★..한국실내환경학회 KOSIE

소방관의 타액 코티졸과 혈청 코티졸 농도의 상관성

신현지¹⁾ ․ 안연순²⁾ ․ 정경숙²⁾ ․ 김치년¹⁾ ․ 황정호³⁾ ․ 노재훈^3)*

1)연세대학교 보건대학원 및 산업보건연구소 , ²⁾동국대학교 일산병원 산업의학과

3)연세대학교 의과대학 예방의학교실 및 산업보건연구소

Hyunjee Shin¹⁾․ Yeon soon Ahn²⁾․ Kyoungsook Jeong²⁾․ Chi Nyon Kim¹⁾․ Jungho Hwang³⁾․ Jaehoon Rho^3)*

1)

Institute for Occupational Health & Graduate School of Public Health, Yonsei University

2)

Department of Occupational Medicine, Dongguk University Ilsan Hospital

3)

Institute for Occupational Health & Department of Preventive Medicine, Yonsei University College of Medicine Abstract

This studies were measure the cortisol from salivary and serum of fire-fighters, who are relatively always exposed to highly dangerous and unsafe working conditions in which they should bring a fire under control or rescue people in danger situations et cetera, therefore both physically and mentally stressed-out, and comparatively analyzed the correlation between the two cortisol levels. The salivary and serum samples of 133 active fire fighters. These were collected at 8:30am, when leaving for work. The salivary cortisol analysis was carried out with enzyme immunoassay, and the serum cortisol analysis utilized chemiluminescence immunoassay. On the morning of testing, the salivary cortisol concentration was 1.92±0.73(0.51~5.85) / , while the cortisol concentration of serum was 14.93±4.23(4.45~25.85) / . ㎍ ㎗ ㎍ ㎗ Results were grouped according to ages, smoking, drinking habit, and duty type. Higher smoking and drinking produced a statistically significant increase in salivary and serum cortisol concentration. Cortisol concentrations according to type or duty followed by emergency rescue, fire suppression, rescue, miscellaneous. There is a statistically significant correlation between salivary and serum cortisol concentrations. The results show that a significant correlation between salivary and serum cortisol concentrations exists in fire fighters. It is judged that noninvasive methods salivary cortisol could be used in place of serum cortisol to measure cortisol levels when considering factors such as convenience of sample collection and cost.

Keywords : cortisol, saliva, serum, correlation, fire fighter

* Corresponding author. Tel:+82-2-2228-1867, E-mail:[email protected]

서 론 1.

정신건강과 관련하여 스트레스는 남녀노소 관계없이 사용하는 일상화된 용어이며 정신건, 강은 신체건강과 밀접한 관련이 있다 김동수( 등, 2004). 인간에게 있어서 스트레스 반응은 신체를 보호하기 위한 반응이며 건강한 삶을 위해서도 꼭 필요하다 스트레스란 본래 개체에. 가해지는 압력이나 물리적 힘을 가리키는 것으 로 물리학에서 흔히 사용되는데 이것이 인체에 적용되면 압박감이나 근육의 긴장과 같은 신체 적 반응처럼 정신과 신체 간의 관계에서 예측 할 수 있는 흥분상태를 의미한다 고경봉( , 2002).

일반적으로 스트레스에 노출된 후에는 전체적 인 생물학적 반응이 일어나는데 이 중에 신경 내분비계 변화들은 에너지의 이용을 증가시키 고 필요한 물질을 동원하여 회복을 쉽게 함으 로써 스트레스 반응을 잘 극복할 수 있도록 도 움을 주기도 한다 또한 다른 시스템에 영향을. 미치거나 질병의 발생이나 경과에 영향을 미치 기도 한다 즉 스트레스 인자에 의해 신체가. , 저항력을 높이려고 각종호르몬을 분비하는데 이러한 반응들이 변화되면 많은 질병을 일으킨 다고 보고 있다(Rice, 1987).

스트레스 연구에 있어서 흔히 사용되는 호르 몬 측정 방법 중 하나는 혈액 타액 소변의 호, , 르몬 수치를 측정하는 것이다 이중 코티졸은. 다른 스트레스 호르몬에 비해 자극에 더 선택 적으로 반응하고 신체적 스트레스 뿐 아니라, 정신적 스트레스 상황도 잘 반영하기 때문에 스트레스 호르몬이라고 한다(Kahn, 1991). 스트 레스 연구에 코티졸 측정을 이용하는 근거는

신체 대부분의 시스템이 스트레스 중 변화하고 이런 변화들을 나타내는 호르몬 지표가 스트레 스와 관련된다는 것이다 즉 개념적으로 스트레. 스 반응에 있어서 교감신경계와 시상하부 뇌하수- 체 부신축- (hypothalamic-pituitary-adrenal axis, HPA 의 활성화가 중심적인 역할을 한다는 것이 axis)

코티졸의 변화를 측정해야 할 이유이다(Baum 안종모 등

& Grunverg, 1995; , 2007).

따라서 코티졸은 스트레스를 받는 동안 부신 에서의 분비가 증가하므로 인간의 스트레스 정 도를 정확히 반영하는 신뢰성 있는 생체지표로 사용된다(McEwen et al., 1997). 특히 혈중 코, 티졸은 코티졸의 농도를 가장 잘 반영하는 것으 로 스트레스 반응을 측정하는데 주로 사용되어 왔다 그러나 채혈에 의한 코티졸 측정은 정맥. 천자 시 대상자에게 해롭거나 동통을 유발하여 코티졸 농도에 영향을 주어 내적 타당도(internal

를 저해하는 단점이 있다

validity) (Wood &

반면에 타액은 혈액과 달리 간 Rudolph, 1983).

단하고 비침습적(noninvasive)이므로 1980년대 초부터 스트레스 반응 측정에 이용되었다(Groër 타액 표본은 일회용 튜브 또는 작 et al., 1994).

은 플라스틱 용기에 뱉거나 타액 채취를 위해 특별히 고안된 ‘Salivette’의 기구를 사용하는데 두 측정 방법 간의 (Hellhammer et al., 1987),

타액 코티졸 농도는 큰 차이가 없다(Shirtcliff et 타액 코티졸을 al., 2001; Kozaki et al., 2009).

이용한 연구의 장점은 첫째 혈장 유리 코티졸, 은 타액으로 분비되기 때문에 유리 코티졸 농도 는 혈장 내 총 코티졸 농도보다 혈장 내 유리 코티졸 농도를 더 잘 반영한다 따라서 타액 코. 티졸은 생리적으로 활성인 혈중 유리 코티졸 농

도의 좋은 지표가 된다(Mosnier-Pudar et al., 둘째 타액은 소변 표본보다 급성 스트레 1995). ,

스의 효과를 알 수가 있고 시간의 경과에 따른 평가도 가능하다(Kirschbaum & Helhamme, 셋째 타액 분비속도는 타액 코티졸 농도 1989). ,

에 거의 영향을 주지 않기 때문에 타액이 적게, 나오더라도 문제가 적다(Meeran et al., 1993).

넷째 연구대상에 불편함을 주지 않아 일시적인, 스트레스로 인한 영향이 적은 편이다 이러한. 장점으로 인해 타액 코티졸 농도가 최근 여러 연구에서 생리적 스트레스 지표로 자주 이용되 고 있다 박소연( , 2008).

이와 같이 타 분야에서는 코티졸에 대한 연 구가 많이 이루어졌으나 근로자를 대상으로 한 산업보건 분야의 연구는 드물다 채취 자체의. 스트레스만으로도 코티졸 수치를 증가시킬 수 있는 혈액 대신에 타액을 이용한 코티졸의 분 석이 유용할 경우 근로자 건강검진을 비롯하여, 스트레스와 연관된 질환 등 산업보건 관련 연 구 범위가 확대될 것이다.

따라서 본 연구는 직무 특성상 24시간 대기 상태에 있어야 하고 화재 진압이나 구조 구급, , 등의 작업에서 고 위험의 환경에 노출되므로 이로 인해 피로와 심리적 스트레스 강도가 높 을 것으로 생각되는 소방관을 대상으로 타액과 혈청 코티졸 농도를 측정하여 각각의 시료매체 에 의해 평가된 코티졸 수준을 비교 분석함으, 로서 두 방법 간의 상관성을 알아보고자 한다.

연구대상 및 방법 2.

연구 대상은 모 소방서에 현재 근무하는 남

성 소방관 133명을 대상으로 담당 업무 특성에 따라 분류하였으며 화재 발생 시 화재 진압을, 담당하는 진압대원91 ,명 각종 재난사고 현장에 서 인명 구조 활동을 하는 구조대원 명 응급9 , 환자 발생 시 구급활동을 담당하는 구급대원

명 기타 명으로 구분하였다

29 , 4 .

타액 및 혈액 시료는 2009년 월7 20일부터8 월 일에 채취하였으며 자기기입식 설문지를7 , 이용하여 나이 업무 내용 흡연유무 음주량 등, , , 을 조사하였다 시료 채취는 교대근무를 마치고. 퇴근 하는 날 오전 시8 30분에 이루어졌으며, 모든 시료 채취는 시간 이내에 이루어졌다1 .

타액 수집 방법에는 입안에서 면봉을 씹는 자극 방법

(salivette) (Hellhammer DH et al., 과 비 자극 방법이 있다 본 연구에서는

1987) .

타액이 수집관 플라스틱 용기 에 약( ) 2㎖가 될 때 까지 머리를 숙이고 타액을 모아 수집하는 비 자극 방법을 사용하였다 수집된 타액은 분. 석 전까지 -20℃에 냉동 보관하였다.

혈액 시료는 타액 시료 채취 후 오는 순서대 로 전완정맥에서 SST(serum separation tube)에 이상 채혈하였다 혈액은 원심분리기를 이

5㎖ .

용하여 혈청을 분리한 후 분석 전까지 -20℃에 냉동 보관하였다.

타액 코티졸 분석은 효소 면역분석 방법(EIA;

을 통하여 이루어졌으며 Enzyme immunoassay) , 를 구입하여 사 Cortisol-Direct Salivary EIA kit

용하였다(ALPCO Diagnostics). EIA 프로토콜은 에서 제공한 절차를 따랐으며 표준물질

ALPCO ,

의 범위는 0.1 /㎍ ㎗에서 10 /㎍ ㎗이었다 정량은. Spectra max 384 Plus (Molecular Device, U.S.A.) 를 이용하여450nm에서 분석하였다.

혈청 코티졸 분석은 화학 발광을 이용한 면 역학적 방법(chemiluminescense immunoassay) (ADVIA Centaur System, Bayer Diagnostics, 을 사용하여 혈청 코티졸의 농도를 측정 U.S.A.)

하였다 이때 분석 농도의 범위는. , 0.2 /㎍ ㎗에서 이었다

75 /㎍ ㎗ .

모든 자료는 통계 소프트웨어 SPSS(Ver.17.0) 를 이용하였으며 모수검정, (One-way ANOVA, 으로 소방관의 코티 Independent samples t-test)

졸 농도를 비교 하였다 타액과 혈청 코티졸 농. 도의 상관성을 파악하기 위해 상관분석을 실시 하여 피어슨 상관계수를 구하였다 본 연구에서. 의 자료는 평균값 표준편차 최소값 최대값 로± ( ~ ) 표시하였다.

결 과 3.

연구대상자의 일반적 특성 3.1

연구 대상자는 모두 남자였으며 평균 연령은,

세이고 대 명 대

33.73±6.63 , 20 46 (34.6%), 30 61 명(45.9%), 40대 이상이 26 (19.5%)명 이었다.

흡연여부는 흡연자가 79 (59.4%)명 으로 비 흡 연자에 비해 더 많았으며 음주상태는 술을 안, 마시는 사람이 10 (7.5%)명 이었고 주 회 이상, 1 술을 마시는 사람이 123 (92.5%)명 이었다 소방. 관의 직무는 화재진압이 91 (68.4%)명 으로 가장 많았으며 구급 구조 기타 순 이었다, , , (Table 1).

코티졸 농도 3.2

소방관의 타액 내 코티졸 농도는 1.92±0.79 이었으며 혈청 코티졸 농도는 (0.51-5.85) /㎍ ㎗ ,

이었다 코티졸 농도 14.93±4.23(4.45-25.85) /㎍ ㎗ .

를 연령 흡연여부 음주상태 직무에 따라 구분, , , 하여 각 각 평균 차이를 비교하였다(Table 2).

통계 분석 결과 코티졸 농도는 타액 혈청에, 서 모두 정규분포 하였다 연령에 따른 코티졸. 농도는 타액에서는30 ,대 혈청에서는20대가 가 장 높았으며 타액과 혈청 모두, 40대 이상이 가 장 낮았으나 통계적인 유의성은 없었다, .

흡연 여부에 따른 코티졸 농도는 타액과 혈 청 모두에서 흡연이 비 흡연보다 더 높았으며, 혈청에서만 통계적으로 유의하였다(p=0.006).

음주 상태에 따른 타액 및 혈청 코티졸 농도 는 비 음주자에 비해 음주자가 음주횟수에 따 라 코티졸 농도가 증가하였고 주 회 이상 술, 3 을 마시는 사람이 가장 높았다 통계적인 유의. 성은 혈청 코티졸 농도에서만 있었다(p=0.001).

소방관의 직무에 따른 코티졸 농도를 비교하

Variables N %

Age

20-29 46 34.6

30-39 61 45.9

40 26 19.5

Smoking

smoking 79 59.4

non-smoking 54 40.6

Drinking

non-drinking 10 7.5

1~2 / week 91 68.4

> 3 / week 32 24.1

Duty type

Fire suppression 91 68.4

Rescue 9 6.8

Emergency rescue 29 21.8

Etc. 4 3.0

Total 133 100

였는데 타액 혈청 모두 구급이 가장 높았으며, , 화재진압 구조 기타 순이었다, , .

타액 코티졸과 혈청 코티졸 농도의 상관성 3.3

교대근무를 마치고 퇴근하는 소방관의 타액 과 혈청 코티졸 농도의 상관관계를 분석하였으 며(Fig. 1), 두 방법 간의 비교를 위해 피어슨 상관계수(r, p)를 구하였다.

타액과 혈청 코티졸 농도는 통계학적으로 유 의한 상관성이 있었다(p=0.000, r=0.522).

고 찰 4.

소방관들은 직무 특성상 항상 대기 상태에 있어야 하고 화재 진압이나 구조 구급 등의, , 작업에서 고 위험의 환경에 노출되므로 정신적 스트레스가 심하다(Kalimo et al., 1980).혈중 코 티졸은 개인의 스트레스 상태를 평가하기 위해 가장 흔히 이용되는 생화학적 지표 중의 하나

Factors N Saliva Serum

Mean±SD Min~Max p Mean±SD Min~Max p

Age

20-29 46 1.88±0.69 0.86~3.57 0.843 15.09±3.91 6.72~23.29 0.811 30-39 61 1.96±0.87 0.80~5.85 15.01±4.24 7.13~24.86

40 26 1.87±0.76 0.51~3.30 14.45±4.83 4.45~25.85

Smoking

smoking 79 1.98±0.83 0.80~5.85 0.266 15.75±3.85 7.73~24.86 0.006 non-smoking 54 1.83±0.71 0.51~3.33 13.73±4.50 4.45~25.85

Drinking

non-drinking 10 1.60±0.36 0.98~2.25 0.398 12.87±3.25 7.74~17.94 0.001 1~2 / week 91 1.93±0.85 0.51~5.85 14.35±4.15 4.45~24.06

> 3 / week 32 1.98±0.68 0.80~3.46 17.24±3.91 9.43~25.85

Duty type

Fire suppression 91 1.93±0.72 0.80~3.57 0.075 15.00±4.39 6.72~25.85 0.203

Rescue 9 1.64±0.56 1.01~2.57 12.98±3.73 7.13~19.23

Emergency rescue 29 2.01±0.98 0.92~5.85 15.69±3.50 8.21~23.75

Etc. 4 1.10±0.55 0.51~1.84 12.16±5.36 4.45~16.62

Total 133 1.92±0.79 0.51~5.85 14.93±4.23 4.45~25.85

[ /dL]

이다(Kirschbaum & Helhammer, 1989). 그러나 혈액 채취 자체의 스트레스만으로도 코티졸 수 치를 증가시킬 수 있기 때문에 본 연구에서는 소방관을 대상으로 타액을 이용한 코티졸 분석 의 유용성을 보고자 하였다.

예비실험으로 소방관의 타액 내 코티졸 수준 을 비교하기 위하여 모회사에 근무하는 평균 연령47.21±11.48세의 사무직 남성14명을 대상 으로 본 연구와 같은 방법으로 코티졸 농도를 분석한 결과 코티졸 농도는 1.45±0.73 /㎍ ㎗로 이 세 건강한 중년 남성 Cadore et al.(2008) 40

명을 대상으로 측정한 결과 와

28 (1.39±0.75 / )㎍ ㎗ 유사하였다 소방관의 타액 내 코티졸 농도는.

로 일반 사무직원을 대상으로 한 1.92±0.76 /㎍ ㎗

예비실험 결과 보다 높았으며 건강한 성인 남, 성을 대상으로 한 다른 선행 연구(Umeda et al., 1981; Riad-Fahmy et al., 1982; Laudat et 의 결과 al., 1988; Deutschbein et al., 2009)

보다 더 높았다 (0.56±0.03 / ~0.99±0.42 / )㎍ ㎗ ㎍ ㎗ . 이러한 결과는 소방관의 코티졸 농도가 상대적 으로 다소 높다고 할 수 있겠다.

본 연구에서는 소방관의 퇴근 하는 날 오전 코티졸 농도를 연령 흡연여부 음주상태 직무, , , 에 따라 비교하였다 연령에 따른 결과를 보면. 타액에서는30대의 코티졸 농도 혈청에서는, 20 대의 코티졸 농도가 가장 높았다. 40대 이상에 서는 타액과 혈청 코티졸 농도 모두 다른 연령 층에 비해 낮았으나 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다 이는 연령이 코티졸 농도와. 영향이 없다고 한 연구로 설명할 수 있다 민헌( 기, 1999).

흡연여부에 따른 결과는 흡연자가 비 흡연자

에 비해 코티졸 농도가 더 높았으며, Fukuda &

의 연구 결 Morimoto(2002), Badrick et al.(2007)

과와 일치한다 또한 음주상태에 따른 결과 비. , 음주자에 비해 음주자가 음주 횟수에 따라 코 티졸 농도가 증가하였고 주 회 이상 술을 마, 3 시는 사람이 가장 높았다 이러한 결과는 만성. 적인 심한 음주가 타액 내 코티졸 농도를 증가 시킨다는 연구(Adinoff et al., 2003; Beresford

결과와 유사한 경향이었다

et al., 2006) .

소방관의 타액코티졸과 혈청 코티졸 농도의 상관관계를 분석한 결과 타액 코티졸과 혈청, 코티졸 농도는 통계적으로 유의한 상관관계가 있었다(p=0.000, r=0.522). 이와 같은 결과는 타 액 코티졸과 혈청 코티졸 농도의 상관성을 분석한 Umeda et al.(1981), Kirschbaum & Helhammer (1989), Rantonen et al.(2000), Gozansky et al.(2005), 안종모 등(2007), Cadore et al.(2008)의 연구 결과(p<0.005, r=0.47~0.60)와 유사하였다.

이상의 연구 결과는 타 직종과 다른 근무특 성을 가진 소방관의 코티졸 수준의 정보와 타 액과 혈청 코티졸 농도의 상관성을 제공하였다 는 데 그 의의를 찾을 수 있다.

따라서 코티졸을 이용한 연구에 있어서 표본 채취의 편리성 비용 표본 채취 시 신체적인, , 구속이나 윤리적 문제 등을 고려해 볼 때 혈액 대신 타액을 이용한 코티졸 농도를 평가 기준 으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다 또한 생. 리적 스트레스 반응은 활력징후 혈액량의 변, 화 카테콜라민 등으로도 측정 가능하며 모든, , 스트레스 호르몬이 신체내의 생화학적 및 생리 적인 과정에 광범위하게 영향을 미치기 때문에 추후 소방관의 스트레스 수준 평가는 이러한

모든 생리적 반응을 동시에 측정하여 해석하는 것이 필요하겠다.

결 론 5.

본 연구는 소방관을 대상으로 타액과 혈청 코티졸을 측정 비교 분석함으로써 두 코티졸, 수준 간의 상관성을 알아보고자 하였다.

모 소방서에 근무 중인 소방관 133명을 대상 으로 타액 및 혈액 시료를 퇴근하는 날 오전 시8 분에 채취하였으며 타액 코티졸 분석은 효소

30 ,

면역분석 방법(EIA; Enzyme immunoassay)으로, 혈청은 화학 발광을 이용한 면역학적 방법을 사 용하였다.

퇴근하는 날 오전 타액 내 코티졸 농도는 이었고 혈청 코티졸 1.92±0.79(0.51~5.85) /㎍ ㎗ ,

농도는 14.93±4.23(4.45~25.85) /㎍ ㎗이었다 연. 령 흡연여부 음주상태 직무에 따라 코티졸 농, , , 도를 비교한 결과 흡연 음주횟수가 많을수록, 타액 및 혈청 코티졸 농도가 통계학적으로 유 의하게 높았다 직무에 따른 코티졸 농도는 구. 급 화재진압 구조 기타 순이었다 타액 코티, , , . 졸과 혈청 코티졸 농도에는 통계학적으로 유의 한 상관관계가 있었다.

본 연구의 결과 소방관의 타액 코티졸과 혈 청 코티졸 간에는 유의한 상관관계가 있으므로, 스트레스 수준 평가를 위한 코티졸 측정 시 표 본채취의 편리성과 비용 등을 고려하여 혈액 대신 비관혈적 방법인 타액을 이용한 코티졸 농도를 평가 기준으로 사용 가능할 것으로 판 단된다.

감사의 글

본 연구는 소방방재청 재난현장 보건안전 유

* ‘

해인자 분석연구 및 소방업무 종사자 특수건강 진단 모델 개발 연구비 지원하에 수행되었으’ 며 협조하여 준 소방공무원들께 감사드린다, .

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