Nutrigenomics

영양유전체학 연구: 성•젠더와 교차하는 요소 분석

도전과제

세계보건기구(WHO)는 심혈관계 질환, 암, 당뇨와 같은 비전염성 질환(NCDs)이 전세계적으로 주요 사망원인이며, 안 좋은 식습관, 운동 부족, 흡연 등 나쁜 생활습관이 비전염성 질환의 주요 원인이라고 밝혔다(WHO, 2009). 하지만 이런 위험 요인의 수준은 '국가 소득에 따라 차이가 있으며 위험 요인과 젠더에 따라 그 차이의 형태도 다르다(WHO, 2011).' 이런 차이의 원인도 복합적이며 아직까지 제대로 정립되어 있지 않다.

성•젠더 분석 방법: 성•젠더와 교차하는 요소 분석

연구원들과 정책입안가들은 어떤 젠더 및 사회적 요소가 개인을 비전염성 질환에 취약하게 만드는지를 고려하여 더 성공적으로 질환 통제를 할 수 있다. 성(性)과 관련된 생물적인 요소와 젠더와 관련된 사회적 요소의 상호관계 분석을 통해 연구자들은 비전염성 질환의 복잡한 패턴과 치료법에 대해 더 깊은 지식을 얻을 수 있다.

젠더 혁신:

    1.비전염성 질환 발병 위험 요인의 성•젠더별 차이에 대해 이해하기.
    연구자들은 생애주기접근에 성•젠더 분석을 적용해 한 개인의 일생 동안 비전염성 질환을 유발할 수 있는 위험 요인에 대해 이해할 수 있다.

    2. 성별에 따라 다른 대사/식사/ 영양소에 대한 반응을 측정하기.
    영양유전체학 연구 분야에 성(性) 분석을 적용하면 식생활이 남녀 유전자, 분자 및 세포에 어떤 영향을 끼치는지 알 수 있다.

    • a. 성별에 따른 특이적 대사
    • b. 성별에 따른 특이적 식사 반응
    • c. 성별에 따른 특이적 영양소 반응

전체 사례연구 보기

도전과제
젠더 혁신 1: 비전염성 질환 발병 위험요인에서 성•젠더 관련 차이의 이해
성•젠더 분석 방법: 성•젠더 요소의 상호작용 분석
성•젠더 분석 방법: 성•젠더와 교차하는 요소 분석
젠더 혁신 2: 성별에 따른 특이적 대사, 식사, 영양소에 대한 반응 측정
성•젠더 분석 방법: 성(性) 분석
결론
다음 단계
 

도전과제

세계보건기구(WHO)는 ‘2005년 비전염성 질환(NCDs: non-communicable diseases)으로 인한 사망자 수가 3천5백만 명으로, 당 해 전세계 사망자 수의 60%에 달했다. 또한 2005-2015년 비전염성 질환으로 인한 연간 사망자 수가 17% 증가할 것으로 예측된다’ (WHO, 2009)고 밝혔다. 안 좋은 식습관, 운동 부족, 흡연 같은 위험 요인을 없애는 것만으로도 ´시기 상조로 발병하는 심장병, 뇌졸중, 제 2형 당뇨병의 각 80%, 암의 40%´는 예방할 수 있다고 연구자들은 추정한다(WHO, 2009). 그러나 이러한 위험 요인의 만연도는 국가 소득 그룹간에 차이가 있으며, 위험 요인과 젠더에 따라 그 차이의 형태도 다르다(WHO, 2011). 이런 차이가 기인하는 근거도 복합적이며 아직까지 제대로 정립되어 있지도 않다. 그 다양한 차이의 패턴에 대해 확증된 기계론적 이해가 성•젠더 분석을 통해 가능하며, 따라서 향후 수십 년간 비전염성 질환 감소를 위해 성•젠더 분석은 매우 필수적이다.

젠더 혁신 1: 비전염성 질환 발병 위험요인에서 성•젠더 관련 차이의 이해

비전염성 질환의 주요 발병 원인은 ´예방할 수 있는 위험 요인´이며, 주로 ´네 가지의 특정 행위: 흡연, 운동 부족, 안 좋은 식습관, 과도한 음주´가 그 위험 요인으로 꼽힌다(WHO, 2011).´ 생애주기에 성•젠더 요소를 포함시키는 분석 접근법을 통해 성•젠더 요소가 어떤 상호작용을 통해 비전염성 질환 발병에 영향을 미쳤는지를 알 수 있다(Brands et al., 2002). 예를 들어 성 특정적 요소는 남/여성 집단이 지방 분포의 특정 유형에 더 취약하게 하는 식습관에 대한 반응을 결정한다. 또한 젠더적 행동으로 인해 ´주요 4 가지 신진대사/생리적 변화인 고혈압, 과체중/비만, 고혈당, 고지혈증´을 유발하는 누적 위험도 수준이 달라진다(WHO, 2011). 각 생애 주기를 분석하여 연구자들은 특정 성의 생물학적 요소와 여러 사회적 요소들이 결합하여 여성과 남성의 건강에 어떤 영향을 미치는지 알 수 있다. (아래 표 참고)chart of nutrigenomics

성•젠더 분석 방법: 성•젠더 요소의 상호작용 분석

생애 주기 전체 관점에서 보면, 한 개인이 나이가 들어가며 성•젠더적 요소의 상대적 영향이 개인의 기능적 역량을 결정하게 된다. 따라서 생애 초기에서부터 다양한 생애 단계에 따라 젠더별 사회적 요소와 성별 생물학적 요소가 상호 작용하며, 이 두 요소의 영향으로 인해 한 개인의 기능적 역량이 결정된다. 따라서 각 요소의 각각의 독립적 영향력을 개별적으로 확인하기 어렵다는 사실을 고려해야 한다.

 

전 생애주기에 걸쳐, 특히 성인 시기의 건강한 습관이 비전염성 질환 발병을 예방하는 것으로 나타났다. (아래 표 참고) 여러 임상 실험과 집단 연구에서 ´생활습관 변화를 통해 80%의 심장 질환, 최대 90%의 2형 당뇨병이 예방될 수 있었으며, 건강한 식습관, 정상 체중 유지, 운동으로 3분의 1의 암을 예방할 수 있었다´고 밝혔다(Darnton-Hill et al., 2004). 그러나 사람들의 행동 변화를 위해서는 ´사회경제적 조건들이 비전염성 질환에 대한 노출 및 취약성에 어떤 영향을 미치는지´에 대한 연구가 꼭 필요하다고 WHO는 말한다(WHO, 2011).´ 여기에는 ´교육, 직업, 소득, 젠더, 인종´과 같은 사회경제적 지위 결정 요소도 고려해야 한다(WHO, 2011).

chart 2 of nutrigenomics

성•젠더 분석 방법: 성•젠더와 교차하는 요소 분석

비만은 비전염성 질환 증가에 상당한 영향을 준다. 비만은 ‘혈압, 콜레스테롤, 중성지방(TG), 인슐린 저항성에 부정적 대사영향’을 주는 직접적 원인으로 꼽혀 왔으며, ‘심장 질환, 허혈성 뇌졸중, 제 2형 당뇨병,’ ‘유방암, 결장/직장암, 자궁내막암, 신장암, 식도암(선암), 췌장암’ 발병 위험도를 증가 시킨다(WHO, 2011). 1980년에서 2008년 사이 전세계적으로 비만율이 두 배 증가했으며, 특히 생활습관, 식습관의 현대화로 저중소득 국가에서 비만 증가율이 가장 빠르게 증가하고 있다(WHO/FAO, 2003; Popkin et al., 2004).

남녀간 비만율이 대략 비슷한 고소득 국가를 제외하고, 모든 지역, 모든 소득층에서 남성보다 여성이 비만이 될 확률이 훨씬 높다. (아래 표 참고) 그러나 국가 그룹간 남녀 비만율에는 상당한 차이가 있다. 예를 들어 ‘저소득, 저중소득 국가에서는 여성 비만율이 남성 비만율의 거의 두 배였다(WHO, 2011).’ 비만의 일반적 원인은 운동 부족과 안 좋은 식습관이다. 비만의 일반적 원인은 운동 부족과 안 좋은 식습관이다. 젠더별 비만율 차이 현상을 이해하기 위해서는 건강한 식습관과 운동을 어렵게 만드는 다양한 사회적 요인을 찾는 작업이 필요하다.

젠더 혁신 2: 성별에 따른 특이적 대사, 식사, 영양소에 대한 반응 측정

비만과 같은 위험 요소의 차이를 가져올 수 있는 생물학적 요소를 이해하기 위해서 역학 연구에서 도출한 자료를 보완할 수 있는 성별 차이에 대해 이해가 필수적이다. 영양유전체학은 ‘포스트 유전학 및 관련 기술을 활용하여 개인의 식품성분에 대한 반응을 연구’하는 학문이다. 유전체학, 전사체학, 단백질체학, 대사체학 등이 영양유전체학에 속한다. ‘어떻게 식품의 영양성분이 분자, 세포 차원에서 우리 유전자와 상호 작용하는가, 이러한 작용이 우리 건강에 어떤 영향을 미치는가에 대한 연구’라고 생각될 수 있다(Bouwman et al., 2009). 젠더별로 다른 음식 섭취는 개인의 환경과 생애의 매우 중요한 부분이다. 어떻게 환경적 노출이 대사작용에 영향을 미치는지를 분석하는 후생유전학 연구를 통해 환경, 사회적 환경, 식습관은 다양한 생물학적 현상으로 바뀐다(Niewöhner, 2011). 한 개인의 유전적 구성 정보와 환경적 배경의 생물학적 영향에 대한 지식이 결합된다면 ‘식습관 관련 질병에 대한 개인의 신체적 취약성’을 제대로 평가할 수 있게 될 거라 기대된다(Bouwman et al., 2009).

성•젠더 분석 방법: 성(性)분석

현재 비전염성 질환 예방을 위해 권고되는 식습관 방식은 매우 ‘획일적’이다. 이전 연구들은 남성에만 주로 초점을 두었다. 1980년대에 들어서야 연구에 여성이 포함되기 시작했으며 (예: 간호사들의 보건연구, 미네소타 관상동맥 연구, 핀란드 정신병원연구) 이 연구들은 이전 연구와 반대되는 결과를 보였다. 예를 들어 심장 질환에 걸린 폐경기 여성에 대한 코호트 연구에서는 포화지방산(SFA: saturated fatty acid) 섭취가 높고 다가불포화지방산(PUFA: polyunsaturated fatty acid) 섭취가 낮을수록 관상동맥 경화증의 진행이 낮은 것으로 나타났다. 이 결과는 남성 만을 대상으로 한 이전 연구에서 관상동맥 경화증이 오히려 증가한 결과를 보인 것과 정면으로 배치된다(Krauss et al., 2000). 이러한 새로운 발견은 연구에서 기본 대사의 성별간 차이가 고려되기 시작하는 계기가 되었다. 또 이런 발견으로 인해 생물학적 성별 차이가 어떻게 여성, 남성의 영양 성분 소화 방식에 차이를 가져오는지가 질환 예방 전략에 고려되어야 한다는 주장이 제시되었다.

chart 4 of nutrigenomics

a. 성별에 따른 특이적 대사

혈청 대사물 농도로 생물학적 과정을 직접적으로 읽어낼 수 있다. 또 특정 대사작용의 특징은 (알츠하이머와 같은) 복잡한 질병, 심혈관 질환, 대사장애와 연관이 있음이 드러났다. 그러나 많은 연구들이 성적 이형성의 역할을 고려하지 않았다. 미텔스타스 박사와 동료들은 혈청 대사물 농도의 성별간 차이와 근본적 유전적 결정을 조사했다. 연구자들은 아미노산, 포스파티딜콜린, 스핑고미엘린, 아실카르틴, C6-당류와 같은 131개의 대사 산물 측정치로 KORA F3, F4 코호트의 3,300명 이상의 개인들을 연구했다. 선형회귀분석에 따르면 131개의 대사물질 중에 102개에서 성별간 상당한 농도차가 나타났다. 성별에 따른 전장유전체 연관성 분석(GWAS : Genome Wide Association Studies)은 글리신의 CPS1위치에서 SNPs에 대한 베타 측정치의 큰 차이를 보여줬다. 이 연구는 남성과 여성의 기본 대사물질의 프로필이 상당히 다르며, 한 걸음 더 나아가서 대사 관련 유전자에서의 특정 유전 형질이 성적 이형성을 나타냄을 보여준다. 유전자 발현의 마이크로어레이 데이터를 분석하는 또 다른 연구에서는 신장, 두뇌와 같은 체조직에서의 유전자 발현에서 성적 이형성을 나타냈다(Isensee et al., 2007). 두 연구 모두 세포조정과정의 성별간 차이라는 중요한 발견을 새롭게 제공하고 있으며, 연구 설계 및 해석에 성적 영향이 고려되어야 한다는 점을 강조하고 있다.

b. 성별에 따른 특이적 식사 반응

성별에 따라 식사 종류에 다르게 반응한다는 주장을 지지하는 강력한 기계론적 증거는 오믹스(omics) 기반 기술(전사체학, 단백질체학)을 이용한 동물 모델에서 나온다. 쥐 모델을 활용한 연구에서는 성별에 따라 혈장 단백질이 고지방 식사에 반응함이 발견되었다(Liu et al., 2012; Mukherjee et al., 2012). 동물 모델을 활용한 또 다른 연구에서는 실험 대상이 고지방 식사에 노출되었을 때 여성보다는 남성에서 근원섬유단백질과 당분해단백질을 표현하는 유전자가 더 강하게 발현됨이 밝혀졌다. 근육 운동이 더 활발하고 글루코스를 에너지원으로 활용하는 능력도 더 높았다. 그러나 산화적 대사와 세포방어를 담당하는 일련의 유전자들이 남성보다 여성에서 상위 조정되었다(Oh et al., 2012). 이 결과는 남성보다 여성이 지방산화효소 유전자를 활성화 시킴으로써 골격근에서 지방소진 능력이 크다는 것을 보여준다. 성별 분석을 활용한 추가적 임상시험을 통해 이러한 성별간의 차이를 확인하는 작업이 필요하지만, 초기 연구 결과는 성별 분석이 새로운 통찰이 될 수 있음을 제시하고 있다.

c. 성별에 따른 특이적 영양소 반응

성 분석을 활용하는 영양학자들은 기능적, 기계적 차원에서 영양성분이 남녀의 유전자 발현과 세포 기능에 어떻게 영향을 미치는지 탐구하기 시작했다. 예를 들어 최근의 한 연구는 호흡기 감염 발병에 영향을 미치는 비타민 E-유전자 상호작용을 알아내기 위해 양로원의 500명의 노인을 상대로 진행된 연구에서의 염증 관련 유전자와 비타민 E 데이터를 검토했다. 주요 연구 결과는 비타민 E가 호흡기 감염을 줄이는 효과는 성별에 따라 달랐다는 것이다. 유전적 요인과 성별이 비타민 E의 효능에 상당한(그리고 상호적인) 영향을 주는 것으로 나타났기 때문에, 비타민 E가 호흡기 감염 발병에 주는 효과를 평가하는 추가 연구는 유전적 요인과 성별 모두를 반드시 고려해야 한다(Belisle et al., 2010).

결론

비전염성 질환은 현재 전세계의 주요 사망 원인이다. 성•젠더 분석을 생애 주기 접근 방법에 접목하여 연구자들은 특정 성의 생물학적인 요인과 젠더별 사회적 요인이 비전염성 질환에 걸릴 가능성에 미치는 영향을 연구할 수 있다. 특히 고위험 행위를 분석해 젠더 특정적 태도 및 행동이 건강한 생활습관 또는 몸에 해로운 생활습관을 유도할 수 있다는 사실을 알 수 있었다. 또한 영양유전체학 분야의 최근 연구들은 유전자적, 분자적, 세포적 차원에서 남성과 여성이 섭취한 음식에 다르게 반응한다는 점을 보여주고 있다. 성•젠더 분석을 포함해 진행되는 연구는 연구자, 정책입안가, 일반 대중이 건강한 삶을 살기 위해 필요한 행동이나 개입을 개발하는데 필요한 풍부한 자료를 제공할 수 있다.

다음 단계

    1. 관찰 연구를 위한 정보(예를 들어 행동적 변수와 식습관적 변수의 상관관계 확인)는 주로 질문지를 통해 얻는다. 남녀가 과연 질문지에 각각 동일한 수준의 정확한 답변을 하는지 여부도 더 많은 연구를 통해 알아내야 할 필요가 있다. 식습관에 대한 이해도가 높아진다면 연구자들은 사회적 환경이 다양한 집단에게 미치는 영향, 다양한 식습관에 따른 성 특정적 생물학적 결과를 더 잘 판별할 수 있게 될 것이다.

    2. 남녀 집단의 특정 식습관에 대한 반응을 연구하기 위한 무작위중재연구는 남녀를 모두 연구에 포함해야 한다. 또한 전통적인 위험요인 외에도, 현재 오믹스 기술(전사체학, 후생유전체학, 단백질체학, 대사체학)이 제공하는 바이어마커가 유익한 정보를 줄 수 있기에 측정치로 포함되어야 한다.

    3. 식품섭취의 영향을 탐구하는 연구는 두 개의 시간 프레임을 염두에 두고 설계되어야 한다. 만성적 효과(예: 식습관이 생화학지표와 질병에 주는 장기적 영향)와 급성적 효과(예: 성별에 따라 매우 다르다고 알려져 있는 식후 지방 대사)가 모두 고려되어야 한다.



본 사례연구는 유럽과 북미에서 증가세를 보이고 있는 심장질환, 당뇨, 암과 같은 비전염병의 확산에 대해 연구했다.

젠더 혁신:

본 사례연구를 통해 비전염병의 위험 요인에 성〮젠더별 차이가 있다는 점을 발견했다. 그리고 생애주기접근과 성〮젠더 분석을 통합해 연구를 진행하면 한 개인의 일생 동안 비전염성 질환을 유발할 수 있는 위험 요인들을 이해할 수 있다.

1. 아래 도표는 성〮젠더 요소가 개인의 일생 동안 특정 질환에 걸릴 위험도에 어떤 영향을 끼치는지 보여준다. 중요한 사실은 비만도, 운동 부족 등과 같이 젠더와 관련된 사회적 요소가 유전적 특징(genetic predispositions), 출생시 체중 및 호르몬과 같은 성(性)과 관련된 생물학적 요소와 상호작용을 통해 개인의 노화 상태를 결정한다는 것이다. 예를 들어 남녀의 비만도 차이를 이해하기 위해서는 젠더별에 따라 다른 생활 습관의 차이를 분석해야 한다. 사회적을 가지고 있는 젠더별 규범으로 인해 남성이 여성보다 운동을 더 많이 할 수 있으며, 여성은 비교적으로 적은 운동량으로 인해 질병에 노출되기 쉬울 수 있다. 또한 남성이 여성보다 식습관이 나쁠 수 있으며, 이에 따라 남성이 여성에 비해 질병에 노출되기 쉬울 수 있다.

chart of nutrigenomics

2. 아래 그림은 젠더별로 차이를 보이는 음식 섭취가 성별에 따른 특이적 대사와 유전자 발현을 낳을 수 있으며, 식습관 교정(dietary intervention)에 대해 성별에 따라 다른 특이적 반응을 낳는다는 것을 보여준다. 성(性) 요소를 분석하는 영양학자들은 영양성분이 남녀의 유전자 발현과 세포 기능에 기능적, 기계적 차원에서 어떻게 영향을 미치는지 탐구하기 시작했다. 예를 들어 한 연구는 호흡기 감염 발병에 영향을 미치는 비타민 E와 유전자의 상호작용을 분석했다. 주요 연구 결과는 비타민 E가 호흡기 감염을 줄이는 효과는 성별에 따라 달랐다는 것이다. 즉 비타민 E는 특정 유전자형을 가진 여성에서만 호흡기 감염을 줄이는데 효과를 보였다는 뜻이다.

chart 4 of nutrigenomics

본 웹사이트는 Gendered Innovations(http://genderedinnovations.stanford.edu)의 책임자(Londa Schiebinger) 허가를 받아 제작 되었습니다.
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