수면시무호흡증후군(OSA)의 임상적 의의에 이목이 모아지고 있다. 이유는 고혈압과 이상지혈증, 당뇨병 등 심혈관질환의 위험인자의 관련성이 강하기 때문이다. 하지만 이 관련 메커니즘에 대해서는 아직도 해명되지 않는 부분도 많다. 이번 ATS2010에서는 이와 관련한 새로운 지견이 소개됐다.
OSA에 동반하는 간헐적 저산소증 인슐린저항성 항진
이 증후군이 비만, 이상지혈증, 고혈압, 내당능이상 등 이른바 메타볼릭신드롬의 구성요인과 관련한다는 사실은 잘 알려져 있다. 그러나 관련 기전에 대해서는 아직 해명되지 않은 부분도 많다.
피츠버그대학 리(E.J. Lee) 교수는 마우스 실험에서 폐쇄성수면시무호흡증후군(OSA)에서는 여기에 동반하는 간헐성 저산소증(intermittent hypoxia；IH)이 비만과는 독립적ㅇ로 내당능이상을 초래하며 인슐린 저항성을 항진시킨다는 사실을 발견했다.
이 교수는 또 이 실험에서 만성저산소증(chronic hypoxia；CH)도 내당능이상을 초래하지만 인슐린 저항성은 유의하게 항진하지 않으며, IH가 CH보다 당대사에 미치는 영향이 크다는 사실도 나타났다.
7시간의 IH 또는 CH에서 내당능 변화 평가
OSA에서는 내당능이상이 자주 나타나지만 OSA에 합병하는 경우가 많은 비만도 내당능이상의 위험인자라는 점에서 OSA가 비만과는 별도의 내당능이상에 관여하는지는 확실하지 않다.
이 점을 밝히기 위해 리 박사는 OSA에 동반하는 IH에 착안, 이번 실험을 계획했다.
대상은 성숙한 수컷마우스로 대퇴동정맥에 카테터를 삽입하여 혈액을 관류시키고 이를 통해 당부하를 가하면서 정맥혈을 채취하고 minimal model로 내당능을 평가했다.
피츠버그대학에서 개발한 이 방법은 frequently sampled intravenous glucose tolerance test（FSIVGTT)라고 불리며 이미 여러 내분비검사에 이용돼 효과가 검증됐다.
IH는 마우스를 기밀 공간에 넣고 7시간 동안 산소농도가 1분 마다 최저 5~6%가 되도록 조절한 공기를 마실수 있도록 제작했다.
또 대조군에는 산소 농도가 21%인 공기를 간헐적으로 마시는 간헐적 공기(intermittent air；IA)군을 설정했다.
만성폐질환 등에서 나타나는 CH를 모방하여 항상 산소농도가 10%가 되도록 조절한 공기를 마시도록 하여 CH를 만들었다.
그 대조로서 무처치 마우스(unhandled；UH)도 설정했다. 또 7시간의 IH 및 CH는 마우스의 각성상태에서 만들고 5시간 지난 마지막 2시간에 FSIVGTT를 실시했다.
인슐린 감수성은 IH에서만 유의하게 감소
FSIVGTT 결과, IH군에서는 IA군에 비해 내당능이상 뿐만 아니라 인슐린 감수성(Si)이 유의하게 낮아졌으며 당효율(Sg), 급성인슐린반응(AIRg)도 유의하게 낮아졌다(P＜0.05).
IH군과 IA군에서 나타나는 Si(uU/mL/min)는 각각 7.50±2.68，16.90±5.32이었다. 양쪽군의 Sg9L/min)는 각각 0.039±0.180，0.088±0.011. 양쪽군의 AIRg(uU/mL/min)은 각각 91.2±18.2，175±41.0이었다.
CH군에서는 UH군에 비해 내당능이상 외에 Si도 낮아졌지만 그 차이는 유의하지 않았다. CH군에서는 UH군에 비해 Sg, AIRg는 유의하게 낮아졌다(P＜0.05). CH군과 UH군에서의 Si는 각각 13.90±4.06，19.90±4.06였다.
양쪽군의 Sg는 각각 0.051±0.007，0.127±0.190. 양쪽군의 AIRg는 각각 116.9±16.3，200.7±32.1이었다.
IH군과 CH군의 비교에서는 모든 지표에 유의차는 없었다. 또 IA군과 UH군의 비교에서도 모든 지표에 유의차는 없었다.
이러한 성적에서 리 교수는 앞서 밝힌대로 "IH와 CH는 모두 내당능이상의 원인이 되며 IH에서는 인슐린 저항성을 야기하지만 CH에서는 인슐린 저항성을 야기할 정도까지는 아니다"고 결론내렸다.
IH군의 마우스에서 당대사에 미치는 영향이 큰 이유에 대해 교수는 "아마도 IH에서는 전 염증의 트리거가 되는 활성산소종의 생산이 활발하고 그것이 염증과 함께 교감신경의 활성화, 나아가 인슐린의 역조절 호르몬의 업레귤레이션을 초래한다는 사실 등이 관여하기 때문"이라고 말했다.
교수는 또 "어쨌든 OSA에서는 비만과 IH 양쪽에서 인슐린 저항성이 항진한 것으로 나타났다는 점에서 당뇨병 예방에서 OSA치료가 차지하는 비중이 점점 높아지고 있다고 할 수 있다"고 말했다.