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Soonchunhyang Med Sci > Volume 17(2); 2011 > Article
SMS 2011 December;17(2):95-99. 
Published online 2011 December 30
Copyright ⓒ 2010 Soonchunhyang Medical Science
Association of Carotid Atherosclerosis and Arterial Stiffness with Obesity
Byung Kyu Ahn, Sung Koo Kim, Young Joo Kwon, Min Su Hyon, Duk Won Bang, Jun Seok Park, Jin Young Yoo, Min Jeong Kim, Jae Seok Park
Department of Internal Medicine, Soonchunhyang University Seoul Hospital, Soonchunhyang University College of Medicine, Seoul, Korea
Corresponding Author: Sung Koo Kim , Tel: +82-2-709-9114 , Fax: +82-2-795-3687 , Email: ksk@schmc.ac.kr
ABSTRACT
Objective: Few studies related to carotid intima media thickness and arterial pulse wave velocity in obese people were reported in Korea. We evaluated carotid intima media thickness (IMT) and arterial pulse wave velocity (PWV) according to existence of obesity. Methods: From January 2009 to March 2010 at Soonchunhyang University Seoul Hospital, we enrolled 118 healthy adults (male: 67, female: 51) without past history of hypertension, diabetes, hypercholesterolemia, heart disease and renal failure. We devided the population into two groups according to body mass index (BMI, kg/m2); non-obese (n=68, 18.5 to 25 kg/m2) group, obese (n= 50, ≥25 kg/m2) group. We measured carotid IMT and PWV of aorta as well as arteries of upper and lower extremities. Results: Carotid IMT showed statistically significant increase in obese group (0.54±0.11 mm vs. 0.58±0.10 mm; P=0.041). IMT is independently and significantly related to age and systolic blood pressure. There is no statistical difference of the PWVs of aorta, upper extremity and lower extremity in obese group compared with non-obese group. BMI showed significant correlations with systolic blood pressure, diastolic blood pressure and IMT. Conclusion: Carotid IMT that was mainly determined by age and systolic blood pressure significantly increased in obese group compared to non-obese group, while neither aortic PWV nor arterial PWVs of upper and lower extremities showed significant difference between the two groups.
Keywords: Obesity; Carotid atherosclerosis; Arterial stiffness
서론
비만은 관상동맥 질환과 뇌졸중 발생을 증가시키는 것으로 보고되고 있다 [1] . 비만이 생기면 고인슐린 혈증, 인슐린 저항성 증가, 고혈당이 동반되어 혈관 내피세포의 손상과 기능장애를 초래하고 동시에 혈관벽에 염증이 생겨 동맥벽으로 면역세포를 이동시켜 동맥경화증과 동맥벽의 경직을 유발한다 [2] . 비만환자에서는 동맥경화증의 예측 지표인 경동맥 내중막의 증가와 동맥의 경직도를 반영하는 동맥 맥파속도(pulse wave velocity, PWV)가 증가된다는 보고가 있다 [3,4] . 그리고 비만을 가지고 있는 사람은 비만이 없는 사람에 비해서 고혈압과 당뇨병 등의 심혈관계 위험인자를 가지고 있는 것으로 알려져 있다 [5] . 국내에서는 고혈압과 당뇨병과 같은 심혈관 질환의 위험인자 없이 비만을 단독으로 가지고 있는 성인에서 경동맥 내중막 두께 및 맥파속도에 관한 국내 연구결과는 그리 많지 않다.
저자들은 종합검진을 시행한 사람들 중 심혈관 질환의 위험인자를 갖고 있지 않은 건강한 성인들을 대상으로 비만의 유무에 따른 경동맥 내중막 두께와 동맥 맥파속도에 대한 비교 분석연구를 시행하였다.
대상 및 방법
1. 연구대상
2009년 1월부터 2010년 3월까지 순천향대학교 서울병원에서 건강검진을 시행한 사람들 중 경동맥 내중막 두께와 동맥 맥파속도를 검사한 성인 177명 중에서 고혈압, 당뇨병, 고지혈증, 심장병, 뇌졸중, 신부전의 과거력이 있는 환자들을 제외한 성인 118명(남자 67명, 여자 51명)을 대상으로 하였다.

2. 방법
1) 체질량지수(body mass index, BMI)
체질량지수는 체중(kg)을 신장(m)의 제곱값으로 나눈 값에서 소수점 한자리까지 표기하였다. 체질량지수를 세계보건기구 아시아 태평양 기준(World Health Organization, Asia-Pacific Perspective, 2000) [6] 은 체질량지수 18.5 kg/m2 미만을 저체중, 18.5 kg/m2 이상 23.0 kg/m2 미만을 정상체중, 23.0 kg/m2 이상 25.0 kg/m2 미만을 과체중, 25.0 kg/m2 이상을 비만으로 정의한 바 있으며, 본 연구에서는 체질량지수 18.5 kg/m2 이상 25 kg/m2 미만을 정상체중군, 25 kg/m2 이상을 비만군으로 분류하였다.

2) 경동맥 내중막 두께 측정
내중막 두께 측정은 고해상도 B-mode 초음파기(Philips IE 33, Philips Medical Systems, Markham, ON, Canada) 7.5 MHz 변환기를 사용하여 숙련된 검사자가 측정하였다. 경동맥 내중막 두께의 측정은 총경동맥에서 경동맥의 팽대부로 이행하는 경계부로부터 근위부 1 cm 구간의 원위벽(far wall)을 측정하였다. 맥파변화에 따른 내중막 두께 직경의 주기적인 변화를 보정하기 위해 심전도상
R파의 첨부 시점에서 측정하였고, 석회 침착이나 초음파검사상 비균질성을 보이는 동맥경화반이 있는 경우에는 동맥경화반이 포함되지 않은 근위부에서 측정하였다. 경동맥 내중막 두께는 초음파상 혈관내강과 혈관내막의 경계로부터 혈관중막과 외막의 경계부위까지의 두께를 측정하였다. 좌우 총경동맥 내중막 두께의 평균치를 이용하여 분석하였으며, 경동맥 내중막 두께가 1.2 mm 이상이고 혈관의 국소적 비후가 관찰된 경우 동맥경화반으로 정의하였다.

3) 동맥 맥파속도 측정
동맥 맥파속도 측정은 자동파형분석기(PP-1000, Hanbyul Meditech Co. Ltd., Jeonju, Korea)를 사용하여 측정하였다. 방법은 환자를 5분 이상 안정시키고 누운 상태에서 동맥 맥파속도, 혈압, ankle-brachial index (ABI), 심전도, 심음을 동시에 측정하여 자동으로 기록하였다. 동맥 맥파속도(m/s)는 두 지점 사이의 거리(m)를 맥파전달 시간(s)으로 나눈 값으로 정의하였다. 본 연구에서는 대동맥, 상지, 하지에서 동맥 맥파속도를 측정하였다.

3. 통계학적 분석
경동맥 죽상경화증은 경동맥 내중막 두께의 좌우 평균으로 보았으며, 동맥 경직도는 대동맥, 상지, 하지의 동맥 맥파속도로 보았다. 비만의 유무에 따라 경동맥 죽상경화증과 동맥 경직도의 차이와 독립적으로 작용하는 인자 및 비만도를 나타내는 체질량지수와 각각의 상관관계에 대해 후향적 연구로 분석하였다.
조사된 자료와 검사의 모든 값은 평균±표준편차로 표기하였고 양 군간의 경동맥의 내중막 두께, 동맥 맥파속도, 혈압 등의 차이를 알아보기 위해 Student’s t-test를 사용하였으며 성별과 동맥경화반의 관련성을 알아보기 위해 χ2-test를 사용하였다. 체질량지수와 혈압, 동맥 맥파속도, 경동맥 내중막 두께 등의 상관관계를 알아보기 위해 Pearson’s correlation coefficient 분석법을 인용하였다. 경동맥 내중막 두께에 영향을 미치는 인자를 알아보기 위해 선형회기분석을 이용하였다. P값은 0.05 미만인 경우 유의하다고 판정하였으며, 모든 분석은 SPSS ver. 18 (IBM, New York, NY, USA)을 사용하였다.
결과
총 118명 중 체질량지수 18.5 kg/m2 이상 25 kg/m2 미만의 정상체중군은 68명이었고, 25 kg/m2 이상 비만군은 50명이었다. 평균 나이는 정상체중군이 52±7세 그리고 비만군이 53±9세로 두 군 간에 차이는 없었다. 성별은 여자가 정상체중군에서 37명(54%), 비만군에서는 14명(28%)으로 양 군 간의 유의한 차이를 보였다(P= 0.005). 수축기 혈압과 이완기 혈압은 정상체중군에서 119±14 mmHg, 75±12 mmHg이고 비만군에서 128±14 mmHg, 84±10 mmHg으로 비만군에서 유의하게 높았다(P<0.001, P<0.001). 고밀도 콜레스테롤은 정상체중군에서 54±12 mg/dL, 비만군에서 49±12 mg/dL으로 정상체중군에서 유의하게 높았으며(P=0.019), 크레아티닌은 0.78±0.15 mg/dL, 0.87±0.19 mg/dL으로 비만군에서 유의하게 높았다(P=0.008). 그 외 ABI, 공복혈당, 총 콜레스테롤, 저밀도 콜레스테롤, 중성지방, blood urea nitrogen (BUN), 사구체 여과율은 양 군 간에 유의한 차이를 보이지 않았다 (Table 1) .
경동맥 내중막 두께는 정상체중군은 0.54±0.11 mm, 비만군은 0.58±0.10 mm로 비만군에서 두께가 유의하게 증가했다(P=0.041)  (Fig.1) . 그러나 동맥경화반은 양 군 간에 차이를 보이지 않았다 (Table 2) .
경동맥 내중막 두께에 독립적으로 영향을 미치는 인자를 알아보기 위해 시행한 선형회귀분석 결과 나이(P<0.001)와 수축기 혈압(P=0.022)만이 영향을 미쳤다. 그리고 성별, 체질량지수, 이완기 혈압, 동맥경화반, BUN, 크레아티닌은 영향을 미치지 않았다 (Table 3) .
동맥 맥파속도는 대동맥, 상지, 하지에서 양 군 간의 유의한 차이를 보이지 않았다 (Table 2) .
체질량지수는 수축기 혈압(P<0.001), 이완기 혈압(P<0.001), 경동맥 내중막 두께(P=0.033), 고밀도 콜레스테롤(P=0.008), 중성지방(P=0.024), 크레아티닌(P=0.007)과 유의한 상관관계가 있었다. 그러나 동맥 맥파속도, ABI, 동맥경화반, 공복혈당, 총 콜레스테롤, 저밀도 콜레스테롤, BUN, 사구체 여과율과는 상관관계가 없었다 (Table 4) .
고찰
본 연구에서는 정상체중군과 비만군 사이에서 경동맥 내중막 두께는 비만군에서 유의한 증가를 보였고, 경동맥 내중막 두께에 독립적으로 영향을 미치는 인자를 알아보기 위해 시행한 선형회귀분석 결과 나이와 수축기 혈압만이 영향을 미쳤다. 동맥 맥파속도는 양 군 간에 차이가 없었다. 비만도를 나타내는 체질량지수는 수축기 혈압, 이완기 혈압, 경동맥 내중막 두께와 상관관계가 있었으며, 동맥 맥파속도와는 상관관계가 없었다.
비만은 관상동맥 질환과 뇌졸중을 초래하여 사망률을 증가시키는 것으로 알려져 있다 [1] . 비만과 심혈관 질환의 발생과의 관계는 비만이 동맥경화증 발생의 독립적 위험인자로 작용하며 경동맥 내중막 두께를 증가시키고 [7] , 동맥의 경직도를 증가시켜 고혈압을 유발한다 [8] .
비만이 동맥을 경직시켜 고혈압을 유발하고 혈관을 노화시키는 기전은 비만이 생기면 인슐린 저항성이 생기고, 더불어 발생한 고인슐린 혈증과 고혈당이 혈관에 영향을 미친다 [2] . 고인슐린 혈증이 혈관에 미치는 영향에 대해서는 아직 완전히 알려져 있지는 않지만 나트륨의 재흡수 촉진 [9] , 교감신경계 자극 [10] , 혈관 평활근 세포 성장 [11] 의 촉진 등이 알려져 있다. 또한 고혈당은 동맥벽에서 단백질의 당화를 유발하여 장기의 손상과 동맥경화 발생에 관여한다 [12] . 또한 내피세포에서 유리된 nitric oxide (NO)를 통해 혈관확장 효과를 나타내는 수용체가 인슐린과 결합하고 인슐린 저항성이 생기면, 내피세포에 의한 혈관확장 작용을 유도하는 인슐린의 능력이 감소된다 [13] . 그리하여 교감신경 활성화에 의한 혈압상승이 불충분한 혈관확장으로 인해 혈관벽을 손상시키고 혈관벽의 경직을 초래한다 [2] . 비만이 동맥벽의 경직을 초래하는 또 다른 기전으로 염증이 작용한다. 체중 증가는 낮은 정도의 염증과 관련[14,15]이 있으며 순환하는 면역세포의 증가는 동맥벽으로 이러한 세포들의 이동을 증가시켜 동맥의 경직을 초래하여 동맥경화증을 유발한다 [2] .
경동맥 내중막 두께 측정은 동맥경화증 정도를 알 수 있는 또 다른 비침습적인 검사로 신체 다른 혈관의 동맥경화의 정도를 추정할 수 있으며, 임상적 증상이 나타나기 전에 혈관의 상태를 알 수 있는 선행지표로 사용될 수 있고 심근 경색과 뇌졸중 발생을 예측할 수 있다 [16] . 또한 경동맥 내중막 두께 측정은 전통적인 심혈관 위험인자와 상관관계가 있으며 비만과도 상관관계가 있다는 보고가 있다 [7] .
Freedman 등 [17] 은 35세 성인 남녀 513명을 대상으로 한 전향적인 연구에서 어렸을 때부터 비만한 경우 성인에서도 내중막의 두께가 증가한다고 하였으며, Ferreira 등 [18] 도 36세 성인 336명을 대상으로 한 연구에서 청소년기의 체질량지수와 허리둘레가 성인기 경동맥 내중막 두께와 독립적인 관련성이 있다고 하였다. 또한 Lo 등 [7] 과 Kotsis 등 [8] 도 비만과 경동맥 내중막 두께의 증가와 관련이 있다고 하였다.
그러나 Kawamoto 등 [19] 은 비만 정도와 동맥경화증과의 관계는 논란이 있다고 하였으며, Gungor 등 [20] 은 비만과 경동맥 내중막 두께와는 관련성이 없다고 하였다.
본 연구에서는 경동맥 내중막 두께는 비만군에서 유의하게 증가되어 있었고, 비만도를 나타내는 체질량지수와 유의한 상관관계가 있었다.
경동맥 내중막 두께에 독립적으로 영향을 미치는 인자로 Reinehr 등 [16] 은 비만 청소년 96명과 마른 청소년 25명을 대상으로 한 연구에서 체질량지수, 수축기 혈압, 혈당치, high-sensitivity C-reactive protein (hsCRP)이 영향을 미친다고 했다. 반면에 Giannini 등 [21] 은 120명의 사춘기 이전의 아이들을 대상으로 한 연구에서 나이, 성별, 체질량지수, 수축기 혈압, 저밀도 콜레스테롤, hsCRP가 영향을 미치지 않는다고 했다.
본 연구에서는 나이와 수축기 혈압만이 독립적으로 영향을 미치는 인자로 작용했으며, 성별, 체질량지수, 이완기 혈압, 동맥경화반, BUN, 크레아티닌은 영향을 미치지 않았다.
동맥 맥파속도는 동맥 경직도의 지표이자 혈관손상을 반영하는 표지자로 사용되며 비침습적으로 손쉽게 측정이 가능하다 [22] . 최근 동맥 맥파속도가 심혈관 질환의 이환율 및 사망률의 강력한 예측인자가 된다는 연구결과가 있어, 동맥 맥파속도 측정이 심혈관 질환 발생의 조기 평가에 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다 [23] .
성인에서 비만 한 가지 인자와 동맥 맥파속도에 관한 연구 논문은 많지 않으며, 대상도 청소년을 대상으로 한 연구가 대부분이다. 이러한 이유는 성인에서 비만이 있는 경우 고혈압, 당뇨병, 고지혈증 등 다른 인자가 동반되어 있는 경우가 많아 비만 한 가지만의 영향에 관한 연구가 쉽지 않기 때문이다.
비만 환자의 비만도 측정 방법에 따라 맥파속도와 상관관계가 다르게 나타나는데 복부 내장의 지방면적이 맥파속도와 상관관계가 높으며 체질량지수는 상관관계가 적은 것으로 보고되고 있다. 그리고 맥파속도를 측정하는 부위에 따라서도 연관성이 다르게 보고되고 있는데 사지 동맥의 맥파속도가 중심동맥인 대동맥보다 상관관계가 더 높다고 보고된다 [24] .
Wildman 등 [2] 은 20-40세 186명과 31-77세의 177명을 대상으로 한 연구에서 체질량지수가 높을수록 동맥 맥파속도가 더 높다고 보고했으며, 이러한 결과는 심혈관 위험인자가 비교적 적은 젊은 그룹과 나이가 많은 그룹 모두 같은 결과를 보여 주었다. 그리고 Zebekakis 등 [25] 은 1,306명을 대상으로 한 연구에서도 역시 체질량지수가 높을수록 동맥 경직도가 증가한다고 보고하였다.
하지만 본 연구에서는 정상체중군과 비만군에서 대동맥과 상지, 하지의 동맥 맥파속도는 유의한 차이를 보이지 않았다.
본 연구의 제한점으로는 첫째로 건강검진 기록을 바탕으로 한 후향성 연구라는 점이며, 둘째로 대상자의 수가 적었다는 것이다. 셋째로 고혈압, 당뇨병, 고지혈증, 심장병, 뇌졸중, 신부전 등의 과거력이 있는 환자만을 제외하여 검진 당시 본인도 알지 못한 심혈관 위험인자를 확인하지 못하여 동맥경화증에 영향을 미칠 수 있는 인자를 완전히 배제하기 힘들었고, 넷째로 경동맥 내중막 두께와 동맥 맥파속도의 측정이 숙련된 기술자가 시행했지만 검사결과가 기술자에 의존적이며, 마지막으로 비만 정도를 복부지방을 측정하지 않고 체질량지수를 이용한 결과로 사료된다.
추후에 전향적 연구와 함께 심혈관 위험인자를 완전히 배제하면서 좀 더 많은 대상자의 수를 가지고 2명 이상이 숙련된 기술자가 검사를 시행한다면 좀 더 의미 있는 자료를 얻을 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구는 심혈관 위험인자가 적은 성인을 대상으로 순수하게 비만이 경동맥 죽상경화증과 동맥 경직도에 미치는 영향을 확인하는 데 의미를 둘 수 있다.
결론적으로 경동맥 죽상경화증은 비만군에서 유의하게 증가되어 있고, 독립적으로 영향을 미치는 인자에는 나이와 수축기 혈압이 있었다. 동맥 경직도는 정상체중군과 비만군 사이에 차이가 없었으나 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
FIGURES
Fig.1 Fig.1
Difference in carotid intima media thickness according to body mass index. IMT, intima media thickness.
TABLES
Fig.1 Table.1
Baseline characteristics
Fig.2 Table.2
Carotid intima media thickness, carotid plaque and pulse wave velocity results
Fig.3 Table.3
Linear regression analysis, with carotid intima media thickness as the dependent variable
 
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