당뇨병환자에서 칼슘과 비타민 D 섭취가 인슐린저항성에 미치는 영향

서 론

당뇨병은 특정지역(endemic) 한계를 넘어 세계 전역의 유행병(epidemic)상태에 이르고 있다¹⁾. Huh 등의 연구 결

과를 보면²⁾ 한국인의 최대 인슐린분비능은 서구인에 비해 절반 정도에 불과하여 혈당 인슐린 반응 곡선에 있어서 더 낮은 농도의 혈당치에서 인슐린 분비감소가 시작되며 한국 인은 인슐린분비능이 선천적·후천적으로 서양인 보다 적어

당뇨병환자에서 칼슘과 비타민 D 섭취가 인슐린저항성에 미치는 영향

동의의료원 영양과¹, 내과², 부산대학교 식품영양학과․노인생활환경연구소³

최영미

․이준호

․한지숙

Effects of Vitamin D and Calcium Intervention on the Improvement of Resistance in Patients with Type 2 Diabetes Mellitus

Young-Mee Choi¹, Jun-Ho Lee², Ji-Sook Han³

1Department of Nutrition Care Services, ²Department of Internal Medicine, Dong-eui Medical Center,

3Department of Food Science and Nutrition · Research Institute of Ecology for The Elderly, Pusan National University, Pusan, Korea

Abstract

Background: Recent reports suggest that the intake of vitamin D and calcium may influence insulin resistance. The aim of this study was to assess the effects of vitamin D and calcium intervention on the improvement of blood glucose and insulin resistance in patients with type 2 diabetes mellitus (DM).

Methods: Fasting blood glucose, glycosylated hemoglobin A1c (HbA1C), serum 25(OH)D3, serum lipid levels, insulin secretion, and activity and dietary surveys were analyzed in type 2 DM patients both before and after a 12-week vitamin D and calcium intake intervention.

Results: The serum 25(OH)D3 level was found to be negatively correlated with insulin resistance and fasting blood glucose. Calcium intake level was also negatively correlated with insulin resistance. Fasting blood glucose, HbA1C, and HOMA-IR decreased significantly (P <0.05) following vitamin D and calcium intake intervention in the medical nutrition therapy (MNT) group, while there was no such change observed in the control group. Dietary calcium and vitamin D intakes were significantly (P <0.05) higher in the MNT group than in the control group. The concentrations of serum 25(OH)D3 and insulin secretion increased slightly in the MNT group following the 12-week intervention; however, these results did not reach statistical significance.

Conclusion: The results of the present study indicate that calcium and vitamin D intervention may be helpful in improving fasting blood glucose, HbA1C, serum 25(OH)D3 and HOMA-IR in patients with type 2 DM who have insufficient serum 25(OH)D3 concentrations. (Korean Diabetes J 33:324-334, 2009)

Key words: Calcium, Insulin resistance, Type 2 diabetes mellitus, Vitamin D

접수일자: 2009년 2월 16일, 통과일자: 2009년 7월 14일

교신저자: 한지숙, 부산대학교 식품영양학과, E-mail: hanjs@pusan.ac.kr

경한 인슐린저항성 상태에서도 극복 못하고 쉽게 당뇨병으 로 이환 된다고 하며³⁾, 제2형 당뇨병은 인슐린저항성과 췌 장 베타세포의 인슐린 분비 장애에 의해서 발생하는 것으로 알려져 있는데 인슐린저항성과 베타세포 기능 부전에 비타 민 D 부족이 함께 보고되었으며⁴⁾, 비타민 D는 적절한 인슐 린 분비를 위해 필요하며 동물실험에서도 비타민 D의 부족 은 점진적으로 인슐린 분비를 줄이며 포도당 불내성이 나타 나고 이 분비감소는 곧 역행할 수 없게 된다고 하였다⁵⁾. 순환 하는 혈청 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D3]는 체내 비타민 D 상태의 기능적 표지이며⁶⁾, 제2형 당뇨병 여성에서 25(OH)D3 부족(< 5 ng/mL)이 대조군에 비해 유의하게 높 음이(25%) 보고되었다⁷⁾.

칼슘은 또한 체중 및 체지방률과 역의 관계가 보고되었 으며⁸⁾ 칼슘 부족은 뼈 질환뿐 아니라 고혈압, 동맥경화, 고 지혈증, 순환기계 질환과 관련된다고 하였다⁹⁾.

최근 수행된 대규모 코호트 연구에서는 비타민 D와 칼슘 의 높은 섭취는 제2형 당뇨병의 위험을 낮추며 비타민 D와 칼슘 항상성의 변화는 제2형 당뇨병의 진행에 관여하며¹⁰⁾ 세포 내 칼슘의 비정상적 조절이 인슐린감수성과 인슐린 분 비 모두에 영향을 준다는 것이 잠재적으로 설명되었는데¹¹⁾, 칼시트리올은 인슐린수용체(insulin receptor)의 발현과 인간 전단구 세포(cultured human promonocytic cells)에서 포도 당수송(glucose transport) 동안 인슐린반응성을 자극함으로 써 인슐린민감성에 영향을 줄 수 있으며 세포 내 자유칼슘 (intracellular free calcium)을 자극하여¹²⁾ 인슐린 분비를 증 가시켜 인슐린 분비와 감수성 모두에 유익한 효과를 주며 이로 인해 당대사가 개선된다는 것이 잠재적 메커니즘으로 설명되었다¹³⁾. 이에 대해서는 더 많은 연구가 필요하다. 비 타민 D는 세포막을 통과하는 정상 칼슘 유입(influx)을 유 지하는 세포외 칼슘(extracellular calcium)을 조절하고 적절 한 세포 내 세포질 칼슘풀(intracellular cytosolic calcium [ca²⁺] i pool)을 조절하는 기능을 통해서 인슐린작용에 영향 을 준다. 칼슘은 골격근이나 지방조직과 같은 인슐린 반응 조직들(insulin-responsive tissues)에서 인슐린 매개 세포 내 과정에 필수적이다^14,15). 이러한 조직은 최적의 인슐린 매개 기능을 위해 매우 좁은 범위의 칼슘이온 농도유지가 필요하 고¹⁶⁾ 첫 번째 인슐린 표적 조직들에서 칼슘이온 농도의 항상 성 변화는 인슐린 신호전달(siginal transduction)의 부전을 통해 제4형 당수송체(GLUT-4)의 활성 감소를 유도하여^17,18) 말초의 인슐린 저항에 영향을 줄 수 있다¹⁶⁾. 인슐린 분비는 칼슘 의존적 과정이고¹⁹⁾ 칼슘 흐름(flux)의 변형은 베타세포 분비 기능에서 반대효과를 가져 올 수 있다. 부적절한 칼슘

의 섭취 또는 비타민 D의 부족은 세포내외의 베타세포 칼 슘 풀(pool) 사이의 균형을 변형시킬 수 있고 이것은 특히 당부하(glucose road)에 반응하는 정상적인 인슐린 분비를 방해할 수 있다고 제시되었다²⁰⁾.

칼슘과 비타민 D의 이러한 생리적 중요성에도 청년기의 칼슘의 섭취 감소 및 부적절한 혈청 비타민 D가 보고되었 으며²¹⁾ 비타민 D 부족의 위험은 특히 노인, 실내생활자, 모 두 덮는 형태의 옷, 피부가 검은 사람, 임신 여성이며 이러 한 그룹은 당뇨병이 증가되는 것으로 이미 증명된 그룹이며, 위도 35도 전·후 기후 동절기에 거주자들도 부족의 위험이 크다고 보고되었다⁵⁾. 비타민 D 부족은 부적절한 식이 섭취 및 일광노출 그리고 흡수장애가 원인이며²²⁾ 이에 이러한 칼 슘과 비타민 D 부족의 높은 유병률을 알고 정기적 건강관 리 구성 요소로써 칼슘과 비타민 D의 영양 상태의 관리가 필요하며²³⁾ 매년 혈청 25(OH)D3의 측정으로 비타민 D 결 핍을 모티터링 하는 것이 바람직한 접근으로 받아 들여 지 고 있다²⁴⁾.

당뇨병은 생활양식의 변화가 요구되며 영양의학요법은 영양 상태를 포함한 전반적인 당뇨관리의 개선을 위해 스스 로 행동 수정하도록 도와주며³⁾ 생활양식, 영양상태, 대사 필 요에 따라 개별적인 맞춤형 식사계획을 할 수 있도록 도와 준다²⁵⁾.

이에 본 연구에서는 한국인 제2형 당뇨환자에 있어 칼슘 과 비타민 D 섭취 상태를 평가하고 혈청 25(OH)D3 측정을 통한 비타민 D 결핍과 인슐린분비능을 확인하여 당뇨병의 위험 요인을 규명하고, 칼슘과 비타민 D 섭취 중재 영양의 학요법을 통한 혈당 및 인슐린저항성 개선이라는 효과적인 관리를 실시하고자 하였다.

대상 및 방법

1. 연구대상 및 기간

본 연구는 동의의료원 내분비내과에서 미국당뇨병학회 (American Diabetes Association, ADA) 기준에 따라 제2형 당뇨병으로 진단받은 환자들을 대상으로 본 연구의 취지에 동의하여 연구에 참여하기로 한 자를 대상으로 하였으며 제 1형 당뇨병으로 진단받은 환자, 합병증이 있는 환자, 설문조 사가 불가능한 환자는 제외하였으며 총 연구기간은 2006년 8월 31일에 시작하여 2007년 5월 5일까지 진행되었으며 1 차 연구는 2006년 8월 31일부터 2007년 2월 28일까지 실 시되었다.

2. 연구방법

1) 실험군과 대조군 설정

실험기간 중 1차 연구에 54명의 당뇨병환자가 채혈과 설 문조사에 참여하였다. 1차 연구 대상자 중 통원 치료가 불 가능한 환자를 제외하고 식이 중 칼슘과 비타민 D 섭취가 부족한 환자와 혈청 25(OH)D3가 낮은 환자로 2차 연구에 참여 의사가 있는 환자를 대상으로 칼슘·비타민 D 섭취 중 재 영양의학요법을 실행하였다. 총 32명의 2차 연구대상자 중 지속적인 참여가 어려웠던 6명을 제외하고 실험군으로 14명이 마지막까지 참여하였으며 중재기간 동안 성실히 연 구에 임하였다. 대조군은 12명이었다.

2) 신체계측 및 실험실 검사

1차 조사는 연구 대상자 모두에게 일반사항 및 임상적인 특징, 신체 계측 및 혈압측정, 식습관 조사, 혈당 및 당화혈 색소 측정, 혈청 지질, 혈청 25(OH)D3 측정 검사를 하였으 며 설문조사는 연구자가 직접 하였고 채혈과 생화학적 검사 는 동의의료원 진단검사의학과에서 실시하였다. 대상자의 혈액은 실험 전과 12주 후 12시간 공복 상태에서 아침 9~10시 사이의 정맥혈 10 cc를 채혈하였다. 채혈된 혈액 중 2.5 cc는 항 응고 EDTA가 첨가된 tube 2개에 담아 잘 혼합 하였고, 나머지 혈액은 plain tube에 넣어 실온에 30분간 방 치한 다음, 원심분리기를(KUBOTA 5220, Japan) 이용하여 3,000 rpm에서 15분간 원심 분리 후 혈청 성분만을 분리하 였다.

공복혈당은 Hexokinase법으로 자동 생화학 분석기 (Olympus AU640, Japan)로 측정하였고, 당화혈색소 (Glycosylated hemoglobin, HbA1c)는 HPLC (High Performance Liquid Chromatography)법으로 TOSHO A1c 2.2로 측정하였다. 공복 인슐린은 CLIA (Chemiluminescent Immunoassay)법으로 Immulite 2500 (DPC, USA)로 분석 하였다. 혈청 25(OH)D3는 서울임상검사소 SCL (Seoul Clinical Laboratories)로 분석 의뢰하여 실시되었고 시약은 Biosouce (Biosouce Europe S.A., Nivelles, Belgium) 이용 하여 Radioimmunoassay법으로 γ-Counter (Cobra, USA)로 분석하였다. Precision검증은 각 3개의 검체를 3일 동안 측 정하여 CV (%): Coefficient Variance를 구하였고 toget 값 에 근접하여 CV (%)는 5% 이내로써(2.4∼4.8%) 정확도가 높았다. Accuray 검증은 다른 lot (level 3개) low, medium, high level별 2회 반복 측정 후 recovery평가 하였으며 low 101.1%, medium 103.4%, high 102.9%로 검증되었다. 혈 청 칼슘은 OCPH method로 자동생화학 분석기인 Olympus

AU640, Japan으로 분석하였다.

혈청 콜레스테롤은 효소법을 이용하였으며 중성지방은 Glycerol phosphate oxidase (glycerol 소거법)으로 혈청 HDL -콜레스테롤은 Direct method (항체저해법)으로 자동생화학 분석기인 Olympus AU640, Japan으로 분석하였으며 혈청 LDL-콜레스테롤은 Friedward식²⁶⁾에 의해 계산하였다.

[LDL-cholesterol = T-chol - (HDL-chol) - (TG/5)]

인슐린저항성은 HOMAIR (Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance)를 이용하여 측정하였다²⁷⁾.

HOMAIR = [공복혈당(mmol/L)]

× [공복인슐린 농도(uU/mL)] / 22.5 당뇨병환자에서 1차 연구 시작 시점, 2차 연구는 시작 시 점과 연구가 끝난 후 신장, 체중, 허리둘레 및 엉덩이 둘레 를 측정하였고, 계측치로부터 체질량지수(Body mass index:

BMI = 체중(kg) / [신장(m)]²), 표준체중 백분율(% Ideal body weight: current body weight/ideal body weight × 100)과 허리 엉덩이 둘레 비율(Waist-hip ratio, WHR)을 산 출하였다. 신장은 정면을 본 상태에서 신발을 벗고 직립자 세를 취하게 하여 귀와 눈이 수평이 되게 하여 신장계를 이 용하여 측정하였으며, 체중은 얇은 옷만 입은 상태에서 전 자저울로 측정하였다. 허리둘레는 배꼽 부분의 수평둘레를 엉덩이 둘레는 배꼽과 대퇴골 사이의 최대 수평둘레를 측정 하였다. 혈압은 최소 5분 이상 안정 후 대상자가 편하게 앉 은 자세에서 수축기와 이완기 혈압을 수은 혈압계를 이용하 여 측정하였다.

2차 연구에서는 실험군과 대조군 모두 연구시작 전 당뇨 병에 관한 기초교육을 실행하였고 실험군에게는 칼슘·비타 민 D 섭취 중재 영양의학요법을 12주간 총 7회 실시하였으 며 대조군에게는 정기적 진료 외에 중재 활동을 시행하지 않았다. 2차 연구 기간 동안에는 영양제, 한약제, 비타민류 섭취를 금하였다. 사후 조사는 12주간의 영양의학요법 후 실험군, 대조군 모두에게 신체 계측 및 혈압 측정, 혈당 및 당화혈색소 측정, 혈청 지질 및 혈청 25(OH)D3, 공복 인슐 린 등을 각각 조사하였다.

3) 식이섭취 조사 및 일조시간 활동량 조사

식습관 조사는 식사의 규칙성, 식사 속도, 편식, 외식, 과 식, 간식 등 총 12문항으로 나누어 실행 정도를 매우 그렇 다, 그렇다, 가끔, 그렇지 않다, 전혀 그렇지 않다.로 답변하 게 하여 점수화 하였으며 설문지를 통하여 개별 조사하였다.

상담자는 그 결과를 항목별로 평가하여 주고 대상자가 올바 른 식습관을 형성할 수 있도록 교육하였다.

식이섭취조사는 조사 대상자들의 식품 섭취량을 24시간 회상법을 이용하여 평상시 2일 간의 식사 섭취량을 조사하 였다. 평일 중 1일은 대상자와 면담 시 24시간 회상법으로 이루어졌으며 피 조사자의 회상을 돕기 위해 계량기기 및 식품모델, 보충제 실물 사진을 제시하여 실시하였다. 음식의 재료, 분량, 조리법을 파악하여 상세히 기록하였으며 보충제 는 구체적인 제약회사, 상품명, 실제 하루 섭취량을 상세히 조사하였고 우유 및 유제품 섭취량은 제품명을 사전 조사하 고 다음 방문 시 실제 섭취 한 유제품의 팩을 수집하여 기 록하였다. 섭취 조사 결과는 한국 영양학회에서 개발된 영 양평가 프로그램 Can pro 3.0 (Computer aided nutritional analysis program)을 이용하여 보충제 및 유제품을 제품별 로 입력하였고, 비타민 D는 농촌진흥청 농촌생활연구소의 식품성분표 Ⅰ･Ⅱ편 제6개정판(Food Composition Table)과 한국보건산업진흥원의 식품의 영양성분 DB 구축사업 비타 민 분석을 DB로 입력하였으며 섭취 음식 입력 후 열량 및 영양소 섭취 상태, 영양소 섭취량을 새로이 개정된 한국인 영양섭취기준(Dietary Reference Intakes for Koreans:

KDRIs)에 따라 열량은 에너지필요추정량(Estimated Energy Requirements: EER)으로 그 외 영양소는 권장섭취량 (Recommended Intake: RI)으로 비타민 D는 충분섭취량 (Adequate Intake: AI)으로 백분율(% KDRIs)에 의한 비교 평가 등을 분석하였다.

일조시간 활동량은 선행 연구 논문을 참고하여 실외 활 동 시 하루 중 오전 8시부터 오후 6시까지 자외선에 노출되 는 시간을 조사하였으며²⁸⁾ 구체적인 장소와 시간, 활동 내 용을 생활시간표로 상세히 조사하였다.

4) 칼슘․비타민 D 섭취중재 영양의학요법(Medical Nutrition Therapy)

칼슘·비타민 D 섭취 중재요법은 2주 간격으로 총 12주간 7회 상담을 실시하였으며 환자의 life style에 따라 개별화된 영양상담으로써 당뇨병의 기본 식사요법에 충실하며 칼슘·

비타민 D의 충분한 섭취가 이루어지도록 하였으며 일조 시 간대의 적당한 운동을 병행하도록 하는 프로그램으로 이루 어졌다. 2주마다 follow up 시 목표를 함께 점검하고 달성 정도를 환자와 공유하며 다음 목표를 함께 정하였으며 목표 에 달성하지 못하였을 경우 문제점의 원인을 분석하고 대안 을 제시하여 다시 재조정된 목표 달성을 하도록 지속적인 실행과정으로써 치료를 시행하였다. 환자 스스로 당뇨병을 통제할 수 있는 자가 관리 요령을 획득하도록 환자의 활동 변화에 관여하는 주된 요인이 무엇인지 파악하여 동기를 부

여 하였으며 목표설정, 중재, 평가, 재조정 과정을 반복 수 행하였다. 대상자의 충분한 칼슘·비타민 D 섭취를 위하여 각 대상자에 맞는 칼로리를 제시하고 칼로리별 단백질량에 근거하여 우유 및 유제품과 어육류 교환단위수를 제시하였 으며 평소 다빈도 섭취 식품과 기호를 고려한 개별화된 맞 춤형 영양관리를 실시하였다. 영양의학요법 각 단계별로 목 표에 부합하도록 제작된 교육 자료를 제공하였으며 각 상담 은 30분 동안 이루어졌다.

3. 통계분석

통계 분석은 SAS program package v9.1을 이용하였으 며 항목에 따른 빈도와 백분율 또는 평균과 표준편차로 표 시하였다. 흡연·음주 등 생활 습관에는 χ² 독립성 검정을 이용하였으며 일반적 임상적 특성과, 신체계측, 혈압측정 치, 혈액검사, 식이섭취 조사, 혈청 지질, 혈당 등의 각 항목 간 점수 차는 독립적 표본의 t-test로 분석하였으며 혈청 25(OH)D3, 칼슘 섭취량, 인슐린저항성에 따른 그룹 간의 비교에서는 one-way ANOVA를 실시한 후, 사후검정은 Duncan 다중비교를 사용하였다. 실험군과 대조군의 영양의 학요법 전·후 유의차 검정은 paired t-test로 이루어졌다.

결 과

1. 대상자의 일반적 특성

연구대상자는 총 54명으로 여자 25명(46.3%), 남자 29명 (53.7%)이며 연령은 34세에서 76세까지로 평균 연령은 남 자 58.36 ± 10.23세, 여자가 58.24 ± 9.61세로 전체 평균 58.30 ± 9.81세였다. 조사 대상자들의 일반적 특징은 Table 1과 같다. BMI는 우리나라 대한비만학회의 경우 저체중이 18.5 kg/m² 미만, 정상이 18.5~22.9 kg/m², 과체중이 23~24.9 kg/m², 1단계 비만이 25.0~29.9 kg/m², 2단계 비만 은 30.0 kg/m² 이상으로 나누어져 있는데, 남자 평균이 23.76 ± 2.25 kg/m²로 과체중에 해당하였으며 여자 평균 24.88 ± 3.10 kg/m²로 과체중에 해당하였다. 허리둘레는 남 자 평균이 89.59 ± 17.90 cm, 여자 평균이 92.66 ± 9.39 cm로 WHO 서태평양지부 아시아인의 비만기준인 남자 90 cm 이상, 여자 80 cm을 복부비만으로 정하여 비교하였을 때³⁾ 여자의 경우 복부비만 상태로 진단되었다.

2. 칼슘․비타민 D 섭취와 혈청 25(OH)D3의 단계별 분류

연구 대상자의 칼슘· 비타민 D 섭취와 혈청 25(OH)D3는

칼슘 섭취량이 남자가 644.37 ± 174.20 mg/d로 여자 572.76 ± 188.88 mg/d보다 높았고 비타민 D 섭취량은 남 자가 6.69 ± 5.71 μg/d로 여자 5.51 ± 4.38 μg/d보다 높았으 며 실외 활동시간은 남자가 80.76 ± 19.59 min/d로 여자보 다 높은 것으로 나타났으나 남․녀 간의 유의한 차이는 없었 다. 체내 비타민 D 영양 상태를 나타내는 혈청 25(OH)D3는 남자가 여자보다 유의하게(P < 0.05) 높은 것으로 나타났다.

연구 대상자의 혈청 25(OH)D3를 결핍 정도에 따라 단계 별로 분류하여 Deficiency, Insufficiency, Hypovitaminosis D, Adequacy, Toxicity로 분류하였을 때²³⁾ Deficiency가 5 명으로 9.3%에 해당하였고 Insufficiency가 9명으로 16.7%, Hypovitaminosis D가 20명 37.0%에 해당하였으며 Adequacy 가 20명 37.0%에 해당하였고 비타민 D 부족은 여자군에서 75.9%로 남자군 48.0%보다 높은 것으로 나타났고 남·여 전 체에 있어 비타민 D 부족은 63.0%로 나타났다.

3. 혈청 25(OH)D3에 따른 혈당 및 인슐린 분비

연구 대상자의 혈청 25(OH)D3에 따른 당화혈색소는 Adequacy군에서 가장 낮은 것으로 나타났으며 공복혈당은 혈청 25(OH)D3 수준이 높을수록 낮은 경향을 보이는 것으 로 나타났으나 유의하지는 않았다. 인슐린저항성을 나타내 는 HOMAIR은 혈청 25(OH)D3의 수준이 증가될수록 낮은 것으로 나타나 인슐린저항성 개선을 위해 적절한 혈청 25(OH)D3의 유지가 필요한 것으로 나타났으나 유의한 차 이는 없었다. 공복 인슐린 분비는 모든 군에서 분비가 원활

하였으나 인슐린저항성에 의한 보상적 분비 증가의 경우와 체내의 혈청 25(OH)D3의 충분함으로 인한 적절한 분비의 경우가 함께 존재할 것으로 사료된다. 최근의 연구에서는 더 높은 혈청 25(OH)D3의 수준에서 전반적으로 더 나은 포 도당 농도의 핸들링이 이루어진다고 하였는데⁶⁾ 본 연구의 결과와 비슷한 것으로 나타났다.

4. 칼슘 섭취량에 따른 인슐린저항성

칼슘 섭취량에 따른 HOMAIR과 혈당은 칼슘 섭취수준을 EAR (Estimated Average Requirement) 미만일 때, EAR 이상 RI 미만일 때, RI 이상일 때로 구분하여 본 경우 칼슘 섭취 수준이 가장 높은 경우 당화혈색소는 가장 낮았으며 총 콜레스테롤과 BMI가 가장 작은 것은 나타났으나 유의한 차이는 없었다.

5. 인슐린저항성에 따른 혈당 및 BMI

HOMAIR을 range에 따라 0.31~1.72를 Tertile 1, 1.73

~3.07을 Tertile 2, 3.08~23을 Tertile 3로 분류하였을 때 혈 당 및 BMI는 Table 2와 같다. 나이와 BMI는 인슐린저항성 에 따라 차이를 나타내지 않았다. 인슐린저항성이 가장 낮은 Tertile 1에 있어서는 당화혈색소와 공복혈당이 가장 낮은 것으로 나타났으며 인슐린저항성이 가장 높은 Tertile 3에서 는 당화혈색소와 공복혈당이 매우 높게 나타나 인슐린저항성 이 높은 군에서 혈당관리가 잘 되어지지 않음을 알 수 있다.

Table 1. Basic characteristics of the subjects

Characteristics Male

(n = 25)

Female (n = 29)

Total (n = 54) Age (years) 58.36 ± 10.23 58.24 ± 9.61 58.30 ± 9.81 PIBW (%)^* 107.96 ± 10.21 17.67 ± 15.18 113.37 ± 13.97 BMI (kg/m²) 23.76 ± 2.25 24.88 ± 3.10 24.36 ± 2.77 Duration of diabetes (years) 5.50 ± 5.38 2.90 ± 3.78 4.10 ± 4.73

WHR 0.88 ± 0.17 0.92 ± 0.06 0.90 ± 0.12

SBP (mm Hg) 115.00 ± 12.08 121.38 ± 13.82 118.43 ± 13.31 DBP (mm Hg) 73.00 ± 7.91 76.56 ± 7.69 74.91 ± 7.92

N (%)

Smoking^† Non-smoker 3 (12.0) 25 (86.2) 28 (51.9) EX-smoker 11 (44.0) 2 (6.9) 13 (24.1) Smoker 11 (44.0) 2 (6.9) 13 (24.1) Drinking^† None 7 (28.0) 14 (48.3) 21 (38.9) Mild (< 2 times/week) 7 (28.0) 13 (44.8) 20 (37) Heavy (≥ 3 times/week) 11 (44.0) 2 (6.9) 13 (24.1) Data was expressed as mean ± SD. * P < 0.05 by t-test. †Significant at P < 0.05 by Chi-square-test. BMI, body mass index; DBP, diastolic blood pressure; PIBW, percent ideal body weight; SBP, systolic blood pressure; WHR, waist to hip ratio.

6. 칼슘·비타민 D 섭취 중재 영양의학요법의 효과

실험군과 대조군의 연령은 실험군이 56.79 ± 8.40세, 대 조군이 56.83 ± 14.41세였고 신장은 실험군이 159.19 ± 6.78 cm, 대조군은 163.92 ± 9.95 cm, 표준체중 백분율은 실험군이 112.22 ± 11.61%, 대조군이 115.05 ± 13.35%로 두 군 간의 유의한 차는 없다. 연구 대상자의 실험군의 실외 활동시간은 31.00 ± 8.00 min/d, 대조군의 경우는 36.63 ± 22.68 min/d으로 유의한 차는 없으며 두 군 간의 동질성 검 정이 이루어졌다(자료제시하지 않음).

비타민 D 섭취량은 실험군이 3.33 ± 2.69 μg, 대조군이 4.25 ± 2.07 μg, 칼슘 섭취량은 실험군이 605.03 ± 143.52 mg, 대조군이 672.27 ± 134.60 mg으로 두 군 간의 영양소

섭취량의 유의적인 차는 없으며 동질성 검정이 되었다 (Table 3).

영양 중재요법 후 대상자의 영양소 섭취의 변화는 실험군 의 열량은 1,939.75 ± 383.91 kcal에서 1,797.86 ± 164.41 kcal로 감소하였다. 칼슘 섭취량은 1,156.45 ± 149.69 mg으 로 유의하게(P < 0.05) 상승하였으며 비타민 D 섭취량은 12.84 ± 4.32 μg으로 유의하게(P < 0.05) 상승하였다(Table 3).

대상자의 일조시간 활동량의 변화는 실험군의 일조시간 활동량은 오전 10시부터 12시까지 경우 4.86 ± 1.76 min/d에서 22.50 ± 6.46 min/d으로 상승하였으나 유의하 지는 않았고 오후 2시부터 4시까지 경우 3.43 ± 1.18 min/d에서 22.50 ± 5.98 min/d으로 유의하게(P < 0.05) 상승하였다.

Table 2. Blood glucose and BMI according to HOMAIR tertile

Tertile 1 Tertile 2 Tertile 3

Range 0.31~1.72 1.73~3.07 3.08~23

Age (years) 59.10 ± 8.32 55.80 ± 11.94 57.58 ± 10.97 HbA1c (%) 7.21 ± 1.46^a 8.99 ± 2.23^b 8.83 ± 1.19^b FBG (mg/dL) 128.50 ± 32.45^a 161.07 ± 36.66^b 195.50 ± 51.22^c BMI (kg/m²) 24.43 ± 3.30^a 23.41 ± 2.64 25.88 ± 1.51 HOMAIR 0.91 ± 0.37^a 2.32 ± 0.46^b 5.28 ± 2.79^c

Data was expressed as mean ± SD. a~c) Means not sharing a common letter are significantly differ among groups (P

< 0.05). BMI, body mass index; FBG, fasting blood glucose; HbA1c, glycosylated hemoglobin; HOMAIR, homeostasis model assessment of insulin resistance.

Table 3. Changes in daily nutrient intake and outdoor activity of the subjects after 12 weeks of MNT MNT (n = 14) Control (n = 12)

Nutrients Baselin 12 Weeks Baselin 12 Weeks

Energy (kcal) 1939.75 ± 383.91 1797.86 ± 164.41 1933.11 ± 369.89 1684.66 ± 149.46 Carbohydrate (g) 320.32 ± 79.32 258.33 ± 23.43^* 308.14 ± 58.40 281.99 ± 47.86 Protein (g) 71.78 ± 15.65 89.40 ± 10.05^* 84.05 ± 24.26 65.14 ± 18.83 Fat (g) 36.18 ± 12.29 46.47 ± 8.72^* 39.85 ± 18.38 32.30 ± 15.91 Ca (mg) 605.03 ± 143.52 1156.45 ± 149.69^* 672.27 ± 134.60 596.49 ± 127.55 Vit D (μg) 3.33 ± 2.69 12.84 ± 4.32^* 4.25 ± 2.07 3.79 ± 5.12 Folate (μg) 382.73 ± 104.28 421.67 ± 178.14 325.01 ± 125.36 318.97 ± 108.60 Vit C (mg) 128.88 ± 37.66 143.68 ± 48.77 110.77 ± 63.13 96.12 ± 22.70 P (mg) 1100.45 ± 237.45 1135.41 ± 129.40 1202.99 ± 316.82 1041.01 ± 291.01 Fe (mg) 14.66 ± 3.28 21.11 ± 4.97^* 17.56 ± 5.88 17.48 ± 5.72 Ca/P 0.56 ± 0.13 1.02 ± 0.13^* 0.57 ± 0.10 0.59 ± 0.09 A.M 08:00~10:00 (min/d) 4.43 ± 2.06 5.00 ± 1.32 17.50 ± 15.08 10.00 ± 4.14

10:00~12:00 4.86 ± 1.76 22.50 ± 6.46 5.83 ± 5.10 8.00 ± 3.04 P.M 12:00~14:00 (min/d) 3.79 ± 2.13 14.17 ± 9.29 5.33 ± 2.01 4.00 ± 3.94 14:00~16:00 3.43 ± 1.18 22.50 ± 5.98^* 5.00 ± 4.37 8.00 ± 6.95 16:00~18:00 14.50 ± 11.39 0.00 ± 0.00 3.00 ± 2.65 0.00 ± 0.00 Total 31.00 ± 8.00 64.17 ± 5.22 36.63 ± 22.68 30.00 ± 15.81 Data was expressed as mean ± SD. MNT, medical nutrition therapy. * P < 0.05 by paired t-test.

7. 영양의학요법 후 혈당 및 인슐린분비능․인슐린저항 성의 변화

대상자의 공복혈당 및 혈청 25(OH)D3의 변화는 Table 4 와 같다. 실험군의 공복혈당은 117.93 ± 14.25 mg/dL로 유 의하게(P <0.05) 감소하였으며 당화혈색소는 6.12 ± 0.87%

로 유의하게(P < 0.05) 감소하였다. 혈청 25(OH)D3는 71.69 ± 33.39 nmol/L에서 77.49 ± 34.87 nmol/L로 상승 한 것으로 나타났으나 유의하지는 않았다.

대상자의 인슐린분비능의 변화는 실험군의 인슐린분비능 은 3.90 ± 3.12 ulU/mL에서 4.24 ± 3.22 ulU/mL로 약간 상승하였으나 유의하지는 않았다. 대조군은 5.37 ± 4.88 ulU/mL에서 3.05 ± 1.15 ulU/mL로 더욱 감소하는 것으로 나타났으나 유의하지는 않았다.

혈청 지질의 변화는 실험군의 총 콜레스테롤은 204.64 ± 50.20 mg/dL에서 162.77 ± 25.82 mg/dL로 유의하게(P <

0.05) 감소하였으며 LDL-콜레스테롤은 119.49 ± 30.04 mg/dL에서 91.73 ± 32.48 mg/dL로 유의하게(P < 0.05) 감 소하였으나 대조군에 있어서는 유의한 변화가 없었다.

체중은 실험군이 60.74 ± 5.21 kg에서 칼슘·비타민 D 섭 취 중재 영양의학요법 후 58.72 ± 4.14 kg로 유의하게(P <

0.05) 감소하였다. 또한 BMI는 24.02 ± 2.20에서 23.31 ± 1.91로 감소하였으나 유의하지는 않았다.

고 찰

변화된 혈청 칼슘과 낮은 혈청 25(OH)D3 농도는 포도당 항상성 이상의 위험 요인일 수 있으며 낮은 칼슘과 비타민 D 수준은 인슐린저항성과 비만 모두의 위험요인일 수 있음 이 보고되었다²¹⁾. 이는 당뇨병 관리에 있어 칼슘과 비타민 D의 중요성을 말해주는 보고들이라 하겠다.

당뇨병은 유병기간이 길어질수록 인슐린 분비저하와 함께 혈당 조절이 악화되며 당뇨병 치료에 있어서도 인슐린분비 능이 높은 군에서는 인슐린저항성의 개선이 매우 중요하고 인슐린분비능이 낮은 군에서는 혈당 조절이 불량하므로 인 슐린 투여 등을 적극적으로 고려해야 한다고 하였다²⁹⁾.

초기의 적극적인 중재로 생리적으로 적절히 인슐린분비능 이 개선되고 인슐린저항성이 호전된다면 당뇨병의 혈당관리 및 합병증의 발현 지연에 도움이 될 수 있다고 생각된다. 선 행 연구에서 21~39세의 정상인 남녀의 혈청 25(OH)D3의 측 정에서는 남자가 20.0 ± 6.84 ng/mL, 여자가 26.1 ± 12.3 ng/mL로 여자가 높은 것으로 보고된 바 있는데³⁰⁾ 본 연구 의 결과와는 차이가 있었으나 연령층이 젊은 성인 대상자로 본 연구의 대상자들의 전체 평균 연령이 58.30 ± 9.81세이 며 연령별로 50~64세가 51.9%로 가장 많았으므로 각 연령 별 활동 정도의 차이가 있었던 것으로 보인다.

Table 4. Changes of blood glucose, insulin secretion and serum 25(OH)D3, insulin resistance of the subjects after 12 weeks of MNT

MNT (n = 14) Control (n = 12)

Baseline 12 Weeks Baseline 12 Weeks

Age (years) 56.79 ± 8.40 56.83 ± 14.41

M/F 6/8 7/5

S-25(OH)D3 (nmol/L) 71.69 ± 33.39 77.47 ± 34.87 74.98 ± 16.83 72.43 ± 8.60 Total Ca (mg/dL) 9.71 ± 0.54 9.90 ± 0.24 9.60 ± 0.53 9.74 ± 0.21 FBG (mg/dL) 153.00 ± 40.69 117.93 ± 14.25^* 162.83 ± 43.27 135.50 ± 28.05 HbA1c (%) 8.23 ± 2.33 6.12 ± 0.87^* 8.24 ± 1.00 7.00 ± 1.20 F-insulin (ulU/mL) 3.90 ± 3.12 4.24 ± 3.22 5.37 ± 4.88 3.05 ± 1.15 HOMAIR 1.80 ± 1.17 0.73 ± 0.27^* 1.35 ± 0.97 0.94 ± 0.29 Total Cholesterol (mg/dL) 204.64 ± 50.20 162.77 ± 25.82^* 209.50 ± 30.03 201.25 ± 39.39 Triglyceride (mg/dL) 185.07 ± 185.38 102.60 ± 41.40 146.17 ± 60.56 124.75 ± 42.35 HDL-C (mg/dL) 48.14 ± 10.76 49.67 ± 6.88 46.33 ± 10.31 51.00 ± 9.35 LDL-C (mg/dL) 119.49 ± 30.04 91.73 ± 32.48^* 133.93 ± 31.62 125.30 ± 27.17 Weight (kg) 60.74 ± 5.21 58.72 ± 4.14^* 67.55 ± 10.17 66.60 ± 9.40 BMI (kg/m²) 24.02 ± 2.20 23.31 ± 1.91 25.12 ± 2.70 24.76 ± 2.30 Data was expressed as mean ± SD. * P < 0.05 by paired t-test. BMI, body mass index; FBG, fasting blood glucose;

F-insulin, fasting insulin; HDL-C, high density lipoprotein cholesterol; HOMAIR, homeostasis model assessment of insulin resistance; LDL-C, low density lipoprotein cholesterol; MNT, medical nutrition therapy; S-25(OH)D3: serum 25(OH)D3; T-Ca, total calcium; T-Chol, total cholesterol; TG, Triglyceride..

김 등은 1일 총 옥외생활 시간이 증가할수록 혈청 25(OH)D3 수준이 유의적으로 증가하며 하루 중 비타민 D 합성이 일어나는 UVB 조사량이 가장 많은 시간대에 옥외 시간이 많을수록 혈청 25(OH)D3 수준의 유의적 증가를 보 고하였으며 우리나라 성인의 비타민 D 영양 상태에 있어 옥외 생활 및 자외선 조사량이 중요하다고 하였는데³¹⁾ 본 연구의 결과와도 같았다. 여름 하루 중 오전 11시30분부터 오후 2시30분까지 비타민 D 피부 합성이 가장 효율적이라 는 것이 보고된 바 있는데³²⁾, 본 연구에서도 오전 중 30분과 오후 2시간 30분의 효율 시간대가 포함되어 있는 것으로 나 타났다. 또한 Thomas MK 등은³³⁾ 290명의 입원 환자 중 57%인 164명이 비타민 D가 결핍이었고 그 중 22%는 심한 비타민 D 결핍으로 보고하였는데 비타민 D를 권장량 이하 로 섭취하는 사람의 69%가 비타민 D 결핍이었으며 비타민 D 결핍은 입원환자에서도 일반적이라 하였다. 본 연구에서 비타민 D 섭취량은 남자 30~49세의 경우 충분섭취량(AI)의 85.66 ± 86.63%로 나타났으나 여자 30~49세 경우는 그 보 다 적은 73.38 ± 52.80%로 나타났고 50~64세 남자의 경우 46.80 ± 27.91%, 여자가 58.45 ± 55.58%로 매우 부족하였 고 65세 이상의 경우 남자가 44.54 ± 34.61%, 여자가 62.25 ± 6.46%로 필요량을 충족하기 위한 섭취량이 부족한 것으로 나타났다. 비타민 D는 피부에서 합성이 된다고는 하 나 겨울이나 주로 실내생활을 하는 고령자에게는 섭취가 부 족한 경우 문제가 될 수 있는 것으로 보인다. 또한 본 연구 의 대상자의 일부가 농·어민이 포함된 것을 생각할 때 도심 거주 당뇨병환자들의 비타민 D 부족은 더 심할 것으로 사 료된다. 일본의 경우 매일 옥외 활동을 한 노인 stroke 환자 에서 혈청 25(OH)D3 수준을 20~50 nmol/L 상승시켰다는 보고가 있었는데³⁴⁾ 본 연구에서는 2차 연구기간이 겨울로 일조량이 많지 않았고 봄의 시작과 더불어 발생한 황사로 인해 환자들의 충분한 일광 노출에 제약이 있었다고 생각되 었으나 다른 계절에서라면 더욱 좋은 결과를 보일 것으로 기대된다.

칼슘의 섭취량은 각 연령별 칼슘 섭취량이 남자 65세 이 상을 제외한 대부분의 대상자가 권장량 이하를 섭취하고 있 었으며 EAR인 580 mg 보다 적게 섭취하는 대상자의 비율 은 30~49세 남자의 경우 40.00%, 여자가 33.33%, 50~64세 남자의 경우 42.85%, 여자가 50.00%, 65세 이상 여자의 경 우 77.77%로 가장 높은 비율로 나타나 연령대별 차이가 있 는 것으로 나타났다.

영양 중재요법 후 대상자의 영양소 섭취의 변화는 실험 군의 탄수화물의 섭취량은 320.32 ± 79.32 g에서 258.33 ±

23.43 g으로 유의하게 감소하였으며(P < 0.05) 단백질의 섭 취량은 71.78 ± 15.65 g에서 89.40 ± 10.05 g으로 유의하 게 상승하였다(P < 0.05). 지질의 섭취량은 36.18 ± 12.29 g에서 46.47 ± 8.72 g으로 유의하게 상승하여(P < 0.05) 열 량소의 비는 탄수화물이 57.55 ± 3.09%, 단백질이 19.92 ± 1.75%, 지질이 23.14 ± 2.97%로 권장 비율의 범위에 도달 하는 것으로 나타났다. 주 등은 당질을 250 g 이상 섭취하 면 인슐린을 사용하더라도 혈당조절이 어렵다고 하였는데³⁵⁾ 본 연구에서는 실험군의 탄수화물의 섭취량이 250 g에 가 까이 감소하여 혈당 조절에 기여하였을 것으로 생각된다.

칼슘 섭취량은 605.03 ± 143.52 mg에서 1156.45 ± 149.69 mg으로 유의하게(P < 0.05) 상승하였으며 비타민 D 섭취 량은 3.33 ± 2.69 μg에서 12.84 ± 4.32 μg으로 유의하게(P

< 0.05) 상승하였다. 칼슘과 인의비율은 0.56 ± 0.13에서 1.02 ± 0.13으로 유의하게(P < 0.05) 상승한 것으로 나타났 는데 칼슘과 인의 비율은 1:1일 때 칼슘흡수가 가장 효율적 이므로 1:1로 권장된다.

대상자의 혈청 지질의 변화는 실험군의 총 콜레스테롤은 204.64 ± 50.20 mg/dL에서 162.77 ± 25.82 mg/dL로 유의 하게(P <0.05) 감소하였으며 LDL-콜레스테롤은 119.49 ± 30.04 mg/dL에서 91.73 ± 32.48 mg/dL로 유의하게(P <

0.05) 감소하였으나 대조군에 있어서는 유의한 변화가 없었 다. 본 연구대상에 있어 실험군과 대조군 모두 혈청 지질이 매우 높은 환자는 지질개선제를 투여하고 있어 해석이 조심 스러우나 비슷한 조건에서 혈청 지질은 실험군에서 더욱 유 의하게 개선이 되는 것으로 나타났다. Sharlin 등³⁶⁾은 20~71 세 남성에서 식이 칼슘 섭취량과 혈장 콜레스테롤 농도 사 이에 유의한 부의 상관성을 보고하였는데 본 연구에서도 식 이 칼슘의 섭취 증가가 도움이 되었으리라 생각된다.

대상자의 인슐린저항성 지표인 HOMAIR은 실험군의 경 우 1.80 ± 1.17에서 0.73 ± 0.27로 유의한(P < 0.05) 감소 를 나타내었으며 대조군에서는 유의한 변화가 관찰되지 않 았다. 제2형 여성 당뇨병환자를 대상으로 한 비타민 D 보충 섭취의 인슐린저항성 효과 연구에서³⁷⁾ 1개월간 콜레칼시페 롤을 1,332 IU/d를 투여한 결과 혈청 25(OH)D3 70%가 정 상 수준으로 상승하였으며 인슐린저항성은 21.4%가 감소한 것으로 보고된 바 있으나 본 연구에서는 대상자들의 평소 식사 섭취량이 충분하였고 또한 비타민 D의 혈당관리에 있 어 그 중요성을 생각할 때 보충제를 지속적으로 복용할 수 는 없는 이유로 영양의학요법을 먼저 시행하는 것이 의미가 있는 것으로 판단하였고 식품에서 섭취량이 12.84 ± 4.32 μg/d 정도였음에도 인슐린저항성의 개선에 다소 도움을 준

것으로 생각된다.

인슐린저항성이 있게 되면 인슐린의 간의 포도상 생성 억제 기능에 저항이 있으므로 높은 혈당에도 불구하고 간에 서 포도당을 계속 생성하게 되어 고혈당을 악화시키며 지방 산 과다 유리로 고지혈증을 유발하고 혈당도 상승시키게 된 다고 하였는데³⁸⁾ 본 연구에서도 인슐린저항성이 있는 경우 혈당이 높은 것으로 나타나 당뇨병관리에 있어 인슐린저항 성 개선의 중요성을 알 수 있다.즉 혈당조절과 합병증 관리 를 위해서는 인슐린분비능뿐 아니라 인슐린저항성을 고려한 치료법의 선택이 매우 중요하므로³⁹⁾ 본 연구의 결과와 같이 인슐린저항의 개선이 당뇨병 치료에 도움이 될 것으로 생각 된다. 당뇨병 자가관리에서 영양의학요법의 효과는 국내 연 구뿐 아니라 UKPDS (United Kindom Prospective Diabetes Study) 등 연구에서도 그 효과가 입증된 바 있는데⁴⁰⁾ 본 연 구에서도 도움이 되는 것으로 나타났다.

그러나 본 연구는 소규모의 단기간의 임상 연구로써 대 상 환자 수가 적어 계절별 연구가 이루어지지 못하였고 대 조군은 새로이 등록된 환자가 아닌 1차 연구에 포함된 환자 로써 제한점이 있다. 또한 칼슘과 비타민 D단독 섭취만으로 교육의 효과를 보았다기 보다는 전통적인 영양교육에 칼슘 과 비타민 D의 지속적 섭취를 강조하고 실내운동이나 이른 아침 활동을 선호하는 환자들에게 일조시간 대 적당한 옥외 활동을 지속적으로 권장한 교육이었다. 향후 장기간에 걸친 대규모의 임상 연구가 필요할 것으로 사료되며 통상적인 영 양교육과 명확하게 구별되지 않을 수도 있으나 환자 실천의 원동력이 되는 동기 부여와 칼슘과 비타민 D의 충분한 섭 취에 있어 적극적 영양교육으로써 기여를 하였다고 생각되 며 이를 통한 혈청 25(OH)D3를 높이기 위한 영양교육의 시 도라는 점에서 기존의 연구가 드물어 의미가 있는 것으로 생각된다.

요 약

연구배경: 최근의 연구 보고들은 비타민 D와 칼슘의 섭 취가 인슐린저항성에 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 이 연 구의 목적은 제2형 당뇨병환자에서 비타민 D와 칼슘의 중 재가 혈당과 인슐린저항성 개선에 미치는 영향을 평가하기 위한 것이다.

방법: 12주간의 칼슘과 비타민 D 섭취 중재요법 전· 후 에 공복혈당, 당화혈색소, 혈청 25(OH)D3, 혈청지질, 인슐 린분비량, 활동 시간과 식이 섭취 조사가 분석되었다.

결과: 혈청 25(OH)D3 농도는 인슐린저항성, 혈당과 부의

관계였다. 칼슘 섭취수준 역시 인슐린저항성과 부의 관계였 다. 공복혈당과 당화혈색소, HOMAIR은 칼슘․비타민 D 섭 취 중재 영양의학요법 후 실험군에서 유의하게(P < 0.05) 감소하였고 반면 대조군에서는 변화가 없었다. 식이 칼슘과 식이 비타민 D섭취는 대조군 보다 실험군에서 유의하게(P

< 0.05) 높아졌다. 혈청 25(OH)D3와 인슐린 분비는 12주간 의 중재 후 실험군에서 약간 높아졌으나 유의하지는 않았다.

결론: 이상의 결과로 혈청 25(OH)D3가 부족한 제2형 당 뇨병환자에서 혈당, 당화혈색소, 혈청 25(OH)D3, HOMAIR

의 개선에는 칼슘․비타민 D 중재 교육이 도움이 될 수 있 음을 알 수 있다.

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