= 0.032), TG (r=-0.266, P=

0.047), FFA (r=-0.411, P= 0.002)가 VO^2max와 음의 상관(negative cor- relation)을 나타냈다. 당대사 관련변인 혈당(r=-0.288, P= 0.032), 인 슐린(r=-0.286, P= 0.033), HbA1c (r=-0.345, P= 0.009) 그리고 인슐 Table 1. Characteristics of the study population stratified by category of VO2max

Variables High rank (N= 28) Low rank (N= 28) P value VO2max (mL/kg/min) 31.01± 0.75 21.99± 0.55 0.000^†

Age (yr) 53.43± 1.39 51.89± 1.34 0.430

Anthropometric measurements

Height (cm) 169.39± 1.25 169.69± 1.03 0.850

Weight (kg) 83.41± 2.07 88.55± 2.70 0.137

Body mass index (kg/m²) 29.02± 0.54 30.72± 0.85 0.098 Mid-arm circumference (cm) 32.54± 0.44 32.81± 0.70 0.743 Waist circumference (cm) 98.38± 1.44 102.53± 1.82 0.080 Hip circumference (cm) 99.86± 1.02 101.01± 2.28 0.646 Thigh circumference (cm) 56.76± 0.66 56.24± 0.86 0.637 Blood pressure

Systolic blood pressure (mmHg) 127.50± 2.79 137.79± 3.11 0.211 Diastolic blood pressure (mmHg) 80.21± 2.47 84.43± 3.10 0.293 Mean heart rate (beats/min) 66.25± 1.72 67.82± 1.58 0.504 Physical fitness

Heart rate during maximal

exercise (beats/min) 163.32± 3.41 147.29± 4.67 0.008^† Right hand grip strength (kg) 42.01± 1.18 43.13± 1.52 0.562 Left hand grip strength (kg) 41.74± 1.19 41.63± 1.69 0.960 Side-step test (number/time) 38.04± 1.24 35.75± 1.36 0.219 Sit-and reach (cm) -3.13± 2.00 -3.01± 1.79 0.965 Single-leg stance (sec) 15.57± 2.92 16.10± 2.57 0.981 Blood lipids

Total cholesterols (mg/dL) 193.86± 5.94 216.11± 5.68 0.009^† Triglycerides (mg/dL) 124.39± 10.15 188.21± 29.99 0.049*

HDL-C (mg/dL) 45.54± 2.18 44.50± 1.58 0.702

LDL-C (mg/dL) 123.44± 5.51 136.40± 6.27 0.126

Free fatty acid (mEq/L) 0.54± 0.03 0.71± 0.04 0.001^† Glucose metabolism

Glucose (mg/dL) 100.82± 3.84 107.43± 7.36 0.429

Insulin (µIU/L) 8.81± 1.00 14.71± 2.98 0.066

HOMA-IR 2.30± 0.31 4.03± 0.90 0.075

Hemoglobin A1c (%) 5.44± 0.16 5.91± 0.31 0.178

Abdominal fat areas by computer ized tomography (CT)

Total fat area (cm²) 341.89± 13.01 391.18± 20.98 0.051 Visceral fat area (cm²) 135.33± 8.55 149.60± 9.01 0.256 Subcutaneous fat area (cm²) 206.56± 9.76 241.58± 16.25 0.070 Regional fat compartments by dual-energy X-ray absorption (DEXA)

Percent arm fat (%) 25.40± 0.80 26.18± 0.93 0.533 Percent leg fat (%) 23.00± 0.78 24.03± 0.64 0.309 Percent trunk fat (%) 25.63± 0.73 27.40± 0.91 0.135 Percent whole-body fat (%) 24.45± 0.65 25.85± 0.74 0.162 Values are means± SE. P value for comparison between high- and low rank used by calculating from unpaired t-test. Classification of VO2max: divided by mean 26.5 mL/

kg/min.

HDL-C, high density lipoprotein cholesterol; LDL-C, low density lipoprotein cholesterol;

HOMA-IR, homeostasis model assessment-insulin resistance.

*P < 0.05, ^†P < 0.01.

RETRACTED

린 저항성의 대용지수인 HOMA-IR (r=-0.347, P= 0.009)은 VO^2max 와 음의 상관이 나타났다. DEXA 측정 결과, 전신지방률(r=-0.425, P= 0.001)과 체간부지방률(r=-0.390, P= 0.003)은 VO^2max와 각각 음 의 상관이 확인되었다(Table 2).

4. VO2max와 혈액성분 및 체력의 편 상관분석

VO2max와 관련성이 확인된 측정변인 가운데, BMI를 보정한 편 상 관 분석에서도 혈중지질 관련 변인인 TC (r=-0.304, P= 0.027)와 TG (r=-0.272, P= 0.049) 그리고 FFA (r=-0.335, P= 0.041)는 VO^2max와 유의한 음의 상관을 나타내었으며, 체력요소 가운데 최대운동 시 심 박수(r= 0.401, P= 0.002)와 사이드 스텝(r= 0.277, P= 0.044) 측정치

역시 VO2max와 유의한 관련성이 나타났다(Table 3).

5. VO2max와 체지방 면적 사이의 상관분석

CT 측정 결과, 총 지방면적(r=-0.391, P= 0.003) 및 피하지방면적 (r=-0.365, P= 0.007)은 VO^2max와 음의 상관관계가 나타났으나 반면, 내장지방(r=-0.227, P= 0.098)과의 유의한 관련성은 없었다(Fig. 1).

6. VO2max와 국소 지방분포 사이의 상관분석

DEXA 측정 결과, 각 국소의 지방 분포는 VO2max와 음의 상관을 가 지는 것으로 나타났으며, 체간부(r=-0.390 , P= 0.003 ), 팔(r=-0.315, P= 0.018), 다리(r=-0.407, P= 0.002) 지방률 각각 모두 유의한 상관 이 나타났다(Fig. 2).

Table 2. The correlations between VO2max and anthropometric measurements, blood parameters, physical fitness, dual-energy X-ray absorption (fat) in all participants

Variables r P value

Anthropometric measurements

Weight -0.350 0.008^†

BMI -0.402 0.002^†

Waist circumference -0.411 0.002^†

Physical fitness

Resting heart rate -0.301 0.024*

Heart rate during maximal exercise 0.352 0.008^†

Side-step test 0.353 0.008^†

Blood parameters

Total cholesterol -0.287 0.032*

Triglycerides -0.266 0.047*

Free fatty acids -0.411 0.002^†

Glucose -0.288 0.032*

Insulin -0.286 0.033*

HOMA-IR -0.347 0.009^†

Hemoglobin A1c -0.345 0.009^†

Dual-energy X-ray absorption

Percent whole-body fat -0.425 0.001^†

Percent trunk fat -0.390 0.003^†

r represents correlation coefficients.

HOMA-IR, homeostasis model assessment-insulin resistance.

Significant correlation, *P < 0.05, ^†P < 0.01.

Table 3. Partial correlation of between VO2max and blood parameters, physical fit- ness after adjusting for BMI in all participants

Variables r P value

Blood parameters

Total cholesterol -0.304 0.027*

Triglycerides -0.272 0.049*

Free fatty acid -0.335 0.041*

Physical fitness

Heart rate during maximal exercise 0.401 0.002^†

Side-step test 0.277 0.044*

Values are correlation coefficients.

Significant correlation, *P < 0.05, ^†P < 0.01.

Total fat area r= -0.391, P < 0.01 Total fat area

Subcutaneous fat area r= -0.365, P < 0.01 Subcutaneous fat area

Visceral fat area Not significant Visceral fat area 800

700 600 500 400 300 200 100

015 20 25 30 35 40 45

VO2max (mL/kg/min) Abdominal fat area by CT (cm2)

Fig. 1. The Correlations between VO2max and abdominal fat area by CT.

P values are calculated by correlation analysis.

r, Pearson’s correlation coefficient.

Percent trunk fat r= -0.390, P < 0.01 Percent arm fat

Percent arm fat r= -0.315, P < 0.05 Percent leg fat

Percent leg fat r= -0.407, P < 0.01 Percent trunk fat 40

35

30

25

20

15

15 20 25 30 35 40 VO2max (mL/kg/min)

Percentage of fat by DEXA (%)

Fig. 2. The Correlations between VO2max and percentage of fat by DEXA.

P values are calculated by correlation analysis.

r, Pearson’s correlation coefficient.

RETRACTED

7. VO2max와 국소 지방분포 사이의 다중회귀분석결과

신체 부위별 팔 · 다리 · 체간부의 지방률과 복부지방을 구성하는 내 장지방면적과 피하지방면적을 독립변수로서 종속변수 VO2max를 설명 하는 모형을 분석하기 위해 다중선형회귀분석을 실시하였다. 분석 결 과 제시된 다섯 변수들은 VO2max 변량에 대해 약 24%의 설명력을 갖 는 것으로 나타났으며, 각각의 변수를 보았을 때 내장지방면적, 피하지 방면적, 팔 · 체간부 지방률은 VO2max에 유의한 영향력을 보이지 않았 다. 반면, 하지지방률은 독립적으로 유의한 영향력을 보였다(Table 4).

고  찰

본 연구는 중년 비만 남성을 대상으로, 전체 참가자의 VO2max를 기 준으로 분류하였을 때 두 집단 간 측정된 변인의 차이를 관찰하였고, 심폐체력을 반영하는 지표 VO2max가 심혈관 질환의 위험인자인 혈중 지질, 당대사, 체력요소, 체지방률 및 신체 부위별 지방 분포와 어떠한 관련성을 가지는지를 조사하였다. 실험 참가자집단의 평균 VO2max

(26.5 mL/kg/min)를 기준으로 분리된 상위집단과 하위집단은 연령 과 BMI에 있어서 통계적 유의차가 없음에도 불구하고 최대운동 시 심박수 및 혈중 지질인자(TC, TG, FFA)에서 통계적인 차이가 나타났 다. 1) 단순상관분석(Pearson’s correlation)에서 VO2max는 체력요소 (안정 시 심박수, 최대운동 시 심박수, 사이드 스텝), BMI, 허리둘레, 혈액성분(TC, TG, FFA, glucose, insulin, HOMA-IR, HbA1c), CT 측 정치(총 지방면적, 피하지방면적), DEXA 측정치(팔 · 다리 · 체간부 · 전신지방률)와 유의한 상관이 나타났다. 2) BMI를 보정한 편 상관분 석(partial correlation) 결과, VO2max는 혈중 지질인자(TG, TC, FFA) 그리고 체력요소(최대운동 시 심박수, 사이드 스텝)와 유의한 관련성 이 확인되었다. 3) VO2max에 어떠한 국소 지방분포(독립변인: 내장지 방면적, 피하지방면적, 팔 · 다리 · 체간부 지방률)가 영향을 주었는지 를 확인하기 위해 다중선형회귀분석을 실시한 결과, 하지지방률이 독 립적으로 유의한 영향력을 미치는 것으로 나타났다.

본 연구 결과 연령과 BMI의 차이가 없는 비만 중년 남성이라는 동 질집단(homogeneous group)에서 VO2max의 개인차는 혈중지질인자 (TC, TG, FFA)와 관련하는 것으로 나타났다. 트레드밀을 이용한 심

폐체력(VO2max)에 따른 대사증후군의 위험요인에 관한 Lee 등¹⁸의 연 구에서 건강한 중년 백인 남성 297명을 대상으로 심폐체력의 수준에 따라 낮은 체력집단, 중등도 체력집단, 높은 체력집단의 세 그룹을 비 교분석한 결과 나이를 보정한 상태임에도 불구하고 낮은 체력집단은 높은 체력집단에 비해 대사증후군에 관련 위험률이 높아짐을 증명 하였다. 게다가 혈중지질변인과 심폐체력과의 관련성에 있어서 체력 수준에 따라 TC는 유의한 차이가 나지 않았지만, TG에서 유의한 차 이를 보여주었다. 이러한 결과는 대상자의 차이(인종), 보정 전의 나이 및 BMI에서 통계적 차이로 인해 심폐체력에 관련된 혈액성분의 부분 적 차이는 있지만, 중년 남성에 있어서 혈중 TG와 심폐체력간의 음의 상관관계는 본 연구결과와 일치한다.

또한 VO2max는 BMI와 허리둘레 그리고 혈중지질인자(TC, TG, FFA)와 관련성이 확인되었다. VO2max와 여러 변인들과의 관련 연구 에서, 최근 Kim 등¹⁹은 남녀 대학생 185명을 대상으로 VO2max와 혈액 성분으로 대사증후군과의 관련성을 조사하였다. 연령과 성차를 배제 하고 심폐체력이 낮은 집단은 높은 집단에 비해 TG와 허리둘레가 유 의하게 높게 나타났다(P<0.05). 본 연구 결과 혈중지질인자 중 TC와 TG, FFA 그리고 허리둘레가 VO2max와 유의한 관련성이 확인되었으 며, BMI를 보정한 편 상관분석 결과에서도 TC, TG, FFA가 VO2max와 유의한 관련성을 가지는 것으로 나타났다. 따라서 VO2max는 연령, 성 차에 의존하지 않고 독립적으로 TG 및 허리둘레와 관련성을 가지는 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에 의한 결과는 설명력이 상대적으 로 높다. 그 이유로 첫째, 선행연구의 경우 연령과 BMI 수준이 상이한 점, 둘째 심폐체력 측정 시 Cureton 등²⁰의 연구에서 제시한 간접추정 식을 통해 VO2max를 산출한 점이다. 이에 반해 본 연구는 사이클 에르 고미터를 이용해 VO2max를 직접 측정을 통해 결과를 제시하였다.

한편, 비 당뇨 집단에서도 감소된 VO2max는 인슐린 감수성의 저하 (impaired insulin sensitivity)와 관련성을 가지고 있으며, 인슐린저항 성 증후군(insulin resistance syndrome, IRS)과 제2형 당뇨병의 위험 인자이다. Leite 등²¹의 연구에 의하면 신체활동이 낮은 남녀 성인 369 명을 대조군(BMI, 27.8±6.1 kg/m²)과 제2형 당뇨병 또는 IRS의 위험 인자를 가진 비정상집단(BMI, 28.8±6.3 kg/m²)으로 분류하였을 때, BMI와 신체활동량이 유사함에도 불구하고 VO2max는 대조군이 비정 Table 4. Multiple regression analysis for VO2max as dependent variable

Dependent variable Variables B SE Standardized B P value

VO2max Visceral fat area -0.008 0.017 -0.067 0.630

Subcutaneous fat area -0.004 0.015 -0.052 0.782

Percent arm fat 0.588 0.384 0.470 0.132

Percent leg fat -0.700 0.321 -0.462 0.034*

Percent trunk fat -0.553 0.370 -0.429 0.142

Visceral fat, subcutaneous fat, percent arm fat, percent leg fat, and percent trunk fat account for VO2max by 24% (R²= 0.24; F-value= 3.154).

*P < 0.05.

RETRACTED

상집단에 비해 15% 높게 나타났다. 또한 VO2max와 HOMA-IR은 서로 유의한 관련성(inversely correlation)을 가지고 있음을 보고했다. 본 연구 결과 역시 VO2max는 공복 시 혈당과 인슐린, 그리고 HOMA-IR 과 음의 상관이 나타났으며 이러한 결과들을 볼 때 낮은 심폐 체력은 인슐린 저항성에 독립적인 위험요인이라 판단된다.

복부지방과 VO2max와의 관련성에서, Nagano 등²²은 내당능 장애 (impaired glucose tolerance)와 제2형 당뇨병을 가진 22-81세 사이의 성인 남녀 200명을 대상으로 내장지방이 심혈관 체력에 미치는 영향 을 평가하였다. 연구 결과, 내장지방 침착은 고인슐린혈증(hyperinsu- linemia), 이상지질혈증(dyslipidemia), 내당능 장애의 위험인자로 나 타났다. 그들의 평균 내장지방 면적은 161.9±55.4 cm²으로 일본비만 학회(The Japan Society for the Study of Obesity)에서 통용되는 복부 비만 기준(VFA ≥100 cm²)을 60% 초과하였으며, 86.5%가 복부비만 으로 진단받았다. 참가자들의 VO2max에 의한 심폐체력수준을 바탕으 로 상위(N= 65), 중간(N=70), 하위(N= 65)군으로 분류한 결과, 복부 지방에서 내장지방과 피하지방 각각 집단 간 유의한 차이가 나타났다.

본 연구에서는 집단 간 복부지방(내장지방, 복부지방)에 유의한 차이 가 없었으나 상관분석 결과 피하지방이 VO2max와 유의한 관련성을 가 지는 것으로 나타났다. 이러한 차이는 유사한 연령의 피험자들이기는 하나 선행연구의 경우 혼성집단을 대상으로 하였고 VO2max 수준에 따 라 집단을 분류했을 때 BMI와 연령에 통계적인 차이가 나타났기 때 문에 본 연구 결과와 달리 피하지방과 복부지방 모두 유의한 차이가 나타난 것으로 보인다. 또한 피하지방이 중년 남성에서 공복 시 혈당과 혈청 지질에 의존한다는 보고가 있으며²³, 앞서 언급한 바와 같이 인슐 린 저항성은 VO2max와 유의한 관련성을 가지므로 비록 부분적인 차 이가 있기는 하나, 복부 피하지방은 BMI와 성차에 의존하지 않고 독 립적으로 VO2max에 영향을 미치며, 복부 내장지방의 경우 BMI 및 연 령, 성차에 의존하여 VO2max와 관련하는 것으로 판단된다.

본 연구에서는 VO2max에 관여하는 신체지방을 DEXA를 이용하여 국소적으로 세분화하여 분석하였다. 그 결과 다리 지방률이 VO2max

를 설명하는 가장 영향력 있는 독립변수로 나타났다. Wiklund 등²⁴의 연구에서도 DEXA를 이용하여 국소적 지방과 심혈관계 위험요인을 남녀 175명을 대상으로 조사한 결과 복부 지방은 심혈관계 질환의 위 험에 강력한 독립변수이며 특히 남성에 있어서의 하지지방(gynoid fat) 축적은 내당능 장애, 고중성지방혈증(hypertriglyceridemia), 고 혈압과 상관을 가지고 있음을 보고했다. 그러므로 남성에 있어서 하 체의 지방축적은 인슐린 저항성과 낮은 심폐체력에 관여하는 위험인 자로 생각된다.

본 연구의 체력과 지방분포와의 관련성 도출에 있어서 다음과 같 은 제한점을 가진다. 첫째 본 연구의 참가자는 중년의 비만자를 대상 으로 하였다. 중년의 비만남성이라는 국한된 범위 내에서도 심폐지구

력에 관련하는 국소지방 분포로써 하지의 지방분포가 관여한다는 사실을 도출했다. 하지만 심폐지구력과 국소지방분포의 보다 명확한 관련성을 설명하기 위해서는 다양한 심폐지구력 수준(wide spec- trum for VO2max)을 반영한 인구집단을 통해 검증할 필요가 있는 것 으로 생각된다. 둘째 본 연구는 남성을 대상으로 실시하였다. 앞서 언 급한 바와 같이 체력과 체지방의 분포에서 성차가 존재함을 알 수 있 듯이 체지방의 국소적 축적은 남녀에서 현저하게 다르다.²⁵ 그러므로 차후에는 여성에 있어서 심폐지구력과 국소지방분포에 관계한 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 비만 중 년 남성에 있어서 심폐체력의 지표인 VO2max는 인슐린 저항성 및 혈 중 지질 수준을 반영하고, 비만 남성 집단에 있어서는 복부지방 중 피 하지방이 내장지방보다 VO2max에 더 큰 영향력을 가진다는 것이 나타 났다. 뿐만 아니라 하지 지방은 VO2max를 독립적으로 설명하는 변수 임이 드러났다.

결론적으로 비만 중년남성이라는 동질집단 내에서 VO2max의 개인 차는 혈중지질인자(TC, TG, FFA)와 관련하는 것으로 보이며, 하지지 방과 복부의 피하지방이 VO2max에 관련한다는 맥락에서, 이러한 국소 지방의 변화(감소)에 따른 VO2max 증가는 인슐린 저항성 및 혈중 지질 개선을 통해 심혈관 질환의 예방에 관련될 것으로 생각된다. 추후 다 양한 인구집단을 토대로 운동요법 및 식이요법을 통해 이와 같은 결과 를 뒷받침할 수 있는 후속연구가 추진되어야 할 것으로 판단된다.

요  약

배경: 최대산소섭취량(VO2max)은 비만과 관련된 심혈관 위험의 강한 예측인자로 알려져 있으나 복부지방 및 국소적 지방 분포와의 관련성 에 관한 정보는 미흡하다. 따라서 본 연구는 중년 비만 남성을 대상으 로 VO2max와 혈액, 체력 그리고 국소 지방 사이의 연관성을 알아보고 자 하였다.

방법: 참가자의 VO2max 평균(26.5 mL/kg/min)을 분별점(cutoff point)으로 상위집단과 하위집단을 분류하였으며, 집단 간 측정된 변 인의 차이를 평가했다. VO2max가 혈중지질, 당대사, 체력, 신체 부위별 지방 분포와 어떠한 관련성을 가지는지에 대해 조사하였다.

결과: 집단 간 연령과 BMI에 통계적인 차이가 없음에도 불구하고 최 대운동 시 심박수 및 TC, TG 그리고 FFA에서 통계적인 차이가 나타 났다(P<0.05). VO^2max는 체력(안정 시 심박수, 최대운동 시 심박수, 사이드 스텝), BMI, 혈중지질(TC, TG, FFA), 당대사(glucose, insulin, HOMA-IR, HbA1c), 국소 지방 분포(총 지방면적, 피하지방면적, 팔 · 다리 · 체간부 · 전신지방률)와 유의한 상관이 나타났다(P<0.05). BMI 를 보정한 편 상관분석 결과, VO2max는 TG, TC, FFA 그리고 최대운동 시 심박수, side-step과 유의한 관련성이 확인되었다(P<0.05). VO^2max

RETRACTED

에 어떠한 국소 지방이 영향을 주었는지 확인한 결과, 하지지방률이 유의한 영향력을 미치는 것으로 나타났다(β=-0.462, P= 0.034).

결론: 연령과 BMI가 동일한 집단이라 하더라도 심폐체력의 수준에 따라 혈중 지질 및 최대 운동 시 심박수는 다른 양상을 나타내었다.

중년 비만 남성의 VO2max는 혈중지질 및 인슐린 저항성과 관련성을 가지고 있었으며 특히 하지지방은 VO2max에 관련하는 유의한 설명변 수로 채택되었다. 추후 다양한 인구집단을 토대로 VO2max의 속성을 살펴보고, 운동요법 및 식이요법을 통해 이와 같은 결과를 뒷받침할 수 있는 후속연구가 추진되어야 할 것으로 판단된다.

중심단어: 최대산소섭취량, 체력, 혈중지질, 복부지방, 국소지방분포

REFERENCES

1. James PT, Rigby N, Leach R; International Obesity Task Force.

The obesity epidemic, metabolic syndrome and future prevention strategies. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil 2004;11:3-8.

2. Michishita R, Shono N, Kiyonaga A, Tanaka H, Shindo M, Kasa- hara T, et al. Association between silent ST segment depression in exercise electrocardiography and insulin resistance in obese sub- jects. J Cardiol 2007;49:231-9.

3. Adams KF, Schatzkin A, Harris TB, Kipnis V, Mouw T, Ballard- Barbash R, et al. Overweight, obesity, and mortality in a large prospective cohort of persons 50 to 71 years old. N Engl J Med 2006;355:763-78.

4. Lakka TA, Lakka HM, Salonen R, Kaplan GA, Salonen JT. Ab- dominal obesity is associated with accelerated progression of ca- rotid atherosclerosis in men. Atherosclerosis 2001;154:497-504.

5. Wilmore JH, Costill DL. Physiology of sport and exercise. 3rd ed.

Champaign (IL): Human Kinetics; 2005.

6. Chatterjee S, Chatterjee P, Bandyopadhyay A. Validity of Queen’_s College Step Test for estimation of maximum oxygen uptake in female students. Indian J Med Res 2005;121:32-5.

7. Laukkanen JA, Lakka TA, Rauramaa R, Kuhanen R, Venäläinen JM, Salonen R, et al. Cardiovascular fitness as a predictor of mor- tality in men. Arch Intern Med 2001;161:825-31.

8. Aspenes ST, Nilsen TI, Skaug EA, Bertheussen GF, Ellingsen Ø, Vatten L, et al. Peak oxygen uptake and cardiovascular risk factors in 4631 healthy women and men. Med Sci Sports Exerc 2011;

43:1465-73.

9. Noda H, Iso H, Toyoshima H, Date C, Yamamoto A, Kikuchi S, et al. Walking and sports participation and mortality from coro-

nary heart disease and stroke. J Am Coll Cardiol 2005;46:1761-7.

10. Kenchaiah S, Evans JC, Levy D, Wilson PW, Benjamin EJ, Larson MG, et al. Obesity and the risk of heart failure. N Engl J Med 2002;347:305-13.

11. Blair SN, Church TS. The fitness, obesity, and health equation: is physical activity the common denominator? JAMA 2004;292:

1232-4.

12. Katzmarzyk PT, Church TS, Blair SN. Cardiorespiratory fitness at- tenuates the effects of the metabolic syndrome on all-cause and cardiovascular disease mortality in men. Arch Intern Med 2004;

164:1092-7.

13. Lee CD, Blair SN, Jackson AS. Cardiorespiratory fitness, body composition, and all-cause and cardiovascular disease mortality in men. Am J Clin Nutr 1999;69:373-80.

14. Davison K, Bircher S, Hill A, Coates AM, Howe PR, Buckley JD.

Relationships between Obesity, Cardiorespiratory Fitness, and Cardiovascular Function. J Obes 2010;2010:191253.

15. Kim MK, Tomita T, Kim MJ, Sasai H, Maeda S, Tanaka K. Aero- bic exercise training reduces epicardial fat in obese men. J Appl Physiol (1985) 2009;106:5-11.

16. Friedewald WT, Levy RI, Fredrickson DS. Estimation of the con- centration of low-density lipoprotein cholesterol in plasma, with- out use of the preparative ultracentrifuge. Clin Chem 1972;18:

499-502.

17. Matthews DR, Hosker JP, Rudenski AS, Naylor BA, Treacher DF, Turner RC. Homeostasis model assessment: insulin resistance and beta-cell function from fasting plasma glucose and insulin con- centrations in man. Diabetologia 1985;28:412-9.

18. Lee S, Kuk JL, Katzmarzyk PT, Blair SN, Church TS, Ross R. Car- diorespiratory fitness attenuates metabolic risk independent of ab- dominal subcutaneous and visceral fat in men. Diabetes Care 2005;

28:895-901.

19. Kim DI, Kim JY, Lee MK, Lee HD, Lee JW, Jeon JY. The relation- ship between fitness, BMI and risk factors of metabolic syndrome among university students in Korea. Korean J Obes 2012;21:99- 107.

20. Cureton KJ, Sloniger MA, O’Bannon JP, Black DN, McCormack WP. A generalized equation for prediction of VO2peak from 1-mile run/walk performance. Med Sci Sports Exerc 1995;27:445- 51.

21. Leite SA, Monk AM, Upham PA, Bergenstal RM. Low cardiore-

RETRACTED

spiratory fitness in people at risk for type 2 diabetes: early marker for insulin resistance. Diabetol Metab Syndr 2009;1:8.

22. Nagano M, Kai Y, Zou B, Hatayama T, Suwa M, Sasaki H, et al.

The contribution of cardiorespiratory fitness and visceral fat to risk factors in Japanese patients with impaired glucose tolerance and type 2 diabetes mellitus. Metabolism 2004;53:644-9.

23. Sardinha LB, Teixeira PJ, Guedes DP, Going SB, Lohman TG.

Subcutaneous central fat is associated with cardiovascular risk fac-

tors in men independently of total fatness and fitness. Metabolism 2000;49:1379-85.

24. Wiklund P, Toss F, Weinehall L, Hallmans G, Franks PW, Nord- ström A, et al. Abdominal and gynoid fat mass are associated with cardiovascular risk factors in men and women. J Clin Endo- crinol Metab 2008;93:4360-6.

25. Ley CJ, Lees B, Stevenson JC. Sex- and menopause-associated changes in body-fat distribution. Am J Clin Nutr 1992;55:950-4.

RETRACTED