노인에 있어 일시적 염증이 자율신경과 혈관기능장애에 미치는 영향; 운동의 예방적 효과

국문 초록 (Abstract)

서론: 심혈관계 질환은 노인들의 사망의 주요한 원인으로 작용한다. 특히, 노인들의 경우 독감에 의한 일시적 감염상태에서 심혈관계 사건이 일어날 가능성이 매우 높다. 그러나 이러한 감염에 의한 일시적 염증상태가 어떻게 심장혈관계에 영향을 미쳐 심혈관계 사건을 증가시키는지는 아직 완전하게 알려져 있지 않다. 많은 선행 연구에서 자율신경계 활성도나 동맥기능이 감소되어 있는 경우 심혈관계 사건의 위험성이 증가된다고 제시하였다. 따라서 본 연구의 첫 번째 목적은 노인들을 대상으로 일시적인 염증상승이 자율신경계 및 혈관기능에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 체력이 우수한 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 심혈관계 질환에 의한 사망률이 낮으며 또한 심혈관계 사건이 일어날 가능성이 낮다고 잘 알려져 있다. 최근연구에서 염증증가와 같은 심혈관계 질환의 위험성을 증가시키는 환경에 노출되어 있더라도 체력상태가 좋거나 규칙적으로 운동에 참여하는 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 노화와 관련된 혈관의 부정적인 영향을 최소화 할 수 있다는 연구결과가 발표되었다. 특히, 동물을 대상으로 한 연구에서 규칙적으로 운동에 참여하는 집단은 운동에 참여하지 않는 집단에 비해 독감 바이러스에 노출되었을 때 감염에 의한 사망의 위험도가 낮아진다는 사실을 보고하였다. 따라서 규칙적으로 운동에 참여하여 체력이 우수한 집단은 그렇지 않는 집단에 비해 일시적 염증에 노출되더라도 이로 인한 건강상 부정적인 영향이 최소화 될 가능성이 있다. 그러므로 본 연구의 주요한 목적은 체력이 우수한 노인집단은 체력이 약한 집단에 비해 일시적 염증에 노출되었을 때 이로 인한 심혈관계 및 자율신경계 부작용이 최소화 할 것이라는 가설을 세우고 이를 검증하고자 하였다.
연구방법: 40명의 노인 (남자/여자, 60세 이상)을 대상으로 무작위 배치, 이중맹검법, 위약대조군 처치(randomized, double-blind, sham procedure-controlled trial design) 연구 설계를 이용하여 연구를 진행하였다. 피험자들을 무작위로 독감 백신 투여군 (influenza virus vaccine, 20명)과 위약 백신군 (normal saline, 20명)으로 나누었다. 측정변인은 혈액 검사, 심박수 변이도 (heart rate variability), 동맥경직도(arterial stiffness), 그리고 혈관내피세포 (endothelial function) 기능을 측정하였다. 이러한 모든 변수들은 처치 전 안정 시, 백신 투여 후 24시간 뒤, 그리고 백신 투여 후 48시간 뒤 각각 측정하였다. 심폐체력 상태를 평가하기 위해 피험자들에게 운동부하검사를 실시하였다. 운동부하검사를 통해 얻은 최대산소섭취량 자료를 토대로 독감백신 투여군중에서 10명은 체력이 우수한 군과 10명은 체력이 약한 군으로 분류하였다.
결과: 위약 투여군에 비해 백신 투여군에서 염증지표인 CRP와 IL-6가 유의하게 증가하였다(p<0.05). 일시적 염증 증가 후 자율신경의 변화를 살펴 본 바, 자율신경계 활성도의 모든 지표는 감소하는 경향을 보였으나 통계적으로 유의한 변화는 없었다. 그러나 일시적 염증 증가 후 혈관기능은 통계적으로 유의하게 감소하는 것을 보였다(p<0.05). 또한, 백신 투여 후 염증수치의 변화와 혈관경직도 변화간의 유의한 상관관계를 보였다(p<0.05). 흥미롭게도, 체력이 우수한 집단은 체력이 약한 집단에 비해 일시적 염증 후 혈관경직도의 감소가 최소화 되었다(p<0.05).
결론: 노인들에 있어 일시적 염증은 혈관기능을 감소

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objective: Acute systemic inflammation or infection transiently increases risk of cardiovascular events, but the underlying mechanisms are not fully understood. Although observational studies suggest that inflammation is associated with cardiac autonomic and arterial dysfunction, the causal relationship of this is not clear. High levels of cardiorespiratory fitness are associated with increased autonomic and arterial function in older adults. We tested the hypothesis that induced acute inflammation causes a decrease in cardiac autonomic and arterial function in older adults. Additionally, we tested the hypothesis that high cardiorespiratory fitness would partially prevent the unfavorable effect of autonomic and arterial function produced by acute systemic inflammation. Methods: Using a randomized double blind sham placebo-controlled design, 40 healthy older adults (male 20, female 20; age 67±5 yrs) were assigned to receive either an influenza vaccine (n=20) as a model to generate systemic inflammation or a sham vaccine (n=20). C-reactive protein, interleukin-6 and tumor necrosis factor-alpha were measured as markers of inflammation. Heart rate variability, as an index of autonomic function, was assessed from 5-minutes of RR-intervals in the time and frequency domain. Arterial stiffness and endothelial function were measured as an index of arterial function. All variables were assessed before, 24 hours and 48 hours after each vaccination. Subjects were divided into high fitness (34±6 ml/kg/min) or low fitness (26±3 ml/kg/min) group by peak oxygen uptake. Results: The influenza vaccination caused a significant increase in CRP (p<0.05) and IL-6 (p<0.05) but not TNF-a compared with sham placebo. Parameters of cardiac autonomic function were not significantly changed after an influenza vaccination. However, endothelial function and arterial stiffness were significantly increased after an influenza vaccination but not sham vaccination (p<0.05, each). The changes in inflammatory markers were associated with changes in arterial stiffness (p<0.05) after the influenza vaccination. Interestingly, the high fitness group had an attenuated increase in arterial stiffness, but not endothelial function or autonomic function, compared to the low fitness group (p<0.05) after acute inflammation. Conclusions: These findings show that acute inflammation significantly decreases arterial function in older adults, but these decreases in arterial stiffness were minimized in the high fitness group compared to the low fitness group. Therefore, high cardiorespiratory fitness may have a cardioprotective effect in older adults exposed to acute inflammatory stimuli.