정상 범위 내 높은 혈당이 뇌 건강에 미치는 영향: 뇌 용적 감소와 인지 저하

High “Normal” Blood Glucose Is Associated with Decreased Brain Volume and Cognitive Performance in the 60s: The PATH through Life Study (2013)

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073697

 

해당 논문은 당뇨병 및 대사 이상이 없는 60대 인구를 대상으로, 정상 범위에 해당하는 높은 혈당 수치(3.2–6.1 mmol/L)가 뇌 용적 감소와 인지 기능 저하에 미치는 영향을 평가한 연구이다. 혈당이 현재 ‘정상’으로 간주되는 수준 내에서도 뇌 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 확인했다. 이는 혈당 관리와 더불어 정상 혈당 수준에 대한 재평가 필요성을 제기한다.

 

연구 방법 및 대상

1. 연구 대상

• 대상자 선정
  • 68~73세 성인 210명
  • 당뇨병, 대사 증후군, 뇌 질환(예: 종양, 수두증) 및 인지 장애(치매 등)가 없는 상태
• 배제 기준
  • 공복 혈당이 6.1 mmol/L 이상인 경우
  • 기존에 당뇨병 진단을 받은 경우
  • 뇌의 구조적 이상이나 인지 장애 병력이 있는 경우
• 최종 분석 대상
  • 모집단 대비 교육 수준이 높았으며, 성별 비율(남성 111명, 여성 99명)은 균등에 가까웠음

2. 연구 설계 및 절차

• 혈당 측정
  • 공복 10시간 이상 유지 후 혈액 샘플을 채취하여 혈당 측정
  • 측정된 혈당 수준은 3.2–6.1 mmol/L 사이로 ‘정상’ 범위로 간주
• 뇌 용적 측정
  • MRI(자기공명영상) 촬영으로 뇌의 회백질과 백질의 용적을 분석
  • Statistical Parametric Mapping(SPM) 소프트웨어로 데이터를 정밀 분석
• 인지 기능 평가
  • 기억력, 처리 속도, 언어 유창성, 실행 기능 등을 테스트
  • 주요 평가 항목
    • Digit Span Backwards (작업 기억)
    • Symbol-Digit Modalities Test (정보 처리 속도)
    • Controlled Oral Word Association Test (언어 유창성)
    • Boston Naming Test (언어 기능)

 

연구 결과

1. 정상 범위 고혈당과 뇌 용적 감소

• 회백질
  • 감소 부위
    • 좌측 중간 전두회(Left Middle Frontal Gyrus)
    • 좌측 전중심회(Left Precentral Gyrus)
  • 관련성
    • 혈당 수치가 높을수록 뇌 회백질의 부피 감소가 뚜렷하게 나타남
• 백질
  • 감소 부위
    • 우측 하부 전두회(Right Inferior Frontal Gyrus)
  • 관련성
    • 고혈당 상태가 백질 감소와 연관되어 있음

2. 뇌 용적 감소와 인지 기능 저하

• 작업 기억 및 처리 속도 저하
  • 회백질과 백질 용적 감소는 작업 기억 및 정보 처리 속도 저하와 유의미한 상관관계를 보임
• 언어 유창성
  • 좌측 중간 전두회 감소가 언어 유창성과 밀접한 관련
• 성별 차이
  • 남성: 뇌 용적 감소와 더 폭넓은 인지 기능 저하(작업 기억, 처리 속도, 언어 유창성 등)
  • 여성: 주로 처리 속도 저하에 영향을 받음

3. 정상 범위 혈당도 뇌 건강에 위험 요인

• 연구는 혈당이 ‘정상’ 수준(6.1 mmol/L 이하)임에도 불구하고, 뇌 용적 감소와 인지 기능 저하의 위험을 증가시킬 수 있음을 시사

 

 

그래프 설명

1. Brain Volume Changes vs. Blood Glucose

• 뇌의 특정 부위(좌측 전중심회, 좌측 중간 전두회, 우측 하부 전두회)의 용적 변화가 혈당 수치와의 관계를 보여준다.
• T-값이 음수로 나타난 것은 혈당 수치가 높을수록 해당 뇌 영역의 회백질/백질 용적이 감소했음을 의미한다.
• 정상 범위의 고혈당이라도 뇌 회백질과 백질 용적에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
• 특히 좌측 전두엽 부위가 영향을 더 크게 받는 경향이 보인다.

2. Cognitive Performance Correlations

• 다양한 인지 테스트(Digit Span Backwards, Symbol-Digit Modalities Test, Controlled Oral Word Association Test, Boston Naming Test) 결과와 뇌 용적 감소 간의 상관관계를 보여준다.
• 상관계수 값이 양수일수록 뇌 용적 감소가 해당 인지 기능에 부정적인 영향을 미친다는 것을 의미한다.
• 뇌 용적 감소는 작업 기억(Digit Span Backwards), 처리 속도(Symbol-Digit Modalities Test), 언어 유창성(COWAT-F), 그리고 언어 기능(Boston Naming Test)에 부정적인 영향을 미친다.
• 가장 높은 상관관계는 처리 속도(Symbol-Digit Modalities Test)와 관련이 있다.

 

연구 결론

이 연구는 정상 범위에 속하는 높은 혈당 수치(3.2–6.1 mmol/L)도 뇌 용적 감소와 인지 기능 저하에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 특히, 좌측 전두엽과 우측 하부 전두엽의 회백질과 백질 용적이 감소하며, 이러한 변화는 기억력, 처리 속도, 언어 유창성 등 인지 기능 저하와 연관되었다. 남성은 여성보다 영향을 더 많이 받는 경향이 있었으며, 연구 결과는 정상 혈당 기준에 대한 재평가와 평생 혈당 관리를 통한 뇌 건강 유지의 중요성을 강조한다.