심혈관질환 위험요인의 설명 변수: 체지방률과 체질량지수의 비교
을지병원 가정의학과
한 지 혜
Relation of the Cardiovascular Risk Factors with Body Fat Percent and Body Mass Index
Han, Jee-Hye, M.D.
Department of Family Medicine, Eulji Hospital
요 약
연구배경: 비만의 진단에는 체질량지수가 일반적으로 이용된다. 하지만 체질량지수는 체지방을 정확 히 측정하지 못하는 제한점이 있다. 이에 본 연구에서는 심혈관질환 위험요인에 대한 설명변수로서 생체 전기저항법으로 측정한 체지방률과 체질량지수를 비교하여 조사하였다.
방법: 2001년 6월부터 2001년 11월까지 한 종합병원 건강증진센터에 내원하여 건강 진단을 받은 19 세 이상의 수진자를 대상으로 하였다. 신장, 체중, 체질량지수와 혈압을 측정하였고, 생체전기저항법을 이용하여 체지방량과 체지방률을 측정하였다. 혈액검사를 시행하여 총콜레스테롤, 중성지방, 고밀도콜레 스테롤, 저밀도콜레스테롤, 공복혈당을 측정하였다. 연령군별 체질량지수와 체성분의 차이를 조사하였다.
각각의 심혈관질환 위험인자에 대해 연령, 체질량지수, 체지방량을 독립변수로 하여 남성과 여성, 비만군 과 비비만군으로 나누어 다중회귀분석 하였다.
결과: 남성의 경우 체지방률은 30대에 가장 적었고 50대에 가장 많았으나 체질량지수는 연령군에 따 른 차이가 없었다. 여성의 경우 체지방률과 체질량지수는 모두 20대에 가장 적었고 60세 이상에서 가장 많았다. 다중회귀분석 결과 남성에서는 체지방률이 수축기혈압, 이완기혈압, 총콜레스테롤, 저밀도콜레스 테롤, 공복혈당과 관련이 있었으며 체질량지수는 중성지방, 고밀도콜레스테롤과 관련이 있었다. 여성의 경우 체지방률은 총콜레스테롤, 저밀도콜레스테롤과 관련이 있었고, 체질량지수는 중성지방과 고밀도콜 레스테롤, 공복혈당과 관련이 있었다. 비비만군은 비만군에 비해 남, 녀 모두 체지방률이 더 많은 심혈관 질환 위험인자와 관련이 있었다.
결론: 비만하지 않은 남성은 체지방률이 체질량지수에 비해 더 많은 심혈관질환 위험인자들과 관련이 있었다.
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중심단어: 비만, 심혈관질환, 체지방률, 체질량지수, 생체전기저항법
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교신저자: 한지혜, 서울시 노원구 하계1동 280-1번지, 을지병원 가정의학과
Tel: 02)970-8515, Fax: 02)970-8368, E-mail: [email protected]
서 론
비만은 심혈관질환, 당뇨병, 수면 무호흡증, 인슐린 저항성과 고지혈증 등의 만성질환과 관련이 있으며 사 망률을 증가시킨다1,2,3,4,5). 비만은 체지방의 과잉상태 로 정의하며 체지방률이 남성에서 25% 이상, 여성에 서 30% 이상일 때 진단한다6). 체지방을 측정하는 방 법으로 수중체밀도법, 피부주름 두께 측정법, 생체전 기저항법 등이 있는데 이들 방법은 편이성, 비용 및 신 뢰도 등의 문제가 많아 임상에서 비만을 진단하기에는 제한점이 있다.
이와 같은 이유로 임상에서는 상대적인 체중을 구하 기 위해 고안된 방법인 체질량지수법을 이용하여 비만 을 진단한다. 체질량지수는 여러 연구에서 비만과 관 련된 질병이환율7), 사망률과 관련이 높은 것으로 알려 져 있다. 그런데 체질량지수는 심혈관 질환 위험인자 와 관련이 있지만 또한 제지방과도 관련이 있어 이를 신체구성의 지표로 사용하는 데는 문제가 있다고 지적 되어 왔다8,9,10,11,12)
. 따라서 체지방을 직접 측정하는 간 편한 방법이 필요하다13).
체성분은 크게 체지방과 제지방으로 나누어지며 제 지방은 근육, 무기질, 수분으로 구성된다. 생체전기저 항법 (Bioelectrical Impedance Analysis, BIA)은 체수 분을 측정하는 방법으로14) 이를 이용하여 제지방량을 측정할 수 있으며 체중에서 제지방량을 빼서 체지방을 측정한다. BIA법은 체지방량과 체지방률을 측정하는 체지방 측정계의 원리로 사용되며5) 이는 체지방을 측 정하는 표준 방법인 수중체밀도법 (hydrodensitometry) 으로 측정한 체지방률과 높은 상관성이 있다15,16,17). 또 한 BIA법은 장치가 간단하고 신속하며 측정치가 객관 적이서 다양한 분야에서 사용되어지고 있다. 1994년에 미국 국립보건원은 BIA법이 제지방량과 체지방률을 잘 반영하며 피부두께 측정법보다 더 정확한 체지방 측정법이라고 보고하였다18).
하지만 BIA법에 의한 체지방 측정의 임상적 의의에 대해서는 아직 이론이 많아서 비만의 진단 기준으로는 사용되지 못하는 실정이며19), 헤마토크리트, 전해질, 혈당 등의 혈액검사와의 관련도 연구되어져야 할 과제 이다20).
국내에서도 임상에서 BIA 법이 널리 사용되고 있으 나 이에 대한 성별, 연령별 기초자료가 부족하며 체성 분과 심혈관계 질환과의 관련성에 대한 조사가 미비한 실정이다.
이에 본 연구에서는 한 종합병원 검진센터에 내원한 건강한 성인을 대상으로 체성분의 연령별 변화를 조사 하고 체지방률과 심혈관질환 위험인자와의 관계를 조 사하였다.
방 법 1. 대상
2001년 6월부터 2001년 11월까지 한 종합병원 건 강증진센터에 내원하여 건강 진단을 받은 19세 이상의 수진자를 대상으로 하였다. 이들 중 악성 종양, 만성 간염, 갑상선 질환 등의 급․만성 질환을 진단 받은 사 람은 제외하였다.
2. 방법 1) 신체 계측
신장과 체중은 전자 측정기에 의해 측정하였으며, 비만도는 Quetelet Index를 이용한 체질량지수 (Body Mass Index: 이하 BMI, kg/m2)로 계산하였다. 혈압은 자동혈압기로 수축기혈압과 이완기혈압을 측정하였다.
2) 체성분 검사
체성분 검사는 생체전기저항법(Inbody 3.0, Biospace, Korea)을 이용하여 체지방량, 제지방량과 체지방률을 측정하였다.
3) 혈액 검사
총콜레스테롤, 중성지방, 고밀도 콜레스테롤, 저밀도 콜레스테롤과 공복혈당을 조사하였다.
4) 자료 분석
연령군에 따른 신장, 체중, 체지방량, 제지방량과 체 지방률의 차이를 분산 분석하였다. 성별, 연령군에 따 른 체지방률과 BMI의 상관관계를 조사하였다. 연령, 체질량지수와 체지방률을 독립변수로 하고 심혈관 질
환 위험인자를 종속변수로 하여 남성과 여성, 비만군 과 비비만군을 각각 다중회귀분석하였다.
결 과
1. 연구대상자들의 일반적 특성 (Table 1) 연구 대상자의 평균연령은 남자 44.2±10.9 (19∼
76)세, 여자 45.3±11.9 (19∼78)세 이었다. 체질량지 수는 남자 24.2±2.8 (15.9∼44) kg/m2, 여자 23.1±3.2 (14.4∼37.1) kg/m2이었다. 체지방률은 남자 20.7±4.8 (7.2∼38.1)%, 여자 29.1±5.4 (14.3∼47.0)%이었다 (Table 1).
아시아태평양 비만진단기준을 적용한 경우 남자에 서는 과체중이 30.6%, 비만군이 36.1% 이었으며 여자 에서는 과체중이 22.0%, 비만이 25.5%이었다.
2. 연령별 체질량지수와 체지방률의 차이(Table 2) 남성에서 체지방률과 제지방량은 연령군에 따라 차 이가 있었으나 체질량지수와 체지방량은 연령군에 따
른 차이가 없었다. 체지방률은 30대에 19.9±4.9%로 가장 낮았으며 50대에 22.1±4.4%로 가장 높았다. 제 지방량은 20대에 58.7±6.9kg로 가장 많았고, 60세 이 상에서 51.4±5.3kg으로 가장 적었다.
여성의 경우 체질량지수, 체지방량, 제지방량, 체지 방률 모두 연령군별 차이를 보였다. 체질량지수는 20 대에 20.9±3.5 kg/m2로 가장 낮았으며 60세 이상에서 25.0±3.1 kg/m2로 가장 높았다. 체지방률은 20대에 26.8±5.8%로 가장 낮았으며 60세 이상에서 32.6±
5.4%로 가장 높았다. 제지방량은 20대에 40.0±4.7 kg 로 가장 적었고, 40대에 41.0±4.3 kg으로 가장 많았 다. 50대에는 40대에 비해 체질량지수, 체지방량, 체지 방률이 의의있게 증가하는 것으로 나타났다.
3. 연령별 체질량지수와 체지방률의 상관관계 (Table 3)
체질량지수와 체지방률의 상관관계는 남자에서 Pearson 상관계수가 0.762, 여자에서 0.858로 여자에서 상관성 이 높았다. 연령별 상관계수는 20대에 남자 0.851, 여 Table 1. General Characteristics of Subjects (n=1628)
Male (n=929) Female (n=699)
Mean±SD (min-max) Mean±SD (min-max)
Age (yr)* 44.2±10.9 (19∼76) 45.3±11.9 (19∼78)
Height (cm) 170.5±6.1 (148.0∼189.0) 157.5±6.1 (137.0∼182.0) Weight (cm) * 70.3±9.9 (42.4∼142.7) 57.3±8.0 (37.7∼90.2) BMI (m/kg2)* 24.2±2.8 (15.9∼44) 23.1±3.2 (14.4∼37.1) Fat mass (kg) 14.9±4.9 (4.4∼54.3) 17.0±5.1 (6.8∼40.3) Fat free mass (kg)* 55.4±6.6 (22∼88.4) 40.3±4.2 (27.8∼58.5)
% body fat (%)* 20.7±4.8 (7.2∼38.1) 29.1±5.4 (14.3∼47.0) Waist to hip ratio* 0.88±0.05 (0.74∼1.19) 0.87±0.06 (0.73∼1.06) Systolic BP (mmHg)* 126.5±17.2 (86∼203) 120.6±19.5 (85∼210) Diastolic BP (mmHg) 79.6±12.7 (38∼144) 75.1±13.4 (44∼127) Total Cholesterol (mg/dL) 203.2±35.6 (119∼323) 199.0±38.1 (113∼353) Triglyceride (mg/dL)* 168.9±119.2 (31∼1434) 106.6±70.0 (21∼584) HDL cholesterol (mg/dL)* 47.8±10.3 (23∼123) 56.5±12.4 (19∼117 LDL cholesterol (mg/dL) 120.7±29.4 (36∼223) 115.6±30.6 (48∼230)
Glucose (mg/dL) 92.7±17.0 (61∼235) 91.2±19.3 (63∼269)
* p<0.05 by t-test
자 0.883으로 상관계수가 가장 높았다.
4. 심혈관질환 위험인자에 대한 다중회귀분석 남성에서는 체지방률이 수축기혈압, 이완기혈압, 총 콜레스테롤, 저밀도콜레스테롤과 공복혈당의 독립적인 설명변수 이었으며 체질량지수는 중성지방, 고밀도콜 레스테롤의 설명변수 있었다 (Table 4). 연령을 세 군 으로 나누어 다중회귀분석 한 결과 20∼39세의 남성 은 전체 남성군과 비슷한 결과를 보였다. 60세 이상의 남성은 체지방률이 수축기 및 이완기 혈압만 관련이 있었고 체질량지수는 모든 독립변수와 관련이 없었다.
여성의 경우 체지방률은 총콜레스테롤과 저밀도콜 레스테롤의 설명변수 이었고 체질량지수는 중성지방 과 고밀도콜레스테롤과 공복혈당의 설명변수이었다.
비만군과 비비만군으로 나누어 분석한 결과 비비만군 은 비만군에 비해 남, 여 모두 체지방률이 심혈관질환 위험인자의 설명을 더 많이 하였다 (Table 5, 6).
Table 2. BMI and Body Composition Change with Aging
Age(yr) n Height
(cm)
Weight (cm)
BMI (m/kg2)
FFM (kg)
FM (kg)
% BF (%) Men (n=929)
19∼29 49 174.2±5.5 74.1±11.9 24.4±3.4 58.7±6.9 15.4±6.3 20.2±5.7 30∼39 318 172.6±5.8 72.1±10.8 24.2±3.1 57.4±6.8 14.7±5.4 19.9±4.9 40∼49 319 169.9±5.9* 69.9±8.8 24.2±2.6 55.2±6.3 14.7±4.5 20.6±4.5 50∼59 121 168.4±5.8* 69.3±8.7 24.4±2.4 53.8±5.8 15.5±4.4 22.1±4.4 60∼79 122 167.2±5.2 66.2±8.4 23.7±2.7 51.4±5.3 14.8±4.5 22.0±4.9
p<0.05 p<0.05 ns p<0.05 ns p<0.05
Women (n=699)
19∼29 45 162.4±5.1 55.3±9.9 20.9±3.5 40.0±4.7 15.3±6 26.8±5.8
30∼39 232 159.7±5.4* 55.6±7.9 21.8±3.0 40.4±4.2 15.2±4.9 26.9±5.1 40∼49 171 158.4±5.5 57.4±7.5 22.9±2.9 41.0±4.3 16.5±4.4 28.3±4.8 50∼59 143 155.2±5.7* 59.6±7.3 24.7±2.7* 40.5±4.1 19.1±4.4* 31.8±4.2*
60∼ 108 152.6±5.2* 58.3±8.4 25.0±3.1 38.9±4.0 19.3±5.4 32.6±.5.4 P<0.05 P<0.05 P<0.05 P<0.05 P<0.05 P<0.05 One way ANOVA test
* p<0.05 versus preceding age group, analysis of variance FFM: fat-free mass, FM: fat mass, % BF: body fat percent
Table 3. Correlation Coefficients between BMI and % Body Fat by Sex and Age
Male (n=929) Female (n=699)
Age n r* n r*
19∼29 49 0.851 45 0.883
30∼39 318 0.790 232 0.815
40∼49 319 0.767 171 0.822
50∼59 121 0.753 143 0.829
60∼79 122 0.775 108 0.847
Total 929 0.762 699 0.858
* All correlation coefficients were significant, p<0.05.
Partial Correlation coefficients of male after adjust- ment for age was 0.781.
Partial Correlation coefficients of female after adjustment for age was 0.828.
Partial Correlation coefficients of total subjects after adjustment for age and sex was 0.804.
Table 4. Multiple Stepwise Regressions for the Cardiovascular Risk Factors
Men (n=929) Women (n=699)
Dependent variables Predictors R2 Predicter R2
Systolic BP age, %BF 0.118 age 0.372
Diastolic BP age, %BF 0.110 age 0.280
Total Cholesterol %BF 0.074 age, %BF 0.226
Triglyceride BMI 0.085 age, BMI 0.179
HDL cholesterol BMI 0.094 BMI 0.059
LDL cholesterol %BF 0.058 age, %BF 0.204
Glucose age, %BF 0.067 age, BMI 0.089
Independent variables : age, BMI, % BF.
P<0.05 for all.
Table 5. Multiple Stepwise Regressions for the Cardiovascular Risk Factors in Men
Non-obese (n=595) Obese (n=334)
Dependent variables Predictors R2 Predictors R2
Systolic BP age, %BF 0.116 BMI 0.078
Diastolic BP age, %BF 0.106 age 0.066
Total Cholesterol Age, %BF 0.101 %BF 0.045
Triglyceride %BF, BMI 0.079 BMI 0.030
HDL cholesterol BMI 0.065 BMI 0.065
LDL cholesterol Age, %BF, BMI 0.083 %BF 0.046
Glucose age, %BF 0.076 age 0.050
Independent variables : age, BMI, % BF.
P<0.05 for all.
Table 6. Multiple Stepwise Regressions for the Cardiovascular Risk Factors in Women
Non-obese (n=524) Obese (n=175)
Dependent variables Predictors R2 Predictors R2
Systolic BP age 0.354 age 0.221
Diastolic BP Age, %BF 0.266 age 0.172
Total Cholesterol age, %BF 0.194 age 0.111
Triglyceride age 0.171 BMI 0.076
HDL cholesterol BMI 0.031 BMI 0.046
LDL cholesterol age, %BF 0.168 age 0.088
Glucose age 0.056 none ---
Independent variables : age, BMI, % BF.
P<0.05 for all.
고 찰
체지방률과 체질량지수의 Pearson 상관계수는 남자 0.762, 여자 0.858로 여자에서 약간 높았다. BIA법을 이용한 이전의 국내 연구 결과는 체지방률과 체질량지 수의 상관계수가 남, 여 각각 0.39, 0.5221)이었고, 다른 연구에서는 0.62222)으로 보고하였다.
이전의 국내 연구에서는 비만 관련 질환의 설명인자 로서 체지방률이 체질량지수에 비해 설명력이 낮아 비 만의 진단에 부적절하다고 보고하였다. 하지만 Nagaya 등은 BIA 법을 이용하여 측정한 체지방률이 체질량지 수보다 총콜레스테롤, 중성지방, 저밀도콜레스테롤, 총 콜레스테롤 / 고밀도콜레스테롤 비와 상관이 높다고 보 고하였다23). Segal 등은 체지방률이 높은 군에서 낮은 군보다 이완기 혈압, 저밀도 콜레스테롤, 고밀도콜레 스테롤 / 총콜레스테롤, 인슐린치가 높다고 보고하여 이상체중을 이용하는 방법보다 체지방률을 이용한 비 만 진단이 심혈관질환 위험인자를 더 잘 설명한다고 보고하였다24). 본 연구 결과 남성에서는 생체전기임피 던스법을 이용한 체지방률 검사법이 체질량지수에 비 해 더 많은 심혈관질환 위험인자의 설명변수로 나타났 다. 김현수 등은 BIA 법을 이용한 체지방률 측정은 정 확한 검사법인 수중체중측정법과 비교하였을 때 남성 이 여성보다 상관계수가 약간 더 높다고 보고하였다25). 즉 남성에서 체지방률이 더 많은 심혈관질환 위험인자 를 설명하는 것은 BIA법이 남성에서 여성보다 약간 더 정확하며, 체질량지수는 체중과 신장을 이용한 측 정법으로 근육과 지방을 구분하지 못하기 때문인 것으 로 생각된다.
60세 이상의 남성인 경우 체지방률과 심혈관질환 위험인자와의 관련이 감소하였다. 이는 노화에 따른 제지방 성분의 변화를 BIA 법의 체지방률 추정식이 제대로 반영하지 못하는26) 결과로 생각된다.
본 연구에서 비비만군이 비만군에 비해 남, 여 모두 체지방률과 관련이 있는 심혈관질환 위험인자의 수가 많았다. Segal 등27)과 McNeil 등28)의 연구에 의하면 BIA법의 추정식들이 특히 비만인에서는 제지방량을 과 대평가한다고 보고하였는데, 이로 인해 비만군에서의 체지방률 정확도가 감소하기 때문인 것으로 생각된다.
중성지방과 고밀도콜레스테롤은 남성과 여성에서 모두 체질량지수와 관련이 있었다. 중성지방과 고밀도 콜레스테롤은 내장지방과의 관련이 높은 것으로 알려 져 있어 이에 대한 조사가 더 진행되어야 할 것으로 생각된다.
Guo 등의 추적 연구에서는 연령이 증가할수록 신 장, 제지방량은 감소하였고, 지방량, 체지방률, 체중, 체질량지수는 증가하였으며, 신체 활동의 감소는 남성 에서 지방량, 체지방률, 체중, 체질량 지수 감소와 관 련 있었고, 여성에서 제지방량 증가, 체지방량, 체지방 률 감소와 관련 있었다29). Pichard 등30)의 연구에서는 연령증가에 따라 지방량과 체지방률이 증가하였다.
Forbes는 장기 추적 연구에서 제지방량은 연령증가에 따라 감소하지 않으며 체중 변화의 영향을 받는다고 하였다31). 본 연구의 단면 조사 결과 남성에서는 체지 방률과 제지방량은 연령군별 차이가 있었으나 체질량 지수와 체지방량은 차이가 없었다. 여성에서는 체질량 지수, 체지방량, 제지방량, 체지방률 모두 모두 연령별 차이가 있었다. 체성분의 변화에 대해서는 향후 장기 적인 추적조사가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구의 제한점으로는 첫째, 단면연구이며 건강진 단에 참여한 사람을 대상으로 하였다는 점이다. 둘째, 흡연, 음주, 운동 습관 등의 다른 관련 요인을 통제하 지 못하였다는 점이다. 셋째, 최근 내장지방과 심혈관 질환의 관련이 강조되고 있는데 이에 대한 조사를 하 지 못하였다는 점이다.
결론적으로 본 연구에서는 남성과 비비만군에서 체 지방률이 체질량지수보다 더 많은 심혈관 위험인자와 관련이 있는 것으로 나타났다. 따라서 비만하지 않은 남성의 경우 체질량지수와 함께 체지방률의 측정을 고 려하는 것이 타당하다고 생각된다.
ABSTRACT
Backgroud: Body mass index (BMI) is commonly used to identify obesity, but it is only a surrogate measure of body fatness. We directly measured the body fatness by bioelectrical impedance anaylsis (BIA) and anaylized the relations of cardiovascular
risk factors with body fat percent and body mass index.
Methods: The study subjects were 929 men and 699 women aged 19∼69 years, who visited a health promotion center of a general hospital from June to November, 2001. Height, weight, body mass index (BMI) and blood pressure (BP) were checked. Fat mass, fat-free mass, and body fat percent (%BF) were obtained by BIA method. Serum lipids fasting and blood glucose were checked. We assessed the fat mass, fat-free mass and %BF for sex and age decades. Multiple regression analyses were used for cardiovascular risk factors by age, BMI and %BF.
Results: In men, %BF was lowest in their 30s and highest in their 50s, but BMI was not different among the age groups. In women, %BF and BMI were lowest in their 20s and highest in their 60s.
After multiple regression analysis in men, %BF was independently related with systolic BP, diastolic BP, total cholesterol, LDL-cholesterol, and fasting glucose, and BMI was related with triglyceride and HDL-cholesterol. In Women, %BF was related with total cholesterol and LDL-cholesterol, and BMI was related with triglyceride, HDL-cholesterol and fasting glucose. In non-obese group, more cardiovascular risk factors were related with %BF than BMI in both men and women.
Conclusion: In non-obese men, more cardio- vascular risk factors were related with %BF than BMI.
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Body fat, Body mass index, Bioelec- trical impedance
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