Zinc supplementation decreases incidence of infections in the elderly: effect of zinc on generation of cytokines and oxidative stress (2007)

https://doi.org/10.1093/ajcn/85.3.837

 

노년층에서는 면역 기능 약화와 감염 위험 증가가 흔히 나타난다. 아연은 면역 체계를 강화하고 산화 스트레스를 줄이는 데 중요한 역할을 한다. 이 연구는 노인의 감염 발생률을 낮추고 면역 및 염증 반응을 개선하기 위해 아연 보충이 어떤 효과를 가져오는지 분석했다.

 

연구 배경 및 중요성

노년층에서 면역 기능 저하와 감염 발생은 주요한 건강 문제이다. 나이가 들면서 면역 세포의 활동성이 감소하고, 산화 스트레스와 염증 반응이 증가하여 여러 만성질환에 걸릴 위험이 높아진다.

아연은 다음과 같은 점에서 노인 건강 유지에 필수적인 영양소로 알려져 있다.

• 면역 강화: 아연은 T세포와 B세포의 활성화를 지원하여 면역 체계를 강화한다.
• 항산화 효과: 산화 스트레스를 줄이고, 세포 손상을 예방하는 데 도움을 준다.
• 염증 억제: 염증성 사이토카인 생성 억제를 통해 만성 염증 상태를 완화한다.

문제점

1. 아연 섭취 부족: 노년층은 식이 섭취 감소와 흡수율 저하로 인해 아연 결핍 상태에 놓이는 경우가 많다.
2. 감염 취약성 증가: 아연 결핍은 감염 발생률을 높이며, 상기도 감염 및 만성 질환 위험을 증가시킨다.

 

연구 목적 및 방법

1. 연구 목적

1. 노인의 감염 발생률을 아연 보충으로 얼마나 낮출 수 있는지 평가
2. 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1β 등) 생성량과 산화 스트레스 지표(MDA, 8-OHdG 등)의 변화를 분석
3. 아연이 면역 반응과 산화 스트레스 감소에 미치는 생리적 기전을 규명

2. 연구 설계

• 연구 방법: 무작위 이중맹검 플라시보 대조 실험
• 참가자: 50명의 건강한 노인(55~87세)을 아연 보충 그룹(24명)과 플라시보 그룹(25명)으로 배정
• 보충 방법: 하루 45mg 아연 글루콘산을 12개월 동안 섭취
• 측정 지표
  • 1차: 감염 발생률
  • 2차: 혈장 아연 농도, 염증성 사이토카인 생성량, 산화 스트레스 지표(MDA, 8-OHdG 등)

3. 대상자 기준

• 포함 조건: 건강 상태가 양호하고 만성질환이 없는 55~87세 노인
• 제외 조건
  • 기존에 아연 보충제를 섭취 중인 사람
  • 심각한 심장 질환, 간 또는 신장 질환을 가진 사람
  • 연구 절차를 이해하지 못하는 사람

 

연구 결과

1. 감염 발생률의 변화

1. 아연 보충의 효과

   • 아연 보충 그룹의 연간 감염 발생: 0.29회/인년
   • 플라시보 그룹의 연간 감염 발생: 1.4회/인년
   • 아연 보충은 감염 발생을 79% 감소시켰다.

2. 감염 유형별 발생률

   • 상기도 감염(코감기, 부비강염, 기관지염): 플라시보 그룹에서 24%, 아연 보충 그룹에서 12%
   • 독감, 발열 등 기타 감염 사례는 플라시보 그룹에서 20%, 아연 보충 그룹에서는 발생하지 않음

3. 감염 없는 참가자 비율

   • 아연 보충 그룹: 71% (17명)
   • 플라시보 그룹: 12% (3명)

2. 염증성 사이토카인 생성 억제

1. TNF-α 생성 감소

   • 아연 보충 그룹: TNF-α 생성량이 6개월 만에 평균 30% 감소
   • 플라시보 그룹: TNF-α 생성량이 오히려 20% 증가

2. IL-1β 변화

   • 아연 보충 그룹에서 미세한 감소, 플라시보 그룹에서는 증가
   • 염증성 사이토카인 감소는 조직 손상 예방과 염증 반응 완화에 기여

3. IL-10 감소

   • 아연 보충 그룹에서 IL-10이 감소하여 면역 균형 조절에 긍정적 효과

3. 산화 스트레스 지표의 변화

1. MDA와 8-OHdG 감소

   • 아연 보충 그룹에서 MDA는 19%, 8-OHdG는 21% 감소
   • 플라시보 그룹에서는 변화 없음
   • 산화 스트레스 감소는 노화 관련 만성질환 위험을 낮추는 데 기여

2. 혈장 아연 농도 증가

   • 아연 보충 그룹: 92.9 μg/dL → 104 μg/dL로 증가
   • 플라시보 그룹: 95.7 μg/dL → 88.5 μg/dL로 감소

 

생리적 기전 및 논의

1. 아연의 면역 조절 작용

   • 아연은 T세포 활성화를 통해 IL-2 mRNA 발현을 증가시켜 면역 반응을 강화
   • 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1β) 억제를 통해 과도한 면역 반응과 조직 손상을 예방

2. 항산화 효과

   • 아연은 말론디알데하이드(MDA)와 같은 산화 스트레스 지표를 감소시켜 세포 노화를 방지
   • 산화 스트레스 관련 만성 염증성 질환(심혈관 질환, 신경퇴행 질환 등) 위험 감소

3. 염증 억제 효과

   • TNF-α 감소는 노화와 관련된 염증성 질환(류마티스 관절염, 동맥경화 등)의 위험을 줄이는 데 기여

4. 플라시보 그룹의 결과

   • TNF-α와 산화 스트레스 지표가 플라시보 그룹에서 증가, 이는 노화로 인한 자연스러운 염증 반응 악화를 반영

 

 

그래프 설명

1. Infection Rate (Per Year)

   • 아연 보충 그룹의 감염률은 0.29회/인년에 불과했으며, 플라시보 그룹(1.4회/인년)에 비해 현저히 낮았다.
   • 아연 보충이 감염 위험을 크게 줄이는 효과를 보였다.

2. TNF-α Generation (pg/mL)

   • 아연 보충 그룹은 TNF-α 생성량이 보충 후(6개월, 12개월) 지속적으로 감소한 반면, 플라시보 그룹은 시간이 지남에 따라 TNF-α 생성량이 증가했다.
   • 이는 아연의 항염증 효과를 나타낸다.

3. Oxidative Stress Markers (MDA)

   • 아연 보충 그룹에서 MDA 농도가 1.66에서 1.35로 감소했으며, 플라시보 그룹에서는 변화가 거의 없었다.
   • 아연 보충이 산화 스트레스 감소에 기여했음을 보여준다.

4. Oxidative Stress Markers (8-OHdG)

   • 아연 보충 그룹은 8-OHdG 수준이 0.63에서 0.50으로 감소했으며, 플라시보 그룹은 오히려 증가했다.
   • 산화 스트레스 완화와 세포 손상 예방에서 아연의 효과가 나타났다.

 

결론 및 제언

1. 결론

   • 아연 보충은 노인의 감염 발생률을 낮추고, 염증 반응 및 산화 스트레스를 완화하며, 면역 기능을 강화하는 데 효과적이다.
   • 이는 노인의 건강 유지와 만성질환 예방에 중요한 전략이 될 수 있다.

2. 권장 사항

   • 노년층은 아연 섭취를 늘리기 위해 균형 잡힌 식단을 유지하거나 보충제를 활용해야 한다.
   • 정기적인 혈액 검사를 통해 아연 농도를 모니터링하며, 결핍 상태를 조기에 발견해 보충할 필요가 있다.

3. 추가 연구 필요성

   • 장기적인 대규모 연구를 통해 아연 보충의 장기적 효과와 최적 섭취량을 규명해야 한다.

 

아연 보충은 노인의 감염 발생률을 79% 낮추고, 염증성 사이토카인 생성을 억제했으며, 산화 스트레스 지표를 유의미하게 감소시켰다. 이는 아연이 면역력을 강화하고 염증과 산화 스트레스를 완화하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다. 아연 보충은 노인의 건강 유지와 감염 예방에 효과적인 전략으로 제안될 수 있다.

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