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해조류 섭취와 당뇨병 발생의 연관성: 한국인유전체역학조사사업 지역사회기반 코호트 자료를 이용한 연구 결과
  • 작성일2017-01-05
  • 최종수정일2017-01-05
  • 담당부서유전체역학과
  • 연락처043-719-6710
  • 6,695
해조류 섭취와 당뇨병 발생의 연관성:
한국인유전체역학조사사업 지역사회기반 코호트 자료를 이용한 연구 결과

질병관리본부 국립보건연구원 유전체센터 유전체역학과
조미진, 이은규, 김성수*

*교신저자: ksungsoo@korea.kr / 043-719-6710

Abstract

Relationship between seaweed intake and the risk of diabetes:
Korean Genome and Epidemiology Study, KoGES (Ansan and Ansung Study)
Division of Epidemiology and Health Index, Center for Genome Science, NIH, KCDC
Cho Mi-jin, Lee Eun-gyu, Kim Sung Soo

Background: Despite the high consumption of seaweed in Asian countries, there are limited epidemiological studies on the relationship between seaweed intake and human health. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the relationship between seaweed intake and the risk of diabetes among Koreans.
Methodology: We followed 7,470 adults, aged 40 to 69 years, from the Korean Genome and Epidemiology Study: Ansan and Ansung Study. Seaweed intake was estimated from a semi-food frequency questionnaire consisting of 103 food items (including laver, kelp/sea mustard). Cox proportional hazard models were used to estimate association between seaweed intake and incidence of diabetes.
Results: During the 12-year follow-up, 1,433 incident cases of diabetes occurred. In stepwise multivariable adjusted Cox-proportional hazard model, the highest seaweed intake group (Q4) was associated with decreased risk of diabetes compared with the lowest (Q1) group (HR=0.80, 95% CI=0.69-0.96, p-trend=0.04).
Conclusion: It was suggested that seaweed intake may play a significant role in lowering the risk of diabetes.


Ⅰ. 들어가는 말

해조류는 바다에 서식하는 조류를 통틀어 지칭하며, 서식하는 바다의 깊이와 해조류의 색깔에 따라 홍조류(김, 우뭇가사리 등), 갈조류(미역, 다시마, 톳 등), 녹조류(파래, 청각, 청태 등)로 나뉜다. 해조류는 주로 한국, 중국, 일본 등 아시아 국가에서 소비되고 있으나, 최근 해조류 섭취가 건강에 유익한 영향을 미칠 수 있는 것으로 보고됨에 따라 서양 국가에서도 그 소비량이 증가하고 있는 추세이다[1]. 해조류는 인간의 소화효소에 의해 분해되지 않는 비전분질 다당류인 식이섬유와 단백질, 미네랄, 비타민 등이 풍부하게 함유되어 있다[1, 2]. 뿐만 아니라 열량과 당부하지수가 낮고, 항산화영양소가 풍부하여 해조류의 섭취는 당뇨병을 예방하고 관리하는데 효과가 있는 것으로 알려져 있다[1, 2]. 그러나 한국인을 대상으로 해조류의 섭취와 당뇨병 발생을 장기적으로 관찰한 역학 연구는 부족한 실정이다.
이에 본 연구에서는 한국인유전체역학조사사업(KoGES, Korean Genome and Epidemiology Study) 내 지역사회기반 코호트(안산·안성 코호트) 자료를 이용하여 김과 미역/다시마, 그리고 이를 합하여 산출한 총 해조류의 섭취와 당뇨병 발생의 연관성을 규명하고자 한다.


Ⅱ. 몸 말

연구 대상 및 방법
본 연구는 질병관리본부 국립보건연구원 유전체역학과에서 수행 중인 한국인유전체역학조사사업 내 지역사회기반 코호트 자료를 이용하였다. 지역사회기반 코호트는 2001년∼2002년 경기도 안산과 안성 지역에 거주하는 40∼69세 성인을 대상으로 기반조사를 시작하여, 이후 매 2년마다 반복 추적조사를 수행하고 있다. 2016년 현재 7차 추적조사가 진행 중에 있으며, 매 조사 시 건강 및 생활습관 정보 등의 역학 자료와 함께 혈액, 소변 등의 생체시료를 수집하고 있다.
지역사회기반 코호트 기반조사 자료에 포함된 10,030명 중 다음에 해당하는 2,560명은 해당 연구에서 제외하였다. ① 추적조사에 한 번도 참여하지 않은 경우(821명), ② 기반조사 당시 당뇨병(1,131명) 또는 암(66명) 또는 갑상선질환(244명) 유병자인 경우, ③ 식이조사를 수행하지 않은 경우(250명) 또는 1일 에너지 섭취량이 성별·연령별 에너지필요추정량(EER, Estimated Energy Requirements)의 25% 미만이거나 300%를 초과한 경우(48명)를 제외하여, 최종적으로 7,470명을 대상으로 분석을 실시하였다.
당뇨병 발생은 설문조사와 혈액검사 자료를 사용하여 정의하였다. 즉, ① 지난 조사 이후 의사로부터 당뇨병 진단을 받은 적이 있습니까? 문항에 “예”라고 응답한 경우 또는 ② 경구용 당뇨약 및 인슐린을 3개월 이상 복용한 적이 있습니까? 문항에 “예”라고 응답한 경우 또는 ③ 공복혈당이 126 mg/dL 이상인 경우 또는 ④ 경구 당부하 검사 2시간 후 혈당이 200mg/dL 이상인 경우 당뇨병으로 분류하였다[3].
대상자의 식이정보와 생활습관 정보 등은 1:1 면접 방식을 통하여 수집되었다. 식이정보는 103개의 항목으로 구성된 반정량 식품섭취빈도조사지(SQFFQ, Semi-Quantitative Food Frequency Questionnaire)를 사용하여 조사하였으며, 영양소 산출은 한국영양학회(2000년) 영양소 데이터베이스를 사용하여 산출하였다[4]. 식품섭취빈도조사에서는 각 식품 항목에 대하여 지난 일 년 간 제시된 분량으로 얼마나 자주 섭취하였는지 응답하도록 하였다. 섭취빈도는 총 9단계(‘거의 안 먹음’, ‘월 1회’, ‘월 2∼3회’, ‘주 1∼2회’, ‘주 3∼4회’, ‘주 5∼6회’, ‘일 1회’, ‘일 2회’, ‘일 3회’)로 조사하였으며, 1회 섭취분량은 우리나라 성인이 평균적으로 섭취하는 분량을 기준으로 총 3단계(‘더 적음’, ‘기준량’, ‘더 많음’)로 조사하였다. 본 연구에서는 해조류에 해당하는 김과 미역/다시마 두 항목을 노출 변수로 고려하였다. 김의 1회 섭취 기준량은 1장(대), 미역/다시마는 국 1그릇이었으며, 이에 대응하는 섭취무게는 각각 2g, 5g이었다. 분석을 위하여 각 식품에 대한 섭취빈도를 일 단위로 환산한 후 이에 1회 섭취분량을 곱하여 김과 미역/다시마 각각의 1일 평균 섭취량을 산출하였고, 이들의 합으로 총 해조류 1일 평균 섭취량을 정의하였다. 산출한 1일 평균 섭취량을 사분위수(Q1∼Q4)로 나누어 대상자를 분류하였다.
흡연 상태는 비흡연, 과거흡연, 현재흡연으로 분류하였고, 음주 상태 또한 비음주, 과거음주, 현재음주로 분류하였다. 신체활동 수준은 신체활동 종류와 소요시간을 이용하여 정량화한 신체활동량(MET, Metabolic Equivalent of Task) 값을 산출하여 평가하였다[5]. 체중(kg)을 신장의 제곱(m2)으로 나누어 체질량지수(BMI, Body Mass Index)를 계산하였고, 이를 기준으로 대상자를 저체중, 정상, 과체중, 비만으로 분류하였다.
해조류 섭취 수준에 따른 일반 특성과 영양소 및 식품 섭취량 비교 시, 연속형 변수는 평균±표준편차로 범주형 변수는 빈도(백분율)로 나타내었다. 각 변인간의 유의성 검증은 분산분석 또는 카이제곱분석을 통하여 실시하였고, 해조류 섭취 수준에 따른 당뇨병 발생 비교위험도를 산출하기 위하여 콕스비례위험모형(Cox proportional hazard model)을 적용하였다. 당뇨병 발생 위험비는 교란변수를 고려하지 않은 모델 1과, 나이와 성별, 거주지역, 총 에너지 섭취량을 보정한 모델 2, 가구수입과 흡연수준, 신체활동량, 비만 정도를 추가로 보정한 모델 3로 구분하여 산출하였다. 최종 보정변수는 단계적 선택방법으로 선정하였으며, 그 과정에서 음주수준과 당뇨병 가족력 유무 변수가 제외되었다.
대상자의 추적관찰기간은 코호트 등록일로부터 추적 종료 시점까지의 기간으로 계산되었다. 추적 종료 시점은 당뇨병 발생 여부에 따라 당뇨병 발생자의 경우 당뇨병이 최초로 확인된 시점을, 당뇨병 미발생자의 경우 마지막 추적 시점을 추적 종료 시점으로 간주하였다. 연구 결과에 잠재적으로 미칠 수 있는 영향을 최소화하기 위하여 암 또는 심혈관계질환이 발생한 대상자의 경우 확인된 그 시점을 기준으로 중도절단(censoring) 처리하였다. 모든 자료의 분석은 SAS 9.2(SAS Institute, Cary, NC)를 이용하였고, 통계적인 유의성은 양측검정으로 p값 0.05를 기준으로 검정하였다.

기반조사 당시 일반 특성
본 연구에 포함된 대상자 7,470명 중 남성은 48.5%, 여성은 51.5%이었고, 평균 연령은 51.8±8.8세이었다(Table 1). 남성 대상자의 절반에 가까운 대상자가 현재 흡연을 하고 있는 것으로 나타났으며, 현재 음주자의 비율은 남성 71.3%, 여성 26.8%로 남성이 높았다. 신체활동량 역시 남성이 높았으며, 체질량지수를 기준으로 분류한 비만 대상자의 비율은 여성이 높았다. 연구의 주요 독립변수인 김과 미역/다시마의 1일 섭취량은 각각 1.1±1.2g, 0.9±1.3g이었고, 김과 미역/다시마의 1일 섭취량을 합하여 산출한 총 해조류의 1일 섭취량은 1.91±2.0g이었다. 성별에 따른 총 해조류 섭취 수준은 남성 1.7±1.7g, 여성 2.1±2.2g으로 여성이 높았다.

해조류 섭취 수준에 따른 일반 특성
하루 평균 해조류 섭취량의 사분위수를 기준으로 대상자를 네 군으로 분류하였으며(Q1∼Q4), 이에 따른 일반 특성은 Table 2에 제시하였다. 해조류 섭취수준이 가장 낮은 군과 비교하여 가장 높은 군은 여성 대상자의 비율이 높았으며, 연령이 낮은 경향을 보였다. 또한 도시(안산) 지역 거주자 비율과 총 가구소득은 높았으나, 신체 활동량은 낮았다. 뿐만 아니라 해조류 섭취수준이 높을수록 비만한 대상자의 비율이 높은 경향을 보였다.

해조류 섭취 수준에 따른 영양소 및 식품 섭취량
해조류 섭취 수준에 따른 영양소 및 식품 섭취량 분석 시 1일 총 에너지 섭취량의 경우 성별과 연령을 보정하고, 이 외의 경우 1일 총 에너지 섭취량을 추가로 보정하였다(Table 3). 해조류 섭취 수준이 증가할수록 에너지를 비롯한 지방, 단백질, 조섬유 등 대부분의 영양소 1일 섭취량이 증가하는 경향성을 보였으나, 탄수화물의 섭취 수준은 감소하는 경향성을 보였다(Ptrend<0.001). 또한 해조류 섭취 수준에 따른 식품 및 식품군 섭취량을 살펴보면, 해조류 섭취 수준이 증가할수록 흰 쌀밥과 밀가루 식품의 섭취는 낮고, 생선과 채소 및 김치, 버섯, 콩 및 두부, 견과류의 섭취는 높은 것으로 나타났다(Ptrend<0.001).

해조류 섭취와 당뇨병 발생의 연관성
연구 대상자 7,470명에 대해 12년 동안 추적한 결과(추적 기간: 67,073인년), 해당 기간 동안 1,433명(남성: 743명, 여성: 690명)의 당뇨병 환자가 새롭게 발생하였다. 김과 미역/다시마, 그리고 이를 합하여 산출한 총 해조류의 1일 평균 섭취량 수준(Q1∼Q4)에 따른 당뇨병 발생 위험도를 분석한 결과는 Table 4에 제시하였다. 해당 분석은 잠재적 혼란변수를 고려하지 않은 모델 1과 나이, 성별, 거주지역, 1일 총 에너지 섭취량을 보정한 모델 2, 이에 가구수입과 흡연수준, 신체활동량, 비만 정도를 추가적으로 보정한 모델 3으로 구분하여 수행하였다.
김 섭취와 당뇨병 발생의 연관성을 분석한 결과, 통계적으로 유의한 관련성은 관찰되지 않았다. 반면 미역/다시마의 경우, 교란변수를 보정하지 않은 모델 1에서 미역/다시마의 섭취 수준이 1사분위에 해당하는 군과 비교하여 3사분위에 해당하는 군의 당뇨병 발생은 14% 낮았으며(HR: 0.86, 95% CI: 0.76∼0.98), 미역/다시마의 1일 평균 섭취량과 당뇨병 발생 사이 음의 경향성이 관찰되었다(Ptrend=0.02). 잠재적 혼란변수들을 보정한 모델 3에서도 1사분위 군 대비 3사분위 군의 당뇨병 발생 위험은 12% 낮았고(HR: 0.88, 95% CI: 0.76∼0.99), 통계적으로 유의하지는 않지만 미역/다시마의 섭취 수준이 가장 낮은 1사분위 군 대비 가장 높은 4사분위 군의 당뇨병 발생 위험은 10% 낮았다(HR: 0.90, 95% CI: 0.75∼1.08). 마지막으로 총 해조류의 1일 평균 섭취량이 가장 낮은 군(Q1)을 기준으로 해조류 섭취 수준에 따른 당뇨병 발생 위험도를 분석하였다. 총 해조류 섭취 수준이 가장 낮은 군(Q1)과 비교하여 가장 높은 군(Q4)의 당뇨병 발생 위험도는 20% 낮았고(Model 3, HR: 0.80, 95% CI: 0.69∼0.96), 총 해조류의 섭취 수준이 증가할수록 당뇨병 발생은 감소하는 경향성을 보였다(Model 3, Ptrend=0.04).


Ⅲ. 맺는 말

본 연구는 질병관리본부 국립보건연구원 유전체역학과에서 수행 중인 한국인유전체역학조사사업 내 지역사회기반 코호트에 포함된 40∼69세 성인 남녀 7,470명을 대상으로 김과 미역/다시마 그리고 이를 합하여 산출한 총 해조류 섭취와 당뇨병 발생의 연관성을 규명하고자 하였다. 그 결과 총 해조류의 1일 평균 섭취량이 가장 낮은 군(Q1)과 비교하여 가장 높은 군(Q4)의 당뇨병 발생 위험은 20% 낮았으며, 총 해조류 섭취 수준과 당뇨병 발생 사이 음의 경향성이 관찰되었다. 이번 연구에서 총 해조류 섭취 수준이 가장 높은 군의 김과 미역/다시마 각각의 1일 평균 섭취량을 살펴보면, 김의 경우 2.31±1.73g로 이는 김 1장(2g) 보다 약간 많은 양이었으며, 미역/다시마의 경우 2.09±1.99g로 대략 미역국 1그릇에 포함되는 미역 양(5g)의 절반 보다 적은 양이었다.
국민건강영양조사 자료를 이용한 단면 연구에서 김과 미역의 섭취 수준이 높은 경우 당 대사 이상(당뇨 전단계 및 당뇨병 유병)의 위험이 낮은 경향성이 관찰되었다[6]. 또한 갈조류 추출물을 이용한 중재 연구에서 갈조류 추출물이 체내 인슐린 수준을 유지하고, 인슐린 저항성을 낮추는데 효과적인 것으로 나타났다[7]. 해조류 섭취와 당뇨병 발생 사이 음의 관련성은 해조류에 포함된 풍부한 식이섬유와 관련지어 설명할 수 있다[6]. 선행연구에 따르면 식이섬유의 섭취 증가는 혈당 흡수를 늦추어 공복혈당 및 2시간 후 혈당을 감소시킬 수 있는 것으로 보고되고 있다[1]. 뿐만 아니라 해조류는 에너지 밀도 및 혈당지수가 낮아 혈당반응이 느리게 나타난다고 알려져 있으며, 해조류에 함유된 폴리페놀과 같은 항산화물질은 활성산소로 인한 세포 손상을 보호하여 당뇨병을 예방하고 관리하는데 도움이 되는 것으로 보고되고 있다[2, 6]. 이러한 이유로 높은 해조류 섭취가 당뇨병 발생 위험을 낮추는데 긍정적인 역할을 할 수도 있을 것으로 보인다. 그러나 과량의 해조류 섭취는 지나친 요오드 섭취로 이져 갑상선 질환의 위험을 높이는 등 오히려 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 적정 수준의 섭취가 권장된다[8].
본 연구에서 해조류 섭취의 평가는 반정량 식품섭취빈도조사지를 이용하여 수행하였다. 이는 장기간에 대한 식품 섭취 수준을 비교적 쉽게 조사할 수 있다는 장점이 있으나, 구조화된 설문의 특성 상 해조류의 섭취량이 실제보다 과소 추정되었을 수도 있으며, 조리 과정이 고려되지 않는다는 단점이 있다. 또한 본 연구에서 대상자의 해조류 섭취는 기반 조사 당시 실시한 식이 조사 자료만을 사용하여 평가하였으므로, 추적 기간 동안 대상자의 식이 섭취 변화를 반영하지 못하였다는 제한점이 있다. 마지막으로 본 연구에서 해조류 섭취 수준이 높은 군의 경우, 당뇨병 위험을 낮출 수 있는 것으로 보고된 채소[9]와 생선류[10]의 섭취 수준도 높은 것으로 나타났다. 채소와 생선류 1일 섭취량을 보정 모델에 추가하여 분석하였을 때도 결과는 약화되지 않았지만, 본 연구의 결과가 연구 대상자의 전반전인 식사 패턴으로 인한 결과일 가능성을 배제할 수 없을 것이다. 따라서 향후 이러한 제한점을 극복하기 위한 추가 연구가 수행될 필요가 있다 사료된다.
결론적으로 이번 연구는 해조류를 비교적 많이 섭취하지만, 이와 건강 간의 관련성에 대한 역학 연구가 부족했던 한국인을 대상으로 진행하였다는 점에서 의의가 크다 할 수 있다. 해조류의 섭취와 당뇨병 발생 사이 음의 관련성을 발견한 본 연구는 당뇨병을 예방하고 관리하기 위한 식이지침 마련에 과학적인 참고자료가 되리라 기대한다.


Ⅵ. 참고문헌

1. Kim MS, Kim JY, Choi WH, Lee SS. 2008. Effects of seaweed supplementation on blood glucose concentration, lipid profile, and antioxidant enzyme activities in patients with type 2 diabetes mellitus, Nutr Res Pract. 2(2):62-7
2. Sharifuddin Y, Chin YX, Lim PE, Phang SM. 2015. Potential Bioactive Compounds from Seaweed for Diabetes Management, Mar Drugs. 3(8):5447-91
3. 대한당뇨병학회. 2015. 당뇨병진료지침
4. Ahn Y, Kwon E, Shim JE, Park MK, Joo Y, Kimm K, Park C, Kim DH. 2007. Validation and reproducibility of food frequency questionnaire for Korean genome epidemiologic study, Eur J Clin Nutr. 61(12):1435-41
5. 민해숙, 김연정. 2012. 코호트 설문조사 자료를 활용한 신체활동 계량화, 주간 건강과 질병. 33(5):620-624
6. Lee HJ, Kim HC, Vitek L, Nam CM. 2010. Algae consumption and risk of type 2 diabetes: Korean National Health and Nutrition Examination Survey in 2005, J Nutr Sci VitaminoL. 56(1):13-8
7. Paradis ME, Couture P, Lamarche B. 2011. A randomised crossover placebo-controlled trial investigating the effect of brown seaweed (Ascophyllum nodosum and Fucus vesiculosus) on postchallenge plasma glucose and insulin levels in men and women, Appl Physiol Nutr Metab. 36(6):913-9
8. Han MR, Ju DL, Park YJ, Paik HY, Song YJ. 2015. An Iodine Database for Common Korean Foods and the Association between Iodine Intake and Thyroid Disease in Korean Adults, Int J Thyroidol. 8(2):170-82
9. Li M, Fan Y, Zhang X, Hou W, Tang Z. 2014. Fruit and vegetable intake and risk of type 2 diabetes mellitus: meta-analysis of prospective cohort studies, BMJ Open. 4(11):e005497
10. Nanri A, Mizoue T, Noda M, Takahashi Y, Matsushita Y, Poudel-Tandukar K, Kato M, Oba S, Inoue M, Tsugane S; Japan Public Health Center-based Prospective Study Group. 2011. Fish intake and type 2 diabetes in Japanese men and women the Japan Public Health Center-based Prospective Study, Am J Clin Nutr. 94(3)884-91
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