REVIEWDietary fats and Health : Dietary Recommendations in the Context of Scientific Evidence

Glen D. LawrenceDepartment of Chemistry and Biochemistry, Long Island Univer-sity, Brooklyn, NY

2013.07.22.동서유지 ㈜ 연구 개발팀

Abstract.

1. Early studies1) 포화지방 식이는 혈중 콜레스테롤 증가2) 고 혈중 콜레스테롤은 관상동맥질환 (CAD) 위험 증가→ 포화지방이 CAD 를 증가시키거나 조기 사망 야기한다는 증거 미미

2. Recent studies1) SFAs, 특히 유제품과 야자유의 포화지방이 건강에 유익2) 오메가 6 – 염증 촉진 , 오메가 3- 염증 완화 , 포화지방이 염증 촉진하지 않음 .3) 포화지방 대신 탄수화물 식이 – 비만과 합병증 ( 특히 , 설탕 )

3. Discussion1) 과거의 SFA 문제들은 SFA 가 아닌 다른 요인들 ( 콜레스테롤 등 ) 과 더욱 강한 연관성을 가짐 . 2) 과연 건강 역효과를 줄이는 데 SFA 최소화가 관련이 있는가 ? 3) 기존 식이 권고 사항의 합리적인 재평가 요구 .

Introduction

1. The Framingham Heart Study 1) 고 혈중 콜레스테롤이 관상 동맥 질환의 주요 원인 ▶ 혈중 콜레스테롤 감소 캠페인 확산 2) 심장 질환 위험 인자 : 식이 포화지방 , 식이 콜레스테롤

2. 고 포화지방 식이가 혈중 콜레스테롤을 높이고 불포화 지방 식이가 혈중 콜레스테롤을 낮춘다 .3) 고 LDL 이 혈액에서 순환하면 지질 과산화가 일어나기 쉽고 4) 과산화지질이 혈관 내 세포조직에 발생하면 면역시스템이 이를 이물질로 판정하여 대식세포 출동5) 대식세포가 산화된 지단백 주로 LDL 분자들을 집어 삼켜 포말소포가 되어 혈관 내피와 중피에 침투 축적 , 동맥경화 발생▶ 이 매커니즘은 죽상 경화증을 야기하는 고 혈중 LDL 역할을 설명하는 것이지 포화지방 식이가 죽상 경화증을 야기하는

근거는 부족하다 .

3. Riview6) 건강과 질병에 관한 식이 지방의 과학적 이해를 요약7) 천연 SFA 의 인체 내 역할 및 PUFA 의 생리적 매커니즘 이해

Dietary fatty acids and serum cholesterol

1. 지단백 분획 실험 성공 1) LDL 과 VLDL 이 콜레스테롤의 운반체 : 이 후 총콜레스테롤과 HDL 콜레스테롤의 비율이 risk factor.

2. 1990 년대 : 식이 지방과 지방산의 세분화 . SREBPs 발견 ( 스테롤 조절요소 단백질 )2) SREBP-1 : 콜레스테롤 합성과 LDL 수용체들의 유전자를 표현3) PUFA : SREBP 유전자의 발현 조절 , PUFA 존재 시 SREBP 발현이 줄고 콜레스테롤 합성 효소 및 혈중 콜레스테롤

군들 감소

Genetic factor

1. 1985 년 brown & Goldstein 노벨 생리학상1) Familial hypercholesterolemia(FH) 를 가진 사람의 LDL 수용체에서 유전 결함 연구2) FH 존재 시 비 기능적 LDL 수용체 생산으로 돌연변이 발생 – 동맥경화와 심장질환 – 사망3) Apo-lipo potein B 100: LDL 수용체를 결합하는 구성요소인 apo B 가 LDL 합성 , 수송 및 통관으로 LDL 과 FH

상승시키는 유전 경향 초래

2. 2. 1990 년대 초기 연구1) CVD 를 가진 사람이 건강한 대조군보다 더 작은 HDL 입자를 가지고 LDL 입자 크기 역시 상당히 작음2) 총 혈중 콜레스테롤과 HDL 콜레스테롤의 비가 CAD 예측에 중요 요소3) 더 작고 조밀한 L 이 입자를 가진 중년 인구에서 CAD 위험이 증가

3. Paraoxonase 1(PON1) : HDL 콜레스테롤을 도와 LDL 콜레스테롤의 산화를 예방1) PON1 은 HDL 에 부착하여 HDL 과 LDL 이 산화되는 것을 막는다 . 2) 개인에 따라 올리브 오일 섭취가 PON1 수치를 증가시키기도 하지만 MUFA 나 PUFA 는 PON1 효소 활성을 저해할 수

있다 . 3) SFA(palmitic, myristic) 은 PON1 활성과 관련 없음 .

Fatty acids involved in atherogenesis and CVD

1. 불포화지방이 CAD 위험을 낮추는가 ? 1) 지방세포로부터 섬유 cap 형성 → 섬유 cap 이 콜라겐 방출→ 혈소판을 응고→ 심근경색이나 뇌졸중2) 동맥에서 리놀렌산 산화 → 지질 과산화물은 동맥 내막에 석회성 물질 생성 ▶ 지질 과산화물은 SFA 와 MUFA 보다 PUFA 에 풍부

2. 산화적 스트레스와 지질 과산화물로 인해 심장질환 , 암 , 만성질환 야기1) 포화지방 , 육류 제품들의 고온에서 조리 → 지질 과산화 유도2) 고온 조리 → 탄수화물 산화 , 독성 산화 , 산화적 스트레스 , 제 2 형 당뇨 , CVD 촉진▶ SFA 를 PUFA 나 탄수화물로 대체할 경우 질병 야기 위험 높음 .

3. 지방 VS 설탕1) 단당류에 Glyoxal, formaldehyde 존재2) Methylglyoxal : 고 콜레스테롤 혈증 , 내피 기능 장애 촉진 , 고혈압 , 죽상 경화증 증가 .3) 포름 알데히드 : 내피 세포 손상 , 산화적 스트레스와 맥관 장애 .

Fatty acids involved in atherogenesis and CVD

4. PUFA 식이의 효과1) 오메가 3 와 오메가 6 PUFA mix 식이 중재가 PUFA 적은 대조군과 비교하여 CAD 발병률에서 유의적 감소 (22%)2) 오메가 6 PUFA 단독 식이 중재는 대조군과 비교하여 16% 심혈관 질환 증가 . ▶ 포화지방을 불포화 지방으로 식이 대체 시 관상동맥질환이 줄어든다 ?4. Ramsden CE, Hibbeln JR, Majchrzak SF, Davis JM. n-6 fatty acidspecific and mixed polyunsaturate dietary interventions

have different effects on CHD risk: a meta-analysis of randomised controlled trials. Br J Nutr. 2010;104:1586–600.

Lipid peroxidation and inflammation

1. 쥐 염증 실험 : 식이 조작으로 오메가 6 지방산의 전구체를 넣었을 때 염증 정도에 지대한 영향이 미침 .1) 오메가 6 나 오메가 3 첨가 식이보다 SFA 식이가 훨씬 적은 염증이 나타남 .2) 오메가 3 불포화 지방산 보충제 섭취 시 오메가 6 지방 섭취를 최소화 해야 함▶ 염증을 줄이려면 오메가 6 를 최소화하고 SFA 섭취를 늘여야한다 . 포화지방은 염증을 촉진하지 않는다 . 69. Prickett JD, Trentham DE, Robinson DR. Dietary fish oil augments the induction of arthritis in rats immunized with type II

collagen. J Immunol. 1984;132:725–9. 70. Lawrence GD. Effect of dietary lipids on adjuvant-induced arthritis in rats. Nutr Res. 1990;10:283–90.

2. 천식과 설탕 소비 상관성 : 53 개국 연구1) 오메가 6: 오메가 3 의 비율이 10:1 인 경우 천식에서 호흡기 기능의 감소2) 오메가 6: 오메가 3 의 비율이 2:1 인 경우 환자의 40% 이상 천식 개선▶ 포화지방에 불포화 유를 첨가한 천식 연구에 대한 문헌은 없음 . 천연의 포화지방보다 단당류의 탄수화물이 천식 유병률에 더

문제가 될 수 있음 .79. Thornley S, Stewart A, Marshall R, Jackson R. Per capita sugar consumption is associated with severe childhood asthma:

an ecological study of 53 countries. Prim Care Respir J. 2011;20:75–8.

Are low-fat, low-saturated fat diets healthier?

1. Study of chemically induced mammary tumors in rats found that v6 PUFAs promoted tumor prolifera-tion, whereas saturated fats or v3 PUFAs did not promote tumors as much or even suppressed tumors, depending on what one uses as a reference (82,83)

▶ 오메가 6 는 종양증식을 촉진하지만 SFA 나 오메가 3 는 종양을 촉진하지 않을 뿐더러 억제하는 경우도 있음 .82. Braden LM, Carroll KK. Dietary polyunsaturated fat in relation to mammary carcinogenesis in rats. Lipids. 1986;21:285–8.83. Carroll KK, Braden LM, Bell JA, Kalamegham R. Fat and cancer. Cancer. 1986;58:1818–25.

2. 육류 , 어류 , 대장암 위험 관련성1) 연구자들의 편견 : 포화지방은 나쁠 것이다 .2) Red meat 섭취를 많이 한 경우 대장암이 증가하였으나 red meat 과 대장암이 연관되지 않았다고 보고 .3) 가공육은 상당한 연관성을 가짐 : 가공과정에서 사용하는 아질산염이 문제 .4) 소고기가 돼지고기보다 SFA 에 대한 PUFA 비율이 낮음에도 대장암과의 연관성은 약함 . 92. Norat T, Bingham S, Ferrari P, Slimani N, Jenab M, Mazuir M, Overvad K, Olsen A, Tjonneland A, Clavel F, et al. Meat, fish, and ,

colorectal cancer risk: the European Prospective Investigation into cancer and nutrition. J Natl Cancer Inst. 2005;97:906–16.93. Wood JD, Enser M, Fisher AV, Nute GR, Sheard PR, Richardson RI, Hughes SI, Whittington FM. Fat deposition, fatty acid composi-

tion and meat quality: a review. Meat Sci. 2008;78:343–58.

3. Red meat, processed meat & health risk1) 메타분석결과 red meat 과 CAD 발병률은 관련성이 없는 [RR = 1.00 (95% CI = 0.81–1.23, P-trend = 0.36)] 반면

가공육은 CAD 발병률과 양의 상관관계 [RR = 1.42 (95% CI = 1.07–1.89, P-trend = 0.04)].2) 즉 포화지방보다는 가공육과 결합하여 소비되는 다른 식이 물질들이 CAD 와 연관성이 높음 .3) Meat 은 일반적으로 많은 MUFA 와 SFA 를 함유하고 있다 . 98. Micha R, Wallace SK, Mozaffarian D. Red and processed meat consumption and risk of incident coronary heart disease, stroke,

and diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis. Circulation. 2010;121:2271–83

Food group

g/day Colorectal cancer(N=1329)HR(95% CI)

P trend

Result

Red and pro-cessed meat

≥160 1.35(0.96 to 1.88)

0.03 큰 연관성

Red meat ≥80 1.17(0.92 to 1.49)

0.08 유의 차 없음(?)

Pro-cessed meat

≥80 1.42(1.09 to 1.86)

0.02 큰 연관성

돼지고기 1.18(0.95-1.48) 0.02 큰 연관성

양고기 1.22(0.96-1.55) 0.03 큰 연관성

소고기 1.03(0.86-1.24) 0.76 연관성 약함

92. Norat T, Bingham S, Ferrari P, Slimani N, Jenab M, Mazuir M, Overvad K, Olsen A, Tjonneland A, Clavel F, et al. Meat, fish, and colorectal cancer risk: the European Prospective Investigation into cancer and nutrition. J Natl Cancer Inst. 2005;97:906–16.93. Wood JD, Enser M, Fisher AV, Nute GR, Sheard PR, Richardson RI, Hughes SI, Whittington FM. Fat deposition, fatty acid com-position and meat quality: a review. Meat Sci. 2008;78:343–58.

Are low-fat, low-saturated fat diets healthier?

98. Micha R, Wallace SK, Mozaffarian D. Red and processed meat consumption and risk of incident coronary heart disease, stroke, and diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis. Circulation. 2010;121:2271–83

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4. MUFA 와 SFA ,PUFA 가 혈중 지질에 미치는 영향1) MUFA 에 대한 SFA 의 비율이 올리브 오일의 (0.22:1) 에 비하여 팜 유에서 (1.1:1) 로 높은 경우에도 혈중 지질에는

영향이 없었다 . 2) 팜유와 올리브유는 비슷한 양의 PUFA 를 가지고 있다 (10%).105. Choudhury N, Tan L, Truswell AS. Comparison of palmolein and olive oil: effects on plasma lipids and vitamin E in young

adults. Am J Clin Nutr. 1995;61:1043–51.

Are low-fat, low-saturated fat diets healthier?

5. 야자유가 혈중 지질에 미치는 영향1) 야자유의 SFA 는 혈중 LDL-C 보다 HDL-C 를 상승시킨다 . 2) 높은 SFA 함량의 열대유가 CAD 의 위험을 증가시킨다는 주장은 과학적인 분명한 증거가 부족하다 .3) 야자유가 풍부한 식이는 또한 조직 플라스미노겐 활성제 와 Lp(a) 와 같은 CAD 의 위험 요인을 낮춰주기도 한다 .109. Müller H, Lindman AS, Brantsaeter AL, Pedersen JI. The serum LDL/HDL cholesterol ratio is influenced more favorably by exchanging saturated with unsaturated fat than by reducing saturated fat in the diet of women. J Nutr. 2003;133:78–83.

Are low-fat, low-saturated fat diets healthier?

6. 포화지방과 관련된 편견1) 식이 중 PUFA : SFA 비율이 커지면 CAD 의 발병률이 상대적으로 감소한다고 발견했는데 여기에는 불포화 지방과 SFA

비율 뿐만 아니라 운동 , 건강한 생활 습관 , 풍부한 섬유소 섭취와 설탕 줄이는 것들과 전반적으로 관련이 있었다 . 114. Hu FB, Stampfer MJ, Manson JE, Rimm E, Colditz GA, Speizer FE, Hennekens CH, Willett WC. Dietary saturated fats and

their food sources in relation to the risk of coronary heart disease in women. Am J Clin Nutr. 1999;70:1001–8.

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Less fat generally means more carbohydrate

1. 저지방과 고지방 식이 비교1) 저지방 식이와 고지방 식이의 혈중 지질 변화는 크지 않다 .2) 저지방에 고 탄수화물 식이는 혈중 중성지방을 증가시키고 작고 조밀한 LDL 입자를 증가시킨다 .▶ 고 탄수화물 식이가 CAD 와 강하게 연관된다 3) 탄수화물을 과잉 섭취하면 에너지로 저장되고 초과된 탄수화물에서 포화지방산과 MUFA 가 합성된다 . ▶ 생리학적 관점에서 지방 대체 탄수화물 식이가 혈중 지질 프로파일을 개선할 이유가 없다 .115. Dreon DM, Fernstrom HA, Campos H, Blanche P, Williams PT, Krauss RM. Change in dietary saturated fat intake is corre-

lated with change in mass of large low-density-lipoprotein particles in men. Am J Clin Nutr. 1998;67:828–36.

2. 식이 조절 후 변화a. 탄수화물을 SFA 로 대체하여도 TC/HDL-C 변화는 크지 않음 . 유의차 없음c. 탄수화물을 SFA 로 대체하면 오히려 HDL-C 증가함 . 102. Micha R, Mozaffarian D. Saturated fat and cardiometabolic risk factors, coronary heart disease, stroke, and diabetes: a

fresh look at the evidence. Lipids. 2010;45:893–905.

Less fat generally means more carbohydrate

102. Micha R, Mozaffarian D. Saturated fat and cardiometabolic risk factors, coronary heart disease, stroke, and diabetes: a fresh look at the evidence. Lipids. 2010;45:893–905.

3. 고 과당 콘 시럽이 식품에서 편중되었는데 비만과의 연관성은 식이 지방보다 더 강하게 연관된다 . 120. Bray GA, Nielsen SJ, Popkin BM. Consumption of high-fructose corn syrup in beverages may play a role in the epidemic of

obesity. Am J Clin Nutr. 2004;79:537–43.

4. 고과당 음료 섭취와 대사 증후군 .1) 비만 , 인슐린 저항성 , 고혈압 , CVD 위험 모두 증가129. Malik VS, Popkin BM, Bray GA, Despres JP, Hu FB. Sugar-sweetened beverages, obesity, type 2 diabetes mellitus, and

cardiovascular disease risk. Circulation. 2010;121:1356–64.

Less fat generally means more carbohydrate

Less fat generally means more carbohydrate

5. fructose/uric acid-related events. 1) 과당이 염증을 촉진하고 요산과 일부 사이토카인을 유발 .132.Cirillo P, Sautin YY, Kanellis J, Kang DH, Gesualdo L, Nakagawa T, Johnson RJ. Systemic inflammation, metabolic syndrome

and progressive renal disease. Nephrol Dial Transplant. 2009;24:1384–7.

6. 과당은 산화되기 쉬워 독성 물질 호스트를 생산한다 .1) 과당 산화 독성물질은 포름 알데히드와 α-dicarbonyls 가 있다 . 2) 식이 중 고과당은 혈중 TG 증가를 초래하여 VLDL 입자를 증가시키고 인슐리저항성 , 산화 LDL 수치를 증가시킨다 .▶ 대사증후군 및 이상 지질 혈증을 초래

conclusion

1. Inflammation : SFA 와 MUFA 는 동일한 효과를 가진다 .2. PUFA 양이 적당할 경우 포화지방이 혈중 콜레스테롤에 미치는 효과는 미미하다 .3. 포화 지방이 혈중 콜레스테롤에 미치는 영향은 과장되었고 심혈관 질환을 야기하는 생리적 매커니즘 근거가 없다 .4. 설탕과 PUFA 산화로 인한 다양한 Aldehyde 류들이 암 , 염증 , 천식 , 제 2 형 당뇨 , 죽상경화증 , 내피 세포 기능

장애에 영향을 미친다 .5. 유제품의 경우 고온 가열 조리 방법은 적절하지 않다 .6. 포화지방이 건강에 해로운 가에 대한 근거 자료가 부족하다 . 오히려 PUFA 의 산화가 건강 역효과를 일으킨다 . 따라서

포화 지방 제한 식이 권고는 개정 되어야 한다 .