당뇨병은 췌장의 베타세포에서 인슐린이 제대로 분비되지 않거나 인슐린 저항성이 증가하여 인슐린 이용 능력이 떨어져 고혈당을 비롯하여 각종 대사장애를 야기하는 내분비장애 질환이다 [1]. 당뇨병의 원인으로는 유전적 요인과 식습관, 비만, 신체활동 부족, 감염, 약물과 같은 환경적 요인이 있으며 [2], 이러한 요인은 인슐린 저항성과 췌장의 베타세포 분비 능력저하라는 공통적인 기전으로 이어진다. 최근 염증은 당뇨병의 발생 기전에 중요한 역할을 한다고 밝혀지고 있다 [3]. 지방세포에서 분비되는 아디포사이토카인과 대식세포에서 분비되는 사이토카인으로 인한 염증반응은 염증성 kinase를 활성화시키고 insulin receptor substrate-1을 인산화 해서 인슐린 신호를 방해한다 [4, 5]. 또한, 염증반응은 췌장의 랑게르한스섬에 있는 대식세포가 분비하는 사이토카인의 길항작용을 방해함으로써 베타세포 기능을 저하시키는 것으로 밝혀졌다 [6].

식사로 섭취하는 영양소의 대사가 체내 염증반응에 영향을 미친다는 연구가 지금까지 보고되고 있다 [7, 8, 9, 10, 11]. 지방은 에이코사노이드 대사 조절을 통해 염증 과정에 관여한다고 밝혀졌으며 [7], 또한 오메가-3계 지방산을 함유한 전곡물, 과일, 채소는 항염증작용을 통해 염증지표를 감소시키는 것으로 나타났다 [8, 9, 10]. 이 외에도 비타민 C, 비타민 A, 비타민 E, 플라보노이드를 비롯한 다양한 항산화 영양소도 체내 염증지표를 낮추는 것으로 알려져 있다 [11]. 하지만 식사는 다양한 식품군이 복합적으로 영향을 미치고 영양소끼리 상호작용을 하기 때문에 단독 식품이나 특정 영양소로 염증과 질병의 발생을 연관 짓기에는 실질적인 한계가 있다 [12]. 그래서 Shivappa 등 [13]은 체계적 문헌 고찰을 통해 여러 영양소 및 식품과 6개의 염증지표 (interleukin [IL]-1β, IL-6, tumor necrosis factor [TNF]-α, C-reactive protein [CRP], IL-4, IL-10)와의 관계를 기반으로 한 식사염증지표 (Dietary Inflammatory Index, DII)를 개발하였다. 하지만 DII는 대부분 영양소 중심으로 염증지표를 판단하고 나라별로 식문화에 따라 섭취하지 않는 식품도 포함되어 있을 뿐만 아니라, 실제 임상에서 적용하기에는 분석에 제한이 있는 영양소가 포함되어 있다는 단점이 있다 [13]. 이러한 단점을 극복하고자 식품군 중심의 식사염증지표인 Empirical Dietary Inflammatory Index (EDII)가 개발되었고 [14], 우리나라에서도 Na 등 [15]이 국내 식품군을 기준으로 한국형 식사염증지표 (Food-based Index of Dietary Inflammatory Potential, FBDI)를 개발하였다. FBDI는 우리나라의 51개 식품군 중 스피어만 상관계수 분석을 통해 체내 염증지표인 high sensitivity C-reactive protein (hs-CRP)와 유의한 관련이 있는 10개 식품군을 선별한 후 다중회귀분석 모델을 기반으로 도출한 계산식으로 항염증군 식품군 7개와 전염증 식품군 3개로 구성되어 있다 [15]. 식사염증지표는 인슐린저항성을 비롯한 혈당 관련 지표나 당뇨병 발생률과의 상관성이 보고된 바 있다 [16, 17, 18]. 미국 간호사를 대상으로 진행된 대규모 코호트 연구에서는 Empirical Dietary Inflammatory Pattern (EDIP)과 당뇨병 발생과 양의 상관관계를 나타냈으며 [16], 미국의 폐경 이후 여성을 대상으로 진행한 코호트 연구에서도 EDIP와 당뇨병 발생이 양의 상관관계를 나타냈다 [17]. 또한 이란의 단면연구에서는 DII가 가장 낮은 군에 비해 가장 높은 군이 당뇨병 전단계가 발생할 위험이 18.88배 높은것으로 나타났다 [18]. 반면, 유럽에서 이루어진 대규모 코호트 연구에서는 DII가 가장 낮은 분위수에 비해 높은 분위수로 올라갈수록 당뇨병 발생률이 줄어들었으며 [19], 미국에서 성인 남성을 대상으로 진행된 코호트 연구에서 DII와 당뇨병 발생과의 연관성이 나타나지 않았다는 연구결과도 있었다 [20]. 이처럼 식사염증지표와 당뇨병의 발생과의 관계는 아직 제대로 규명되지 않았으며, 특히 국내에서 식사염증지표와 당뇨병의 상관관계를 살펴본 연구는 거의 찾아볼 수 없었다. 또한 식사염증지표가 당뇨병의 심각성에 미치는 영향에 대해서는 국내뿐만 아니라 국외에서도 살펴보기 어려운 실정이다. 그러므로 우리나라 식품군을 기반으로 개발된 FBDI와 당뇨병의 발생률 및 심각성과의 연관성에 대해서 알아보고자 본 연구를 진행하였다.

본 연구는 한국인 유전체 역학 조사 (KoGES)의 자료를 이용하여 한국형 식사염증지표 (FBDI)와 당뇨병의 발생 및 심각성과의 연관성에 대해 알아보기 위해 시행하였다. 연구결과 기반조사에서 당뇨병이 없는 사람의 경우, FBDI가 가장 높은 군이 낮은 군에 비해 추적조사기간 동안의 당뇨병 발생 위험이 높은 것으로 나타났지만, 모든 교란변수를 보정한 모델에서는 유의적인 결과가 나타나지 않았다. 하지만 기반조사에서 당뇨병이 있는 사람들을 대상으로 본 결과, 당화혈색소 9%를 기준으로 심각성을 살펴보았을 때 FBDI가 가장 낮은 군에 비해 가장 높은 군에서 위험이 높게 나타났으며, 여성인 경우나 규칙적으로 운동을 하고 있지 않은 경우, BMI가 25 이상으로 비만인 경우 더욱 두드러지는 경향으로 나타났다.

FBDI는 녹색채소, 계란, 콩류, 시트로서 계열의 과일, 붉은 과일, 빵·밀가루, 견과류를 포함한 총 7개의 항염증 식품군과 믹스커피/가당음료, 흰쌀, 육류와 같은 3개의 염증 식품군을 종합하여 염증지표인 hs-CRP와의 관계를 통해 개발된 식사염증지표이다 [15]. FBDI는 기존의 문헌고찰을 통한 연역적 방법으로 개발된 DII 지표와는 달리 가설을 기반으로 귀납적 방법을 통해 개발된 지표로 우리나라 식품군에 맞춰 개발되었다는 특성을 가지고 있다 [15]. 또한 FBDI와 hs-CRP 수치 반영에 대한 타당성은 밝혀져 있으며, 높은 FBDI 점수는 혈압, 공복혈당, 중성지방 증가, HDL-콜레스테롤 감소 등의 대사적지표 변화와 함께 대사증후군의 위험도 증가와 관련이 있다 [15]. 본 연구에서는 기반조사의 FBDI 점수를 사분위수로 나누어 살펴본 결과, FBDI가 가장 높은 분위수에서 가장 낮은 분위수보다 hs-CRP 수치가 높았으며 중성지방 증가와 HDL-콜레스테롤 감소를 보여 이전 선행연구와 일치하는 경향을 나타냈다. 본 연구에서는 FFQ의 결과를 기반으로 FBDI 점수와 에너지 섭취량을 산출하였으며, 이때 FBDI 수준에 따른 에너지 섭취량의 연관성을 나타내지 않았기 때문에 FBDI가 총 에너지 섭취량에 영향을 받지 않았다고 볼 수 있다.

영양소 측면으로 살펴봤을 때, 본 연구에서 1일 영양소 섭취량을 1,000 kcal 기준으로 환산한 결과 FBDI가 가장 높은 분위수에서 단백질, 탄수화물, 식이섬유, 콜레스테롤 섭취가 낮았으며 지방 섭취량은 높았다. 이 외에 비타민 A, 비타민 B₁, 비타민 C, 비타민 B₆, 엽산, 레티놀, 카로티노이드, 비타민 E, 칼슘, 인, 철, 칼륨, 나트륨, 아연 모두 FBDI가 높은 분위수에서 섭취량이 적은 것으로 나타났다. 이는 비타민 A, 비타민 C, 비타민 D, 비타민 E, 플라보노이드, 아연, 구리, 셀레늄과 같은 항산화 영양소는 체내 염증과 역의 상관관계를 보인 반면, 총 지방, 트랜스지방산, 포화지방산의 섭취는 체내 염증과 양의 상관관계를 보인 선행연구들과 일치한다 [11, 25, 26, 27]. 본 연구에서 FBDI가 가장 높은 분위수에서 콜레스테롤 섭취량이 가장 낮은 것으로 나타났는데, 이는 FBDI 점수를 사분위로 나누어 식품군별 섭취를 비교분석 하였을 때 콜레스테롤 함유량이 높은 계란, 유제품, 육류 등 식품군 섭취의 차이로 인한 결과로 생각된다. 예를 들어, 계란은 FBDI 산출 시 항염증 식품군에 포함되기 때문에 FBDI가 가장 높은 분위수에서 섭취 정도가 가장 낮았으며 더불어 유제품의 섭취 정도도 가장 낮았는데 이에 따라 콜레스테롤 수치도 가장 낮게 분석된 것으로 사료된다.

식사염증지표와 당뇨병의 발생 및 악화에 관한 선행연구를 살펴보면 당뇨병 발생에 대한 코호트 연구 결과, Lee 등 [16], Jin 등 [17], Denova-Gutiérrez 등 [28]에서 양의 상관관계, Laouali 등 [19], Guinter 등 [20]에서는 음의 상관관계가 나타났으며, van Woudenbergh 등 [29]에서는 연관성이 없다는 결과로 대치되고 있는 상황이다. 당화혈색소 9%를 기준으로 당뇨병의 심각성을 살펴본 단면연구에서 식사염증지표와 당뇨병의 악화는 양의 상관관계가 있었으며 [30], 동맥 경직과 신사구체 여과율 감소 등의 당뇨병 합병증과 양의 상관관계가 있었다 [31]. 본 연구에서는 FBDI와 당뇨병 발생률에 관하여는 통계적으로 유의적인 결과가 나오지 않았지만 당화혈색소 수준과 양의 상관관계를 나타냈다. 먼저 이는 본 연구의 평균 추적기간이 3.97년으로 선행연구 [17, 19]에 비해 짧은 기간으로 당뇨병 발생을 위한 시간이 충분하지 않았기 때문으로 추측된다. 또한 앞서 기술한 선행 연구들과 달리 본 연구에서는 모집단을 당뇨병 유무에 따라 구분하여 분석하였다는 차이점의 영향으로 보인다. 본 연구에서는 당뇨병이 있는 대상자에서 식사가 단독으로 당뇨병 악화에 미치는 영향을 분석하고자 생활 습관 변수와 BMI에 추가적으로 당뇨 진단 나이, 총 콜레스테롤, 중성지방, LDL-콜레스테롤 등의 지질 지표를 교란변수로 보정하였다. 인슐린요법 등의 약물은 당뇨병 환자의 식사 제한에 영향을 끼친다는 연구결과가 있지만 [32], 본 연구에서는 당화혈색소를 당뇨병의 심각성에 대한 지표로 사용하고자 당뇨의 심각성을 반영할 수 있는 인슐린과 경구혈당강하제 등의 약물의 사용 여부는 추가적인 교란변수로 보정하지 않았다. 식사염증지표와 당뇨병과의 관계에 대한 연구는 지금까지 주로 당뇨병 발생 자체에 대한 연구가 대부분인 반면 [16, 17, 19, 20, 28, 29], 당뇨병이 이미 발생한 사람의 특성을 살펴본 연구는 지금까지 많이 이루어지지 않았다 [33]. 이는 당뇨병인 환자 내에서 식사 특성을 비교하게 될 경우, 이미 질병이 진행된 상태이기 때문에 식사 및 생활 습관에 변화가 일어날 가능성이 있으며, 약물을 비롯하여 체내에 영향을 일으키는 변수가 다양하게 작용할 수 있기 때문이다 [34]. 하지만 당뇨병은 발생뿐만 아니라 진행 과정에서의 식사관리가 중요한 요인으로 작용한다는 점을 고려할 때 [35], 식사염증지표 또한 질병의 심각성과 관련되어 연구되어야 할 필요성이 있다.

한국인 유전체 역학조사 사업 중 도시기반 코호트 자료를 사용한 국내 논문에서 hs-CRP와 당뇨병 발생률에 양의 상관관계를 밝혔으며 [36], 동일한 코호트 자료를 활용한 연구에서 채소, 버섯, 해조류, 과일, 콩류가 풍부하게 함유된 식사패턴과 기름진 생선, 고지방 육류를 적게 섭취한 식사패턴이 고혈당 발생을 예방한다는 결과를 밝혔다 [37]. 그러므로 본 연구결과와 선행연구를 종합하여 볼 때, hs-CRP와 같은 지표로 나타내지는 염증 상태는 당뇨병 발생에 영향을 미치나, 염증과 관련된 식품군 섭취는 당뇨병 발생 자체에 미치는 영향이 제한적이라고 볼 수 있다. 반면 당뇨병이 있는 사람에서는 염증 유발 식품군의 섭취가 당뇨병의 심각성에 영향을 미칠 수 있다.

그리고 본 연구에서는 FBDI에 따라 당화혈색소 수준이 높을 위험을 다양한 변수로 계층화 한 결과, 여성과 운동을 하지 않은 그룹, BMI가 25 이상으로 비만인 그룹에서 위험도가 더욱 두드러지는 경향을 나타냈다. Zhou 등 [38]에 따르면 당뇨병 악화의 위험요인으로 너무 높거나 낮은 BMI, 젊은 나이, 과도한 수준의 중성지방, 낮은 수준의 HDL 등을 밝혔다. 그 중에서도 비만은 가장 대표적인 당뇨병의 악화요인으로 일컬어지고 있으며 [39], 기존 연구에서는 식사염증지표가 당뇨병의 발생에 미치는 영향이 특히 비만인 대상자에게서 높게 나타났다는 것이 밝혀졌다 [26]. 하지만 비만인 당뇨병 환자를 대상으로 식사염증지표가 당뇨병의 심성에 미치는 영향을 살펴본 연구는 지금까지 없었으며, 본 연구에서 나타난 결과는 이미 당뇨병이 진행된 상황이기 때문에 비만으로 인한 염증반응과 식사를 통한 염증반응이 함께 시너지 효과를 일으켜 당화혈색소의 악화로 이어지는 것으로 추측된다. 또한 운동을 하고 있지 않은 대상자의 경우에도 식사를 통한 염증반응이 더욱 두드러졌는데 당뇨병 환자를 대상으로 한 기존의 중재 연구에 따르면 운동을 한 그룹이 그렇지 않은 그룹에 비해 염증성 사이토카인의 수치가 낮아졌다는 결과가 있었다 [40]. 본 연구에서도 규칙적으로 운동을 한 그룹에서는 식사염증지표와 당화혈색소의 수준과의 상관성이 통계적으로 유의하게 나오지 않았는데 이는 운동의 항염증 작용으로 인하여 식사를 통한 염증의 정도가 상쇄된 것이 아닌가 추측된다. 마지막으로 본 연구에서는 여성인 경우 식사염증지표를 통한 당화혈색소의 수준이 높을 위험이 높게 나타났다. 지금까지의 이루어진 연구에 따르면 여성의 경우 남성에 비해 혈당조절이 어렵고 당뇨병으로 인한 사망률이 높았으며 이에 대한 원인으로 생리학적인 차이와 당뇨병 치료약제에 대한 반응의 차이 등이 일컬어지고 있지만 아직까지 확실하게 밝혀지지 않았다 [41]. 그 중 폐경 후 호르몬 변화에 의한 영향이 원인으로 연구되고 있어서 본 연구에서도 여성의 경우 폐경 여부를 교란 변수로 보정하였지만 결과에 영향을 미치지 않았다. 결론적으로 위 내용을 모두 종합하여 보았을 때 식사염증지표가 당화혈색소에 미치는 영향은 당뇨병인 환자들 중에서도 특성에 따라서 제한적으로 유의한 결과를 가진다고 볼 수 있다.

본 연구는 몇 가지 제한점이 있다. 첫째, FBDI에 사용된 염증지표가 hs-CRP 한가지로 DII에서 사용된 6개의 다양한 염증지표 (IL-1β, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α, hs-CRP)와 비교했을 때 신뢰도가 떨어진다. 이후 더 다양한 염증지표를 포괄한 FBDI의 개발이 필요하다고 사료된다. 둘째, 연구 대상자 선정 시 정보누락으로 인해 탈락한 대상자의 수가 많다. 본 연구에서 당화혈색소를 당뇨병의 심각성을 나타내는 중요 지표로 사용하였는데 해당 지표의 경우 코호트 조사 기간 중 일부 기간 동안만 조사되어 이 과정에서 많은 대상자가 제외되었다. 추후 보다 많은 대상자를 포함하는 데이터를 이용한 재분석의 필요성이 사료된다. 셋째, 당뇨병 발생률을 살펴본 전향적 코호트 연구임에도 불구하고 FBDI와 당뇨병 발생까지의 추적기간이 3.97년으로 상대적으로 당뇨병 발생까지의 기간이 충분하지 않아, 해석에 있어 주의가 필요하다. 넷째, FBDI와 당화혈색소 수준을 비교한 연구는 단면연구 특성상 인과관계를 완전히 대변하지 못한다. 다섯째, 기반조사에서 설문으로 조사하지 못한 변수가 존재하여 미처 보정하지 못한 교란요인이 영향을 미칠 가능성이 있다.

이러한 단점에도 불구하고 본 연구는 몇 가지 의의를 가지고 있다. 첫째, 국내에서 이루어진 대규모 연구로 식사염증지표와 당뇨병의 발생 및 당화혈색소와의 관계를 살펴본 최초의 연구이다. 비록 FBDI와 당뇨병 발생과의 연관성은 나타나지 않았으나, FBDI가 높을수록 당화혈색소 수준이 높을 위험이 있으며, 이는 여성, 운동부족, 비만한 그룹에서 심화되는 경향이 있음을 밝혀냈다. 이는 현재 당뇨병 진료지침으로 사용되고 있는 임상영양요법이 주로 탄수화물, 단순당, 식이섬유, 포화지방산과 같이 개별 영양소로 이루어진 반면, 앞으로 당뇨병 환자의 혈당관리에 있어서 식사지수의 차원으로 접근할 수 있는 기반이 되리라 사료된다. 또한 식사염증지표와 당화혈색소 수준 변화의 상관성이 대상자의 특성에 따라 다르게 나타날 수 있으므로 당뇨병 환자의 임상영양관리가 환자의 특성에 맞춰 개별적으로 이루어져야 한다는 내용에 근거가 될 수 있다. 둘째, 본 연구는 국내 모집단을 대상으로 개발된 맞춤형 지표를 사용했다는 점에서 의의가 있다. FBDI는 미국 및 유럽의 식품군에 맞춰 개발된 EDII와 다르게 된장국, 두부, 묵, 쑥갓, 부추, 미나리 등 우리나라의 식습관에 맞춰 개발된 지표로 국내 모집단을 대상으로 질병과의 상관성을 살펴볼 때 적합하다고 판단되어 활용하게 되었다. 지금까지 한국형 지중해성 식사 (Korean-Style Mediterranean Diet)나 한국형 식생활 평가지수 (Korean Healthy Eating Index)을 비롯하여 해외의 식사 지표를 우리나라 특성에 맞추어 개발하였지만 이를 활용한 연구는 많이 이루어지지 않은 것으로 보인다. 반면 본 연구는 국내 지표의 근거로 활용될 수 있는 점에서 의의가 있다.

본 연구 결과 우리나라 40세 이상 성인에서 FBDI와 당뇨병 발생률 간의 상관성은 없었으나 당화혈색소 수준과 상관관계를 가지고, 이러한 경향은 여성이거나 운동을 하지 않는 사람, 그리고 비만인 경우 영향을 더 많이 받는다는 결과를 도출해냈다. 이는 앞으로 우리나라 당뇨병 관리 측면에서 염증을 고려한 다각화된 임상영양치료의 발판이 되리라 사료된다. 또한 추후 장기간의 추적 연구를 통해 식사염증지표와 당뇨병의 발생에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 보이며, 당뇨병의 심각성에 관한 연구는 거의 없는 실정이기 때문에 추후 연구가 반드시 필요하다고 사료된다. 본 연구를 발판 삼아 추가적인 연구를 기반으로 임상현장에서 식사염증지표가 당뇨병 관리 도구로 활용될 수 있기를 기대하는 바이다.

Supplementary Table 1

Nutrient intake per 1,000 kcal according to FBDI quartiles