건강인에서 성별에 따른 혈청과 모발 항산화 미량 무기질 농도 비교 및 8-OHdG와의 상관성 연구 = Sex-specific comparison of serum and hair antioxidant trace mineral concentrations and their correlation with an oxidative stress marker 8-OHdG in healthy subjects

국문 초록 (Abstract)

체내에서 과다하게 생성된 산화스트레스는 DNA를 포함한 다양한 세포 손상을 일으킨다. 산화스트레스가 발생하게 되면 우리 몸은 외인성 및 내인성 방어기전을 통해 산화스트레스의 원인 물질인 ROS를 제거한다. 아연, 망간, 셀레늄 및 크롬과 같은 항산화 미량 무기질은 항산화 효소의 보조인자로 작용하여 항산화제 역할을 한다. 본 연구에서는 건강한 성인을 대상으로 세포 DNA 손상에 대한 보호 인자로 작용하는 항산화 미량 무기질을 혈청 및 모발을 통해 농도를 평가하고, 일반 특성에 따른 항산화 미량 무기질 농도 변화를 확인하고자 하였으며, 혈청과 모발 항산화 미량 무기질 간 연관성을 알아보고자 하였다. 또한, 산화스트레스 방어기전에 직, 간접적으로 작용하는 항산화 미량 무기질들과 산화스트레스 간의 연관성을 확인하여, 추후 건강인과 특정 질환군에서의 항산화 미량 무기질과 산화스트레스 상관성 연구를 위한 기반을 만들고자 하였다. 본 연구의 연구 대상자들은 분당 제생 병원 게시판과 지역 신문 광고를 통해 모집되었다. 심사를 거쳐 연구 대상자들을 선정하였으며, 20∼69세 사이의 총 112명을 대상으로 연구를 진행하였다. 임상 연구 전 대상자들의 서면 동의를 받고 진행하였으며, 서면 동의를 받은 후 설문조사지를 통해 연령, 음주 여부, 흡연 여부, 운동 여부와 같은 일반 특성 지표를 조사하였다. 체내 항산화 미량 무기질 농도는 혈청 및 모발검사를 통해 분석하였다. 두 시료 모두 전문 기관에 분석을 의뢰하였으며, 유도결합 플라즈마 질량 분석법을 이용하여 분석되었다. 산화스트레스 지표로 사용된 8-OHdG의 경우 소변 시료로 분석을 진행하였다. 채취된 소변 시료는 ELISA kit를 사용하여 농도를 측정하였고, 측정된 값은 소변 내 creatinine 농도로 보정 처리하였다. 연구 결과, 혈청 항산화 미량 무기질의 농도는 아연 997.94 ± 240.98μg/L, 망간 11.59 ± 97.88μg/L, 셀레늄 156.04 ± 23.84μg/L 및 크롬 0.34 ± 0.21μg/L의 수치를 보였으며, 모발 항산화 미량 무기질의 농도는 아연 177.34 ± 104.45μg/g, 망간 0.18 ± 0.26μg/g, 셀레늄 0.40 ± 0.18μg/g 및 크롬 0.61 ± 0.19μg/g이었다. 혈청 망간을 제외한 모든 미네랄은 참고 범위 내에 수치를 보였다. 혈청 아연, 망간 및 셀레늄은 연령이 증가함에 농도가 감소하였고, 혈청 아연과 크롬은 운동하지 않는 사람이 하는 사람에 비해 농도가 높게 나타났다. 모발 아연과 망간은 일반 특성에 따른 유의미한 농도 차이를 보이지 않았다. 모발 셀레늄은 비흡연자보다 흡연자에서, 약물을 복용하고 있는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 농도가 높게 나타났다. 혈청과 모발 간의 미량 무기질 농도에는 유의미한 상관성이 보이지 않았다. 소변 8-OHdG 평균 농도는 130.41 ± 97.28ng/mgCr이었으며, 남성과 여성 간 유의미한 차이는 보이지 않았고, 연령이 증가함에 따라 유의미하게 증가하였다. 8-OHdG와 혈청 또는 모발 항산화 미량 무기질 간에는 유의미한 상관성이 나타나지 않았다. 본 연구는 혈청과 모발에서 항산화 미량 무기질의 농도 범위를 설정하는데 필요한 자료로 활용될 것으로 보이고 추후 다양한 산화스트레스 표지자를 활용한 대규모 역학 연구가 지속되어야 할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Excess oxidative stress generated in our body exerts numerous cellular damages including damages to DNA. At the same time, exogenous and endogenous defense mechanisms play an important role, through which reactive oxygen species are eliminated. Trace minerals such as zinc, manganese, selenium and chromium act as antioxidants by co-factoring antioxidant enzymes. This study was performed to evaluate serum and hair concentrations of major antioxidant trace minerals in healthy men and women, and the associations between serum or hair antioxidant trace mineral concentrations and a DNA damage marker, 8-OHdG were also determined. Study subjects were recruited through bulletin boards at Bundang Jesaeng hospital and local newspapers advertisement. Study participants were selected after screening, and a total of 112 subjects aged between 20∼69 years were included. Before conducting the clinical study, written consent was obtained from the subjects to proceed with the clinical study, and subjects with specific diseases or who met the exclusion criteria were excluded from the study. After obtaining written consent, general characteristics such as age, body weight, drinking, smoking, and exercise were investigated through a questionnaire. The concentrations of serum and hair trace minerals were analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry. 8-OHdG, as a marker for DNA damage was quantified in urine samples using the ELISA kit, and the concentration was expressed by correcting for creatinine level. The average serum concentration of trace minerals were 997.94 ± 240.98μg/L for zinc, 11.59 ± 97.88μg/L for manganese, 156.04 ± 23.84μg/L for selenium, and 0.34 ± 0.21μg/L for chromium. The average hair concentration of trace minerals were 177.34 ± 104.45μg/g for zinc, 0.18 ± 0.26μg/g for manganese, 0.40 ± 0.18μg/g for selenium, and 0.61 ± 0.19μg/g for chromium. All minerals except serum manganese fell with-in the reference value ranges. Serum zinc, manganese and selenium concentrations were lower in older subjects than in younger subjects. Excercisers have lower serum zinc and chromium concentrations compared to non-exercisers. Hair zinc and manganese were not differed by general characteristic of the subjects. However, smokers showed higher hair selenium concentration than non-smokers. Subjects taking medications also showed higher hair selenium concentration than subjects who do not take medications. There was no significant correlation between serum minerals and hair minerals. The mean concentration of 8-OHdG in urine was 130.41 ± 97.28ng/mgCr, with higher concentrations measured in women than in men, but the difference was not significant. The concentration of 8-OHdG was significantly higher in older subjects than in younger subjects. And there was no significant correlation between urinary 8-OHdG and serum or hair antioxidant trace minerals. Further large scale studies with several oxidative stress markers are required to confirm these results.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 문헌고찰 = 5
• 1. 항산화 미량 무기질 = 5
• 2. 산화스트레스 = 14
• Ⅲ. 연구 내용 및 방법 = 23
• 1. 연구 대상자 선정 및 연구 기간 = 23
• 2. 설문조사 및 일반 사항 = 25
• 3. 혈청 미량 무기질 채취 및 농도 측정 = 25
• 4. 모발 미량 무기질 채취 및 농도 측정 = 26
• 5. 소변 내 지표 측정 = 29
• 6. 통계 분석 = 37
• Ⅳ. 연구 결과 = 38
• 1. 연구 대상자의 일반 특성 = 38
• 2. 항산화 미량 무기질 농도 = 41
• 3. 소변 내 8-OHdG 농도 = 49
• 4. 대상자의 일반 특성에 따른 항산화 미량 무기질 함량과 소변 내 8-OHdG의 농도 = 51
• 5. 혈청과 모발 항산화 미량 무기질 간 상관성 분석 = 70
• 6. 8-OHdG와 혈청 및 모발 항산화 미량 무기질 간 상관성 분석 = 72
• Ⅴ. 고찰 = 76
• Ⅵ. 요약 및 결론 = 87
• Ⅶ. 참고문헌 = 91