혈압 관련 기능성 시험

고광호

서울대학교 약학대학 약학과

1. 혈압조절 / 450

(1) 혈압조절관련 기능성 식품의 정의 ····························································450

(2) 혈압의 정의 ·································································································450

(3) 혈압의 분류 ·································································································451

(4) 심혈관계 질환과 고혈압 ·············································································452

2. 고혈압관련 생체지표 / 453

(1) hs-CRP ··········································································································453

(2) 호모시스테인 ·······························································································461

(3) 레닌-안지오텐신 계 (Renin-Angiotensin System, RAS) ·························462

3. 혈압조절관련 기능성 평가 시험 / 464

(1) 기능성 평가시험 항목 ················································································465

(2) 시험 대상 선정 ···························································································466

(3) 기능성시험 평가 방법 ················································································467

(4) 생체 지표 시험방법들의 비교 분석 ··························································468

(5) 혈압측정-인체시험 ······················································································469

(6) 혈압측정-동물실험: Tail-cuff 방법 ·························································471

(7) hs-CRP 혈중 농도 측정법 ···········································································471

(8) 호모시스테인 측정 ······················································································475

(9) 레닌-안지오텐신 계 활성 관련 지표 측정 ···············································476

4. 참고문헌 / 478

- 450 -

1. 혈압조절

(1) 혈압조절관련 기능성 식품의 정의

혈압조절관련 기능성 식품은 국내외 시중에 다양한 형태로 나타나고 있으나 혈압

자체의 변동을 입증한 경우는 드물다. 콜레스테롤 및 지방질의 혈중 농도 증가를

억제하는 작용을 간접적으로 인용하는 경우가 있으나 그 외에는 객관적인

biomarker를 제시하는 경우는 드문 실정이다. 혈압 관련 기능성 식품의 기능에서

가장 중요한 것은 기능성 식품 섭취에 의해 혈압 상승이 억제되거나 혈압 상승에

부수되는 질환 발생의 위험성이 감소할 가능성이 있느냐로 국한되어야 할 것이

다. 혈압은 그 자체로서 혈압 상승 현상이 유발 시킬 수 있는 관련 심혈관계 질

환의 지표로 사용 될 수 있다. 그러나 정상 혈압 자체의 개인적 편차가 크고 정

상 혈압과 고혈압 사이에서 심각한 심혈관계 질환의 발병 가능성의 예측치가 수

치화 되지 못한 상태이다. 혈압 상승과 이에 따른 관련 질병 발생 가능성을 예측

하는데 기여할 수 있는 biomarker를 활용하여 이를 예측하는 것이 중요하다. 고

혈압의 급격한 조절은 고혈압 치료제 등의 약물이 담당하는 범위이며 이러한 치

료 과정에는 환자에게 부담스러운 위험성도 내포 될 수 있어서, 식품에 의한 혈

압 조절은 가능한 경계 혈압의 증상 완화에 국한 되거나 혈압 상승에 연계되는

질환의 발생 위험 가능성을 낮추는데 국한되는 것이 바람직하다고 생각된다.

상기한 요인들이 충분히 감안되어 혈압 조절 관련 건강 기능성 식품의 정의가 세

워질 필요가 있을 것이다.

혈압조절관련 건강 기능성 식품의 정의는 다음과 같이 제시하였다.

① 경계혈압이 있는 사람에서 혈압을 정상으로 환원시키는 기능이 있는 식품.

② 혈압상승 가능성을 저하시키는 기능이 있는 식품.

③ 혈압상승과 연계되는 질환의 발생가능성을 저하시키는 기능이 있는 식품.

(2) 혈압의 정의

고혈압은 우리나라 성인 인구의 약 15%가 가지고 있는 것으로 추정되는 질환으로

대개의 경우는 그 증상을 느끼지 못하고 있다가 혈압측정이나 합병증 유발에 의

해서 인지되고 있다. 고혈압으로 인한 합병증들에 의해 사망할 가능성이 매우 높

기 때문에 평소에 혈압을 점검함으로서 미리 예방하는 것이 가장 중요하다. 혈압

은 동맥혈압, 정맥혈압, 모세관혈압이 있는데 일반적으로 혈압이라 함은 동맥혈

압을 뜻한다. 그림 1은 혈압을 정의하는 방법을 나타낸 모식도이다.

- 451 -

Fig. 1. 혈압의 정의

(3) 혈압의 분류

혈압은 연령에 따라 다르나 세계 보건 기구 (WHO)에 의한 고혈압환자의 분류에

의하면 139/89mmHg(수축기/확장기 혈압) 이하를 정상적인 혈압으로 분류하며, 정

상적인 혈압이라도 고저에 따라 normal, high normal로 구분한다. 이보다 높은

혈압을 고혈압으로 구분하는데 각각 mild, moderate, severe, very severe

hypertension으로 구분한다 (Table 1). 또한 WHO에서는 수축기 혈압 혹은 이완기

혈압 중에서 어느 한가지라도 기준치 이상에 해당될 경우를 고혈압이라 판정한

다. 또한 고혈압은 발생원인에 따라 본태성(1차성) 고혈압 및 속발성(2차성) 고

혈압으로 분류한다. 전체 고혈압환자의 85~90%를 차지하는 본태성고혈압은 발생

원인이 명확하지 않지만 유전적 요인 (가족력)을 비롯한 여러 요인들에 의해 복

합적으로 유발되는 것으로 알려져있다. 속발성고혈압은 약 10% 정도를 차지하며

특정 원인에 의해 유발되는 질환으로 이러한 원인들로는 신장질환, 내분비질환,

신경계질환, 임신중독증, 유전적 요인 등이 있다.

BP = CO ×TPRCO = HR ×SV

- BP : 혈압

- CO : 심장박출량

- HR : 심장박동수

- TPR : 총말초저항

- SV: 일회박출량

관련요인 :

• 심장기능• 혈관수축• 혈류• 혈액량

- 452 -

Table 1. 고혈압의 분류 (WHO 기준)

8 5 미 만13 0 미 만N o rm a l

1 2 0 이 상21 0 이 상Ve ry s e v e re h yp e rte n s io n

1 0 0 ~ 1 0 91 8 0 ~ 2 0 9S e ve re

h yp e rte n s io n

1 0 0 ~ 1 0 91 6 0 ~ 1 7 9M o d e ra te

h yp e rte n s io n

9 0 ~ 9 91 4 0 ~ 1 5 9M ild

h yp e rte n s io n

8 5 ~ 8 91 3 0 ~ 1 3 9H ig h n o rm a l

이 완 기 혈 압

(m m H g )

수 축 기 혈 압

(m m H g )

8 5 미 만13 0 미 만N o rm a l

1 2 0 이 상21 0 이 상Ve ry s e v e re h yp e rte n s io n

1 0 0 ~ 1 0 91 8 0 ~ 2 0 9S e ve re

h yp e rte n s io n

1 0 0 ~ 1 0 91 6 0 ~ 1 7 9M o d e ra te

h yp e rte n s io n

9 0 ~ 9 91 4 0 ~ 1 5 9M ild

h yp e rte n s io n

8 5 ~ 8 91 3 0 ~ 1 3 9H ig h n o rm a l

이 완 기 혈 압

(m m H g )

수 축 기 혈 압

(m m H g )

(4) 심혈관계 질환과 고혈압

고혈압은 혈압증가가 지속됨으로서 악성고혈압, 심부전, 뇌출혈, 신경화증, 대동

맥질환 등이 유발될 수 있을 뿐만 아니라, 혈압증가에 의해 혈관에 다양한 문제

를 야기시킴으로서 유발되는 질환들이 있다. 후자를 고혈압에 의한 합병증이라고

도 하는데, 체내에 존재하는 모든 혈관들에 대해 다발적으로 일어날 수 있기 때

문에 체내의 주요 장기들에서 발생할 수 있다 (Fig. 2 참조). 심장, 대동맥, 뇌

정맥, 신장, 눈 등의 장기에서 심비대, 심부전, 심근경색, 동맥류, 동맥해리, 뇌

허혈, 혈전, 뇌출혈, 신경화, 심부전, 심지어는 실명까지도 일어날 수 있기 때문

에 매우 위험한 병인이고 실제로 국내에서 유발율이 매우 높은 편이다.

잠재성 고혈압

초기 고혈압

지속성 고혈압

혈관손상 (합병증)

유전 환경

악성고혈압

심 장 대동맥 뇌동맥 신장 눈

심비대심부전심근경색

동맥경화동맥류동맥해리

허혈혈전출혈

신경화신부전

실명

(연령)

~30 세

20~40 세

30~50 세

Fig. 2. 고혈압에 의해 유발되는 심혈관계질환

상기 그림과 같이 고혈압이 관상동맥질환, 뇌혈관질환, 신장질환의 가장 중요한

- 453 -

위험인자로 작용하기 때문에 발생원인, 진단, 치료에 있어서 밀접한 관계에

있다고 볼 수 있다.

2. 고혈압관련 생체지표

혈압조절의 기능을 평가하는 지표는 기본적으로 혈압 자체를 사용하는 것이 원칙

이지만 정상 혈압의 개체간 편차가 큰 것을 감안한다면 혈압의 변동을 예측하거

나 혈압 변동과 연관된 질환의 발생 가능성을 예측하는데 도움이 되는 생체지표

(biomarker)를 활용하는 경우가 바람직할 수 있다. 최근에 그 임상적인 중요성이

인정되어 각광을 받고 있는 hs-CRP 측정방법, in vivo 방법으로는 혈장호모시스

테인 농도 측정방법. in vitro 방법으로는 안지오텐신 전환효소 (Angiotensin

converting enzyme : ACE)를 비롯한 레닌-안지오텐신계 (Renin-Angiotensin

System: RAS)을 분석하는 방법 등이 있다. 각 생체지표들의 기본적인 성격과 배

경, 혈압 조절 관련 응용성 등은 다음과 같다.

(1) hs-CRP

1929년에 최초로 발견된 이래로 염증성 질환이 발생하는 초기 단계에 CRP가 간에

서 다량 생성되어 혈액 중에 분비되는 것이 보고되고 이러한 이유로 해서 hs-CRP

의 생체 내 기능과 역할은 상당 기간 동안 염증성 질환의 발병을 진단하는 표지

로 연구되고 활용되어 왔다. CRP는 23kDa크기의 subunit 5개로 구성되어 있고,

간에서 유도된 pertraxin으로 혈장내 half-life가 매우 길다. 건강한 사람의 혈

액에는 약 3mg/L이하의 농도로 존재하지만 염증 발현 시에는 약 1000배 정도 증

가됨이 보고되면서 아주 중요한 염증 지표로 사용되었다. 이후 많은 질병 특히

면역질환이나 심혈관계 질환들에서 행해진 연구결과들에 의해 임상적으로 중요한

risk factor로서 제시되었다. 최근 들어서 hs-CRP의 혈중 농도 변화가 단순한 염

증성 질환 보다는 고혈압을 포함하는 심혈관계 질환의 환자에서 유의성 있는 연

관성을 나타낸다는 사실들이 보고되어 왔다. 각종 심혈관계질환을 앓고 있는 환

자에서는 혈청 또는 혈장 내 CRP농도가 20-500mg/L로 존재함이 보고되었다. 최근

에는 hs-CRP는 심장혈관계 및 뇌졸중 질환을 예측할 수 있는 인자라는 많은 보고

들이 발표되었다. 즉 현재는 건강한 사람이지만 수년 후 심혈관계질환이 발병되

는 사람에게서는 지속적인 hs-CRP level의 증가가 관찰된 것이다. 이러한 예측성

때문에 hs-CRP는 사전에 유발될 질환을 예방할 수 있게 한다는 점에서 각광을 받

고 있는 생체지표이다. 2003년도에는 미국 심장학회 (American Heart

Association, AHA)와 미국 질병 관리 센터 (Centers for Disease Control and

- 454 -

Prevention, CDC)가 주축이 되어 고혈압 및 이와 관련된 심혈관계 질환의 발생을

예측할 수 있는 가장 우수한 생체지표로서 hs-CRP를 선정하였고 실용 가능한 혈

중농도를 규정하였다 (AHA Journal Report, 2003; Pearson et al., Circulation,

2003).

- AHA Journal Report (2003-01-28), AHA/CDC panel issues recommendations on

CRP testing.

- Blake GJ, Ridker PM (2002), Inflammatory bio-marjkers and cardiovascular

risk prediction, Journal of Internal Medicine, 252:283-294

- BBC News (2002-08-19), Detecting heart disease early.

- CNN (2002-11-18), Docs look at new sign of heart disease risk-clinical

trial to study how drugs affect CRP levels.

- CNN (2002-08-24), Study: Specific protein may predict heart attack risk

in women.

- CNN Report (www.testamerica.com), New blood test may be predictor of

heart attack.

- Danesh J, Collins R, Appleby P, Peto R. (1998), Association of

Fibrinogen, C-Reactive Protein, Albumin, or Leukocyte Count with

Coronary Heart Disease, JAMA, 279:1477-1482

- Health News ( ), New heart disease test gets major

backing.

- [News Focus], Gary Taubes (2002) Does inflammatiion cut to the heart of

the matter? : A growing body of evidences suggests that a molecular

marker for inflammation may be as crucial as cholesterol in assessing

risk of heart attack. Science, 296, 242-245.

- Pearson TA, Mensah GA, Alexander RW, Anderson JL, Cannon RO III, Criqui

M, Fa이 YY, Fortmann SP, Hong Y, Myers GL, Rifai N, Smith SC Jr, Taubert

K, Tracy RP, Vinicor F, Markers of inflammation and cardiovascular

Disease: Application to clinical and public health practice, A statement

for healthcare professionals from the Centers for Disease Control and

Prevention and the American Heart Association, Circulation, 2003, 107,

499-511.

- Ridker PM. (2003), Clinical Application of C-Reactive Protein for

Cardiovascular Disease Detection and Prevention, Circulation, 107,

363-369

- Ridker PM. (2001) High-Sensitivity C-Reactive Protein: Potential Adjunct

- 455 -

for Global Risk Assessment in the Primary Prevention of Cardiovascular

Disease. Circulation, 103: 1813-1818.

- Ridker PM, Stampfer MJ. (2001) Novel Risk Factors for Systemic

Atherosclerosis: A comparison of C-Reactive Protein, Fibrinogen,

Homocystein, Lipoprotein(α ), and Standard Cholesterol Screening as

Predictors of Peripheral Arterial Disease, JAMA, 285(19), 2481-2485

- Rifai N, Ridker PM, High-Sensitivity C-Reactive Protein:A Novel and

Promising Marker of Coronary Heart Disease, 47:3, 403-411

- Sung KC, Suh JY, Kim BS, Kang JH, Kim H, Lee MH, Park JR, Kim SW. (2003)

High sensitivity C-reactive protein as an independent risk factor for

essential hypertension, American Journal of Hypertension, 16, 429-443

- Taube G. (2002) A growing body of evidence suggests that a molecular

marker for inflammation may be as crucial as cholesterol in assessing

risk of heart attack: Does inflammation cut to the heart of the matter?

Science, 296: 242-245.

- The Wall Street Journal Article (2003-01-28), Heart association and CDC

endorse blood screen for inflammation; first added Tool in 20Years.

- The New York Times Interview (2003-04-22), A conversion with: Thomas

Pearson; New test for hearts at risk: What it can and can't do.

- www.questdiagnostics.com, Recommendations for the use of high

sensitivity C-reactive protein (Cardio CRP) testing: The AHA and CDC

publish first-ever recommendations.

A. 염증현상과 hs-CRP

염증초기에 Proinflammatory response로서 IL-1β , TNF-α 가 유리되고 그 결과

일련의 messenger cytokine이 유리되면서 간에서 생성되는 CRP 농도가 증가 된다

(Fig. 3). 생성된 hs-CRP는 혈액 속에 존재하면서 염증현상을 더욱 가속화 시키

는 원인이 된다. hs-CRP는 단순한 염증 반응 뿐 아니라 염증성을 지니는 심혈관

계질환 (예: coronary heart disease: CHD 등)에서도 생성이 증가되고 이들 질환

의 발병과 다양한 증상의 주요 원인으로 기여한다고 보고되고 있다. hs-CRP는 염

증반응 초기에 증가하는 물질이고, 증가된 CRP는 구조적 활성화, 조직손상, 내피

세포 활성을 야기함으로서 염증을 가속화시킨다. 이러한 특성을 이용해 염증진행

뿐 아니라 염증과 관련된 다양한 질환의 지표로 사용되고 있다 (Science 2002,

News Focus).

- 456 -

CRPCRP

Fig. 3. 염증반응과 hs-CRP

B. 고혈압과 염증 지표인 hs-CRP

hs-CRP의 혈중 농도가 정상치 보다 높은 상태로 지속 유지되면 고혈압의 위험 요

인이 될 가능성이 높다는 임상 연구결과가 금년도 미국 학회지에 발표 되었다

(American Journal of hypertension, 2003). 2001년 9월에서 2002년 3월까지 건

강진단을 받은 총 8,347명을 대상으로 고혈압군과 정상인군의 염증반응 지표인자

인 hs-CRP를 분석한 결과 고혈압군은 평균 1.36 mg/L로 정상군 (1 mg/L)보다 36%

나 높았다고 보고했다. 또한 건강진단자 중 2,803 명이 고혈압군에 속했는데 정

상군 (5,447 명)에 비해 콜레스테롤 수치를 비롯해 모든 동맥경화 위험인자가 높

은 것으로 나타났다. 특히 여기에서 주목할 만한 사실은 hs-CRP 함량에 따라 고

혈압 유병률이 변동된다는 것이다. 즉, hs-CRP 함량이 높은 군은 다른 고혈압 요

인들을 배제하고 해석 하더라도 고혈압 유병률이 높은 것으로 조사되었다는 사실

이다. Table 2를 보면 각각 전체군, 남성군, 여성군으로 나뉘고 이는 다시

hs-CRP 범주에 따라 구분을 지었다. 각각의 그룹별로 고혈압 유병율을 Odds

Ratio (승산비) 값을 이용해 조사했다. hs-CRP 농도가 증가할수록 고혈압 유병률

이 증가함을 볼 수 있다. 이러한 현상은 각기 다른 성별에서도 같은 양상을 보인

다. 이는 만성염증 자체 혹은 염증의 주요 지표인 hs-CRP 함량이 고혈압 발생의

- 457 -

독립적인 위험인자로 나타난다는 것을 의미한다.

Table 2. hs-CRP 농도와 고혈압 유병률 비교 분석

(Odds Ratio: “ 승산비” 라고 보통 이야기하는 통계학적 해서지표. 승산비와 연

관 지어서 해석을 할 때는 승산비 값 “ 1” 을 기준으로 하여 연관성의 방향 및

강도를 생각할 수가 있다. 예를 들어 승산비 값이 커지면 커질수록 강한 연관성

을 갖는다라고 해석하면 된다.)

이 연구 그룹은 만성감염이 진행되면 염증성 단백질 (hs-CRP)이 혈관으로 들어가

혈관내피세포의 기능장애를 유발, 고혈압을 일으킬 가능성이 있어서 혈액검사에

서 hs-CRP 수치가 높게 나온 사람들은 고혈압뿐만 아니라 다른 심혈관계질환의

예방을 위해 적극적인 관리가 필요하다고 제안을 했다.

C. hs-CRP의 임상학적 예측성

수년간의 측정 결과들을 토대로 현재 가장 중요하게 여겨지는 hs-CRP의 특성이

질환 발병에 대한 예측성이다. 심장질환이나 뇌졸중 등은 지속적인 고혈압에 의

해 유발될 수 있는데, 이들 질환이 있는 환자의 혈중에는 hs-CRP 농도가 매우 높

게 측정됨이 보고되었다. 또한 현재 이들 질환의 징후가 없더라도 hs-CRP의 혈중

농도가 높은 사람은 앞으로 고혈압과 뇌졸중, 심장질환 등이 발생할 가능성이 정

상인 보다 4-5배 높게 보고되었다. 예를 들어 acute coronary syndrome이 유발된

환자의 경우에는 질환 유발 전에는 여타 징후 없이 hs-CRP level이 5mg/L으로 유

지가 되었는데 6개월 후에 질환이 발병하였다. hs-CRP의 이러한 예측성은 기존에

유사한 기능을 갖는다고 알려진 콜레스테롤의 예측력보다 3~4 배정도 우수하다.

이러한 사실은“ 미국 여성의 건강 연구” 자료에도 나와 있는데, 이 연구는 참여

- 458 -

한 여성 27,939명 모두에서 hs-CRP 와 저밀도 지단백 콜레스테롤

(LDL-Cholesterol)수치를 측정하였고 심혈관 원인들로부터 발생한 심근 경색증,

허혈성 뇌졸중, 관상동맥 질환 등의 환자에서 치료의 시도 및 사망할 때까지 평

균 8년 동안 추적 관찰을 했다. 그결과 hs-CRP 농도가 저밀도 지단백 콜레스테롤

보다 첫 번째 심혈관 사건들을 예측하는 더욱 더 강력한 인자라는 것이 보고되었

다. 콜레스테롤보다 더욱 더 강력한 예측인자라는 연구결과들은 이외에도 미국

메사추세츠주 보스턴에 위치한 브리함 및 여성 병원, 하버드 의과대학과 아동병

원에서도 발표되었다 (New England Journal of Medicine, 2002). 발병건강인의

혈액에 존재하는 CRP 농도는 그 범위가 매우 넓어서 (0.01~10mg/L)존재하는 농도

의 구분을 low, average, high risk의 세 가지 범주로 나누어 (Table 3)해석함으

로서 장차 발병될 여러 심혈관계질환, 즉 고혈압, 뇌혈관질환, 말초혈관질환, 급

성심장마비 등을 예측할 수가 있다.

　

Low risk < 1.0 mg/LAverage risk 1.0 ~ 3.0 mg/LHigh risk > 3.0 mg/L

Table 3. hs-CRP 농도에 따른 위험도 분류:　AHA/CDC Scientific statement

(January 28, 2003; Pearson et al., Circulation, 2003)

*AHA (American Heart Association), *CDC (Centers for Disease Control)

Fig. 4는 심혈관계 질환과 관련하여 세계 각국의 임상연구기관에서 건강한 남/녀

를 대상으로 한 역학연구 결과를 발표한 것이다. hs-CRP 체내 농도와 나중에 발

생한 다양한 심혈관계 질환들과의 상관성이 나타남을 볼 수가 있다. 또한 혈청내

의 CRP는 다른 심혈관계 질환 risk factor 들에 비해 매우 안정적이어서 시료 채

취 후 냉장 또는 냉동 보관 시 수십 년 후에도 재현성 있는 측정이 가능하다. 상

기 열거한 hs-CRP의 특성, 그중에서 현재 질환이 없는 사람에게서 hs-CRP level

로 질환에 걸릴 위험정도를 예측할 수 있다는 점은 임상학적으로 매우 중요한 의

미를 지닌다.

- 459 -

Fig. 4. 건강한 남성과 여성에게서 유발 될 심혈관계질환에 대한 hs-CRP의

예측성 예시 (Ridker et al., Circulation, 2003).

＊Relative Risk (RR) estimates; lines-95% confidence interval. CHD

(coronary heart disease); MI (myocardiac infarction); PAD (pulmonary

artery disease); CV (cardiovascular); PVD (peripheral vascular disease);

MRFIT (Multiple Risk Factor Intervention Trial); PHS (Physcians' Health

Study); CHS (Cardiovascular Health Study); RHPP (Rural Health Promotion

Project); WHS (Women's Health Study); MONICA (MONItoring trends and

determinants in CArdiovascular disease); HELSINKI (Helsinki Heart

Study); CAERPHILLY (Caerphilly Heart Study); BRHS (British Regional

Heart Study); LEIDEN (Leiden Heart Study); SPEED-WELL (Speedwell Heart

Study); WOSCOPS (West of Scotland Coronary Prevention Study); AFCAPS

(Air Force Coronary Atherosclerosis Prevention Study); FHS (Framingham

Heart Study); WHI (Women's Health Initiative; HHS (Honolulu Heart

Study).

C. hs-CRP와 심혈관계 질환의 주요 risk factors 예측성 비교

hs-CRP는 total cholesterol 량의 증가, total cholesterol/high-density

lipoprotein (HDL) cholesterol ratio 의 증가와 함께 CHD의 주요 risk factor의

하나로 인식되고 있다. Atherogenesis의 경우 hs-CRP에 의해 그 증상이 더 심화

되고, hs-CRP level이 높은 사람은 endothelial vasoreactivity가 손상되고 eNOS

- 460 -

의 발현과 활성이 저하되는 현상이 관찰되엇다. 이외에도 각종 심혈관계 질환에

서 hs-CRP가 중요한 원인 혹은 지표로 밝혀졌다. 고혈압 및 심혈관계 질환으 발

병을 예측하기 위해 다양한 biomarker를 사용하고저 시도된 바 있다. hs-CRP 이

외에 지단백 (lipoprotein), 호모시스테인, 콜레스테롤, LDL-cholesterol,

HDL-cholesterol, Interleukin-6, Apolipoprotein 등이 시도 되었고 그중 일부는

실용화 되고 있다. 상기한 고혈압 및 관련 심혈관계 질환 예측 인자로서 hs-CRP

의 예측 능력이 가장 뛰어난 것으로 밝혀지고 있다. Physicians' Health Study

(PHS)와 Women's Health Study (WHS)의 보고에 따르면 hs-CRP의 질환 예측능력이

기존에 알려져있는 다른 CHD 관련지표에 비해 훨씬 높을 뿐만 아니라, 다른 지표

들 중 TC-HDLC와 더불어 정상 상태에 비해 증가한 경우에는 질환이 발병될 위험

성이 가장 높다는 것을 알 수가 있다 (Fig. 5). 그림 5에 심혈관계 질환에 대한

여러 생체지표들이 나열되어 있다. 콜레스테롤 뿐 아니라 생체 지질 단백질들

(LDL. HDL)등 많은 지표들이 있지만 이들의 질환에 대한 예측성을 비교해볼때

hs-CRP가 가장 뛰어난 지표임을 알 수 있다.

Fig. 5. 건강한 여성에게서 여러 생화학적 지표에 따른 발병될 심혈관계질환에

대한 Relative Risks (RR) 비교 (WHS 보고; Ridker et al., irculation,

2003). Lp(a), lipoprotein(a); tHCy, total homocysteine; sICAM-1,

soluble intercellular adhesion molecule-1; TC, total cholesterol;

LDLC, low density lipoprotein-cholesterol; HDLC, high density

lipoprotein-cholesterol; SAA, serum amyloid A; Apo B,

apolipoprotein B.

- 461 -

hs-CRP 농도와 질환과의 상관성은 비단 심혈관계질환에만 국한되어 있는 것은 아

니라 인체에 발생될 수 있는 다양한 질환적 상태에서도 나타나고 있다. 현재까지

발표된 연구결과들 (Table 4)에 비추어 보면 고혈압, 비만, 흡연, 당뇨, 대사증

후군, 체내 HDL 량의 감소, 고콜레스테롤증, 에스트로젠 및 프로게스테론등 호르

몬 요법, 만성염증관련질환 등을 갖고 있는 사람에게서 고농도의 hs-CRP가 측정

되었다.

Table 4. hs-CRP 농도수준과 다양한 병적상황과의 상관성

(2) 호모시스테인

호모시스테인은 thiol기를 함유한 아미노산의 일종으로 체내 아미노산 중 하나인

methionine이 분해되면서 생성되는 유해물질이다. 호모시스테인은 혈관벽을 파과

시켜 혈전을 형성하며 이 과정은 고혈압, 관상동맥 질환 및 다양한 혈관 질환의

발생에 관여함이 보고되었다. 정상인의 경우 혈중 호모시스테인 농도는 약 10 μ

M정도로 측정이 되지만 상기질환자에게서는 : 15~25μ M (mild increase), 심한

경우 100μ M이상 (severe increase)증가되었고 후자의 경우에는 50% 혈전이 응고

되고 이중 20%가 돌연사함이 보고되었다. 약 30년 전에 Klimer McCully 박사는

호모시스테인뇨증이라는 보기드문 질환을 가진 환자들이 10 대 및 20 대 초반에

중증의 심혈관계 질환이 발병하기 쉽다는 사실을 관찰하고 호모시스테인과 심혈

관계 질환이 관련되어 있음을 최초로 추측하였다. 최근에 행해진 연구 결과들은

지금까지 심장병과 뇌졸중 등 혈관질환을 유발하는 요인으로 콜레스테롤 등이 손

꼽혀 왔지만 콜레스테롤 수치가 정상이라도 호모시스테인 농도가 높으면 혈관질

- 462 -

환이 발생 할 수 있다는 사실을 보고하고 있다. 이와 같이 호모시스테인의 농도

가 높은 사람은 현재에는 질환이 없더라도 혈관손상 관련 질환 (고혈압, 심장병

등)이 발생할 가능성이 있고, 이는 hs-CRP와 마찬가지로 앞으로 나타날 질환을

유추할 수 있는 인자라 할 수 있겠다 (Fig. 5 참조). 호모시스테인의 혈중 농도

에 따른 각종 심혈관계 질환의 예측을 가능케 하는 risk factor의 기능은 그 실

용성 면에서 hs-CRP에 비해 현저히 낮은 것으로 보고되고 있다. 심혈관계 질환이

앞으로 발생할 가능성을 예측케 하는 확률은 hs-CRP가 4~5인데 비해 호모시스테

인은 2 미만 이며 정상적인 사람에서의 확률은 1 이라고 산정하였고 1에서 부터

의 증가된 차이가 위험 가능성 이므로 호모시스테인과 hs-CRP의 혈중 농도에 의

한 고혈압 등의 심혈관계 질환 발생 예측능은 약 3배의 차이가 있다고 볼 수 있

다. 호모시스테인을 심혈관계 질환 발생의 위험 인자로 사용하는데 지장을 주는

또 한가지 이유는 정상인에서 일상적인 이유들에 의해서도 혈중 농도가 증가할

수 있고 이 경우에는 질환 발생 위험 인자의 기능을 전혀 못 할 수도 있다는 점

이다. 질환이 없는 정상인에서 질환 발생과 큰 연관성 없이 호모시스테인의 혈중

농도가 증가하는 경우는 비타민 부족에 기인하는 경우가 많고 노화 과정에서의

증가 및 흡연에 따른 증가 등이 있다. 이러한 경우의 호모시스테인 혈중 농도 증

가는 비타민 복용 또는 단순한 식이요법으로도 원상 복구가 되는 경우가 많다.

메치코발라민, 엽산 등 비타민 B를 다량 함유한 종합비타민제를 복용하거나 오렌

지쥬스, 현미, 말린콩, 녹황색 채소, 계란, 감자, 바나나, 우유, 참치, 김치 등

을 섭취가 이에 해당 된다. 체내 호모시스테인은 총 호모시스테인 (total

Homocysteine), 유리 호모시스테인 (free-Homocysteine), mixed disulfide 형 호

모시스테인 (mixed disulfide involving Homocysteine), 호모시스테인 치오락톤

(Homocysteine-thiolactone), 단백결합 호모시스테인 (protein-bound

Homocysteine) 등의 여러 형태로 존재하므로 이를 측정시 유리 형태

(free-Homocysteine)로 전환시켜 측정한다. 형광분석법 및 흡광분석법의 2가지

분석법이 실용화 되어 있고 상용화된 kit이 주로 이용되고 있다 .

(3) 레닌-안지오텐신 계 (Renin-Angiotensin System, RAS)

레닌-안지오텐신 계에 대한 일반적으로 알려진 생리활성은 신장에서 혈류량, 나

트륨량의 감소, 교감신경계의 활성증가에 의해 레닌-안지오텐신 계가 활성화 되

며, 신장동맥의 방사구체세포 (juxtaglomerular cell)에서 분비된 레닌 (renin)

이 안지오텐시노젠 (angiotensinogen)을 안지오텐신 I (angiotensin I) 으로 분

해시키고 이는 다시 안지오텐신 전환 효소 (angiotensin-converting enzyme,

ACE)에 의해 안지오텐신 II (angiotensin II)로 전환 된다. 이 안지오텐신 II는

- 463 -

신경조절과 알도스테론 (aldosterone) 합성 증가로 혈압을 조절한다.

① 심혈관계: 거의 모든 혈관에 직접적으로 작용하여 혈관수축작용을 나타내거나

교감신경계에 대한 간접작용도 나타난다.

② 중추신경계: 안지오텐신에 의한 지속적인 혈압상승은 연수에 작용함으로서 나타

나는 작용이라고 생각되어지고 있고, 중추신경으로부터 말초신경으

로의 신경충격을 증가시킴으로서 전신혈압의 상승도 초래한다.

③ 알도스테론 분비 조절

안지오텐신의 직접작용에 의해 선택적으로 합성과 분비를 항진시킨다. 이로 인

한 혈압 상승은 일반적으로 분비된 알도스테론에 의해 원위세뇨관에서 나트륨

재흡수가 촉진되어 체액중의 나트륨 저류를 촉진시키게 되고 결국 순환혈액량

의 증가를 야기함으로서 혈압을 상승시킨다고 볼 수 있다.

이처럼 레닌-안지오텐신 계 활성 증가는 고혈압 유발이나 증상과 밀접한 관련

이 있고 이의 활성을 측정하는 방법들이 고혈압의 원인 분석이나 혈압조절에

대한 연구에서 널리 사용되고 있다. 또한 레닌-안지오텐신 계 과정을 차단하는

성질을 갖는 다양한 약물들이 항고혈압 치료제로서 사용되고 있다. 레닌-안지

오텐신 계는 고혈압의 치료 등에만 국한되어 있는 것이 아니라 실험적인 측면

에서도 폭넓게 이용되고 있다. 레닌-안지오텐신 계는 혈압 상승에 기여하는 기

전과 즉각적인 혈압 변동에 미치는 기능은 그 중요성이 충분히 인정되었음에도

불구하고 레닌-안지오텐신 계와 연관된 생체 지표들인 레닌, 안지오텐시노젠,

안지오텐신 I, 안지오텐신 II 등의 혈중 농도와 안지오텐신 전환 효소 활성 등

의 생체지표를 기준으로 하여 혈압 상승 및 심혈관계 질환 발생을 예측하고저

하는 risk factor 로서의 기능은 일관성과 재현성에서 공인 받을 수준이 아닌

것으로 보고 되고 있고 아직까지 국제적으로 채택되지 않고 있다. 앞에서 언급

된 hs-CRP 또는 호모시스테인이 지니는 risk factor 로서의 실용성은 지니지

않고 있다고 볼 수 있다. 단지 혈압 상승과 관련해서 다른 생체 지표의 위험

예측 기능을 추가로 보조하는 기능을 지닐 정도이다. 레닌-안지오텐신 계의 활

성 측정 방법들로는 방사성 동위원소를 이용하거나 형광물질을 이용하는 방법

이 있다. 측정 물질로는 체내에서 angiotensin이 혈압 증가를 일으키는 과정

(Fig. 6)에서 소모 혹은 생성되는 물질과 이러한 과정 (Fig. 7)에 관여하는 효

소를 측정하거나 과정중에 관여되는 물질들을 측정함으로서 레닌-안지오텐신

계 활성도를 판단한다.

- 464 -

RAS 활성 증가

말초혈관저항성증가 신장기능변화 심혈관계구조이상

혈 압 상 승

• hypertrophy of blood vessel• cardiac hypertrophy

• tubular Na+ 재흡수 증가• volume expansion• aldosterone 분비증가

Fig. 6. 혈압증가와 레닌-안지오텐신 계 (renin-angiotensin system; RAS).

Fig. 7. 레닌-안지오텐신 계 (RAS)

3. 혈압조절관련 기능성 평가 시험

혈압 조절 관련 기능성 식품의 효능을 입증하는데 필요한 시험법은 혈압 변동 자

체를 포함하여 아래에 소개하는 몇 가지로 압축될 수 있다. 혈압 변동 자체 이외

의 지표를 활용하는 경우에는 이들 지표들이 혈압 변동 또는 혈압 상승과 연관된

질환의 발생을 예측케 할 수 있는 risk factor 로서의 기능이 큰 것과 적은 것으

로 구분하여 그 기능이 큰 것은 주시험 항목으로 설정하고 적은 것은 보조시험

항목으로 제안하였다. 또한 각 시험에 필요한 대상의 선정에 대한 기본적인 원칙

과 실제 평가 방법 등을 설명하고 각 시험 방법들의 장단점을 비교 분석하였다.

A n g i o t e n s i n o g e n

A n g i o t e n s i n I

A n g i o t e n s i n I I

R e n i n

A C E

v a s o c o n s t r i c t i o n

혈 압 증 가

말 초 혈 관 저 항 성 증 가

- 465 -

(1) 기능성 평가시험 항목

혈압 조절 관련 기능성 평가 시험법들 중에서 객관성을 지니고 있는 방법들은 혈

압 측정 이외에 생체지표를 hs-CRP 혈중 농도, 호모시스테인 혈중 농도 또는 레

닌-안지오텐신 계의 활성 등으로 하는 방법들이 있다. 이 방법들 중에서 혈압 변

동 또는 혈압 상승과 연관된 질환 발생의 예측을 가능케 하는 지표로서의 기능은

hs-CRP가 가장 크고 호모시스테인은 hs-CRP보다 훨씬 떨어진다. 레닌-안지오텐신

계의 활성은 혈압 변동에 연관된다는 기전적인 연관성은 국제적인 공인을 받고

있으나 혈압 상승과 관련된 질병 발생을 예측할 수 있는 생체지표 (biomarker)로

서는 일관되고 재현성 있는 결과를 내지 못하는 경우가 많아서 국제적 공인을 받

는데는 한계가 있다. 따라서 혈압 조절 관련 기능성 평가 방법으로서 필수적으로

수행해야 하는 항목을 주시험 항목으로 하고, 추가적으로 수행 할 수 있는 항목

을 보조시험 항목으로 하였다. 혈압 조절 관련 기능성 평가에 필요한 주시험 항

목은 혈압 측정 및 혈중 hs-CRP로 하였고 보조시험 항목은 혈중 호모시스테인 및

혈중 레닌-안지오텐신 계 활성으로 하였다 (Table 5 참조).

Table 5. 시험 항목의 분류

-호모시스테인 측정- RAS 관련 지표 측정

- 혈압측정- hs-CRP 함량 측정인체시험

- 호모시스테인 측정- RAS 관련 지표 측정

- 혈압측정- hs-CRP 함량 측정

동물실험

(in vivo)

보조시험 항목주시험 항목

-호모시스테인 측정- RAS 관련 지표 측정

- 혈압측정- hs-CRP 함량 측정인체시험

- 호모시스테인 측정- RAS 관련 지표 측정

- 혈압측정- hs-CRP 함량 측정

동물실험

(in vivo)

보조시험 항목주시험 항목

※ 상기 항목에 제시된 marker 들의 표준수치 (정상으로 판단하는 수치)는 page

36 의 혈압조절의 유효성 평가에 설명되어 있음.

각 시험은 in vivo 동물 시험과 인체 시험으로 구분해서 수행 할 수 있다. 인체

시험의 결과에 부합되는 결과를 in vivo 동물 시험에서 얻을 수 있는 것이 입증

된다면 적어도 기능성 평가의 첫단계 시험은 in vivo 동물 시험으로 하여 임시

허가 여부를 결정하고 추후에 인체 시험 추가 여부를 요구 할 수 있도록 하는 과

정이 필요하다고 제안 하였다.

- 466 -

(2) 시험 대상 선정

혈압관련 기능성 식품의 효능을 분류한 시험 항목을 적용하여 시험을 수행하기

위해 대상을 선정해야 하는데 인체시험과 동물실험으로 나누었고, 대조군 (정상

인, 정상동물)과 시험군 선정시에 고려해야 될 사항들을 정하였다. 인체시험이나

동물실험을 수행하기에 앞서 대조군 혹은 시험군에 해당하는 대상 모두 사전에

반드시 확인해야 될 사항들로 다음과 같은 것들이 있다.

① 혈압을 체크해야 한다.

② hs-CRP 함량을 체크해야 한다.

③ 호모시스테인과 RAS 관련 물질들을 체크해야 한다.

주시험 항목인 혈압과 hs-CRP 함량은 반드시 체크해야 하는 사항이고 호모시스테

인과 RAS는 시험 수행시에 사전 확인이 필요한 사항이다. 사전에 확인된 사항들

을 기본으로 하여 대조군과 시험군을 구별하여 선정하여야 한다.

대조군 (건강인) 선정은 다음의 사항들을 확인하고 조건에 부합되는 자를 선정

한다. 이는 일반적으로 인체시험을 수행할 때 고려되는 사항이다.

① 연령이 19~55세 인 자.

② 선청성 질환 혹은 만성질환이 없어야 하며, 내과적인 검진 결과 병적증상이

나 소견이 없는 자.

③ 아래에 해당하는 자는 제외시켜야 한다.

- 시험 개시전 10일 이내에 시험에 지장을 줄 우려가 있는 약물 복용자는 제

외

- 시험 개시전 10일 이내에 과도한 음주를 한 자는 제외

- hs-CRP의 경우 염증에 의해 증가되므로 염증현상이나 이와 관련된 증상을

갖는 자는 제외.

시험군은 혈압조절 관련 시험이 가능한 대상을 고려하여 분류하여야 한다.

① 경증고혈압 또는 "high normal"로 분류되는 자: 이들의 경우 수축기 혈압과

이완기 혈압의 범위는 다음과 같다.

- 수축기 혈압: 130 ∼ 159 mmHg

- 이완기 혈압: 85 ∼ 99 mmHg

- 467 -

② hs-CRP 등 혈압관련 생체지표 수치가 정상 범위를 벗어나게 높은 자.

혈압 또는 혈압 상승과 연관된 질환 발생 예측 인자로서의 hs-CRP농도가 1.0

mg/L 미만인 자는 위험성이 거의 없는 상태이므로 시험 대상에서 제외시킨다.

hs-CRP농도가 3.0mg/L이상인 경우는 시험군에 포함될 수 있다. 단 1.0~3.0mg/L의

범위에 있는 경우는 혈압이 경계 혈압에 있거나 그 이상일 경우에는 시험군으로

포함시킬 수 있다.

동물실험의 경우 인체시험과 동일한 기준을 적용하여 선정하고, 정상쥐로 판정된

쥐의 경우라도 사전에 몇가지 사항들 (혈압, hs-CRP 함량등)에 대해서는 반드시

확인되어야 한다. 인체시험과 약간 다른 점은 시험군의 경우 고혈압쥐를 이용하

거나 혈압상승을 유도해서 실험을 수행하여야 한다.

① 고혈압쥐

- 선천성 고혈압쥐: Spontaneously hypertensive rat (SHR)

- 후천성 고혈압쥐: 이 경우 DOCA-Salt, Streptozotocin등 혈압상승 효과가 있

다고 알려진 약물들을 이용하여 혈압상승을 유도한 쥐를 일컫는다.

② hs-CRP 등 혈압관련 생체지표 수치가 높은 쥐

인체에서의 경계 혈압, 고혈압 등과 관련된 hs-CRP의 변화와 연계될 수 있는 실

험 동물 (쥐)에서의 hs-CRP 혈중 농도 변화를 구하는 것은 많은 실험이 필요하므

로 내년도 연구에서 이 부분의 지표 수치를 구할 예정이다. 단, 동물실험중에서

SHR을 이용한 실험에서는 실험 수행시 대조군으로 Wistar Rat을 사용해야 한다.

(3) 기능성시험 평가 방법

건강 기능 식품은 일상생활에서 상용되는 식품과 유사한 범주로서 건강 보조 식

품의 특성을 지니기 때문에 기능성 평가를 위한 시험 방법도 의약품의 경우와 다

소 차이가 있을 수 있다. 효능을 검색하는 초기 단계는 의약품의 경우와 유사한

점이 있을 수 있지만 투여 경로, 안전성 등은 식품을 염두에 둔 고유한 방법으로

시행해야 할 것이다. 약물은 그 효능이 일반적으로 급격하고 강하게 나타나지만

건강 기능성 식품은 점진적이고 완만하게 효능을 나타내기를 기대하게 된다. 또

한 약물은 중증 환자를 치유하는데 일차적인 목표를 두지만 건강 기능성 식품은

환자 상태로 진입할 가능성이 있는 건강인 또는 준 환자 등을 상대로 하여 질병

의 발생을 억제시키거나 경미한 질병의 치유를 도모하는데 더욱 큰 의미를 부여

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할 수 있다. 따라서 투여 경로는 경구 투여를 기본으로 하는 것이 바람직하다.

투여 기간도 식품으로서의 점진적인 효능 발생을 염두에 둔다면 최소한 1개월 정

도 이상은 투여한 후의 효능을 관찰하는 것이 합리적이라고 생각된다. 건강 기능

성 식품을 투여한 후의 효능 검색 방법에서는 약물의 효능 검색과 유사한 방식을

거치는 것이 합당하다고 생각된다. 즉 투여 용량도 낮은 농도에서부터 높은 농도

로 다양하게 설정하고, 효능 검색에 참여하는 연구원들에게도 가능하면 이중맹검

법 등을 적용하는 것이 검색 결과의 객관성을 유지하는데 도움이 될 것으로 생각

된다. 상기한 이유들로 인하여 혈압 조절 관련 건강 기능성 식품의 효능 검색 시

험 조건을 다음과 같이 정하였다.

① 투여기간: 1개월 이상.

② 투여경로: 경구투여

③ 투여량: 저 / 중 / 고 용량으로 구분.

④ 시험방법: 일반적으로 인체시험에 적용되는 이중 맹검법 (double-blind,

placebo controlled study)을 수행함.

이상 설정한 시험항목, 시험대상선정, 평가방법을 토대로 하여 주시험 항목인 혈

압과 hs-CRP 함량을 측정하고, 필요에 따라 보조시험항목들을 수행하여야 한다.

이들 시험법에 대한 자세한 방법론적인 내용은 별첨으로 제시하였다.

*별첨 1: 혈압측정-인체시험

*별첨 2: 혈압측정-동물실험

*별첨 3: hs-CRP 함량 측정

*별첨 4: 호모시스테인 농도 측정

*별첨 5: 레닌-안지오텐신 계 관련 지표 측정

(4) 생체 지표 시험방법들의 비교 분석

앞에서 설명한 바와 같이 혈압 관련 생체 지표에는 hs-CRP, 호모시스테인, 레닌-

안지오텐신 계 관련 지표 등 여러 종류가 있다. 건강 기능성 식품의 효능 검색에

활용될 수 있는 생체 지표는 검사 결과의 정확도, 실험 과정의 복잡성과 소요 시

간, 질병 발생을 예측할 수 있는 위험 인자로서의 기능 보유 등을 모두 고려하여

최선의 지표를 선정하는 것이 바람직하다. 각 지표 물질의 혈중 농도를 검색하는

시험 방법들은 별첨에 따로 수록 하였다. 이들 시험 방법에서 소요 시간이 가장

짧은 것은 hs-CRP로서 채혈에서 검사 결과 판독까지 15분 이내이고 실험 과정은

- 469 -

hs-CRP 측정시 2단계로 수행이 가능할 만큼 관련 kit 등이 고도로 발달해 있고

다른 방법들은 6단계 이상을 거친다. 실험 단계가 많을수록 오차가 생기거나 인

위적 실수가 개입될 확률이 커질 수 있음을 감안하면 hs-CRP 검색 방법이 실용성

이 크다고 할 수 있다. 각 지표 물질을 검색한 결과의 정확도는 3가지 지표 모두

가 혈중 농도를 잘 반영하는 것으로 보고되고 있다. 건강 기능성 식품은 그 효능

발생이 점진적인 것을 기대하는 것뿐 아니라 발생된 질환의 즉각적인 치료보다는

질환 발생 가능성을 예측할 수 있는 지표를 기준으로 할 때 그 위험 부담을 줄이

는 효과를 기대할 수 있는 것이어야 하기 때문에 이에 맞는 생체 지표 역할을 할

수 있는 것이 중요하다. 이러한 관점에서 hs-CRP는 위험 인자로서의 생체 지표

기능이 매우 크고 호모시스테인은 hs-CRP의 절반에도 미치지 못하는 예측능을 제

공한다. 레닌-안지오텐신 계 지표 (angiotensin I, II, renin, ACE 등)는 상기한

위험 인자로서의 예측능은 그 재현성에서 거의 공인 받지 못하는 수준이다.

이상의 여러 가지 요인을 감안하면 혈압 조절 관련 기능성 식품의 효능 판정에

사용될 수 있는 생체 지표로서 hs-CRP가 가장 우수한 지표임을 알 수가 있다. 호

모시스테인 및 레닌-안지오텐신 계는 보조적인 지표로서의 기능이 있을 정도이다

Table 6. 혈압관련 생체지표 측정법 비교

Kit 사용

소량(10µl)Kit 사용동위원소사용기타

+++++-Risk factor

반영 가능성

정확정확정확정확도

2단계6단계이상6단계 이상실험과정

15분 이내40분~3시간1~12 시간소요시간

Hs-CRP

측정

Hcy

측정

RAS 활성

측정

Kit 사용

소량(10µl)Kit 사용동위원소사용기타

+++++-Risk factor

반영 가능성

정확정확정확정확도

2단계6단계이상6단계 이상실험과정

15분 이내40분~3시간1~12 시간소요시간

Hs-CRP

측정

Hcy

측정

RAS 활성

측정

(5) 혈압측정-인체시험

혈압은 수시로 변동되고 또 여러 가지 원인 (음식, 음주, 통증, 스트레스, 기분

등) 으로 인해 수시로 달라질 수 있고, 또한 측정 시 자세에 의해서도 혈압이 변

하기 때문에 일회측정으로는 판단하기 어렵다. 이와 같이 혈압은 측정 장소, 몸

의 자세, 정신적인 긴장, 활동 등에 의해 다소 차이가 나며 특히 수축기혈압은

- 470 -

훨씬 큰 변동성을 보이므로 정확한 측정을 위해서는 2분 간격으로 2회 측정하여

평균을 내고, 2~3일 간격으로 재 측정해야 한다. 이때 오차의 범위가 5mmHg를 넘

지 않아야 하고 벗어났을 경우에는 재 측정해야 한다. 현재에는 자동 혈압계를

통해 손쉽게 측정할 수가 있다.

* 혈압측정 시 주의 사항: 수시로 변하기 때문에 정확한 혈압측정을 위해 반드시

지켜야 하는 것들이다.

- 운동 후에는 적어도 1~2 시간 지난 후에 측정한다.

- 흡연 또는 커피를 마셨을 경우에는 30분 정도 경과한 후에 측정한다.

- 술을 마셨을 경우엔 정확한 혈압측정이 불가하다.

- 병원에서 측정 시에는 5분정도 앉아서 안정을 취한 후 측정한다.

가. 자동 전자혈압계를 이용한 측정

1993년 Fifth Report of the Joint National Committee (JNC)에서 인정한 방법으

로서 진동법을 이용한 비침습적이고 편리하면서도 정확도가 높아서 환자 스스로

혈압을 측정할 수 있게 되면서 고혈압의 조기 진단, 자가 치료에 도움이 되고 있

다.

① 팔위쪽 (상박)이 완전히 드러나게 옷을 걷는다. 이때, 팔이 조일경우 혈압이

낮게 나오므로 상의를 벗은채로 측정한다.

② 팔을 편안하게 책상위에 올려놓고 힘을 빼야 한다. 힘을 주면 이완기 혈압이

올라가서 오진이 나올 수 있다.

③ Cuff로 팔을 감싼다. Cuff의 크기는 상박의 약 2/3를 감쌀수 있어야 한다.

④ Cuff의 압력을 올린다. 대개 200-220mmHg 까지 올리면 충분하지만 혈압이

높은 사람의 경우 더 올린다

⑤ Cuff를 감압시키면서 수축기 혈압과 이완기 혈압을 측정한다.

나. 수은 혈압계를 이용한 측정.

기본적인 원칙과 주의사항들은 위의 자동전자혈압계를 이용한 혈압측정과 동일하

지만 한가지 차이점은 감압하면서 혈압을 측정할 때 청진기로 들리는 소리로 혈

압을 판단한다는 점이다. 물론 이방법은 측정기술의 부정확성, 혈압자체의 가변

성등이 문제점으로 지적되어 왔지만 전자공학이 발달함에 따라 오차발생률이 줄

어들었고 임상적으로 많이 이용되어왔다.

다. Finger cuff method

동물에서 혈압을 측정하는 방법인 tail cuff 방법과 동일하며, 현재는 앞에서 제

시한 혈압측정방법이 주로 이용되고 있다.

- 471 -

(6) 혈압측정-동물실험: Tail-cuff 방법.

housing holder

Physiograph

occlusion cuff

Fig. 8. Tail-cuff 법을 이용한 rat의 혈압측정

① 혈압을 측정할 쥐를 온도 조절 장치가 부착된 housing holder에 넣고 움직이

지 않게 한다. 쥐가 움직일 경우 혈압측정이 불가능하므로 몸체에 꼭 맞는 것

을 사용해야 한다.

② 가온 (~37°C) 해서 꼬리 동맥이 완전히 확장되게 한다. 완전히 확장되지

않은채로 측정할 경우 정확한 혈압 측정이 불가능하다.

③ 꼬리에 occlusion cuff를 끼운다. 꼬리가 움직이면 혈압측정이 안되므로

움직이더라도 영향을 덜 받게 cuff의 위치는 꼬리 위쪽에 끼운다.

④ Cuff에 physiograph와 연결해놓은 pneumatic pulse sensor를 부착한다.

⑤ Cuff의 압력을 올렸다가 감압시키면서 나타나는 맥박을 physiograph로

기록한다. 처음 맥박이 나타날 때가 수축기 혈압이다.

* 각동물당 5회 측정해서 그 평균값을 실험동물의 혈압으로 한다.

(7) hs-CRP 혈중 농도 측정법

가. hs-CRP 측정의 장점

소량의 혈액을 채취하더라도 측정이 가능하다. 특히 측정법의 발달로 인해 실험

동물을 이용할 경우에서 약 10㎕ 혈액으로부터 hs-CRP 분석이 가능하다. hsCRP

level은 오랜기간동안 안정하므로 수년동안 추이변화를 관찰할 수 있다. 음식섭

취에 의한 영향을 받지 않을 뿐 아니라 circadian variation이 거의 없기 때문에

매우 유용한 지표이다.

나. hs-CRP 농도 측정법

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형광분석을 이용한 방법들이 주로 이용되고 있고 이들 중 대부분이 ELISA 법이나

HPLC 분석법을 주요 분석방법으로 사용하고 있다. 고감도 형광면역 검색 시스템

이 개발되어 그 과학적 근거가 발표되었고, 따라서 검색시스템을 이용해 hs-CRP

농도를 측정하였다.

Fig. 9. 진단용 형광판독기 (왼쪽) 와 진단 kit (오른쪽)

이 측정법에 사용되는 도구는 크게 두 가지이다. 하나는 형광분석기 (Fig. 9, 왼

쪽)이고 나머지 하나는 간편하게 hs-CRP 농도를 측정할 수 있게 만든 분석용

strip (Fig. 9, 오른쪽)이다.

다. 진단 kit 제조

① Anti-CRP monoclonal antibody 생성.

② Anti-CRP mAb를 fluorescence conjugate로 표지: Alexa Fluor 647(Amersham)

과 반응시킨후 sephadex G25 chormatography column을 이용해서 Anti-CRP mAb

FL을 분리해냄.

③ Fluorescence immunochromatographic assay strip 제조: FL scanner에 맞는

적당한 크기 (460mm)의 NC membrane에 두개의 line을 분리해서 coating해서

제조.

* Control line: rabbit IgG로 coating.

* Test line: anti-CRP-mAb FL로 coating.

④ 10 μ L 의 혈액을 가해서 반응 시킨 후 형광분석하며 결과는 Ratio (AT/AC)로

표시함.

라. 진단 kit을 이용한 측정방법 (Fig. 10)

① 손가락 끝에서 한 방울의 (10 ㎕) 혈액을 피펫으로 채혈한다.

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② 혈액시료를 카트리지에 적용하고 두 방울의 완충용액을 가한다.

③ 10 분간 반응시키고 카트리지를 형광판독기에 삽입한다.

④ 정량된 양을 스크린에서 읽는다.

00:00 00:01 00:10 00:12

1 2 3 4

00:00 00:01 00:10 00:12

1 2 3 4

Fig. 10. 형광분석기를 이용한 혈액내 hs-CRP 농도 판독방법

마. hs-CRP 판독 표준곡선 도출

표준곡선을 도출하기 위해 0 ∼ 10 mg/L 농도 범위의 hs-CRP를 1 mg/L 단위로 증

가시키면서 판독하였다. 또한 정확한 표준곡선 도출을 위해 각각 10회씩 반복 측

정하였다. 측정결과 얻어진 표준곡선은 그림 11과 같다.

0 2 4 6 8 10

0

2

4

6

0 2 4 6 8 100

20

40

60

80

100

Rat

io (

capt

ure/

cont

rol)

CRP (mg/L)

CV

% (

conc

.)

LOD

그림 11. hs-CRP량에 대한 표준곡선

도출된 표준곡선으로부터 hs-CRP 농도 (X)와 판독결과값 (Y) 사이의 관계는 다음

식으로 정의되었고 측정값은 이 식을 이용해 농도로 표시된다.

Y = 0.52891X + 0.15229 (R=0.986)

바. 시험 시료 획득

시험 대상자 혹은 실험동물에게서 혈액을 채취한 후, 혈액 자체를 진단 kit에 반

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응시켜서 측정하거나 혈액으로부터 혈청을 분리하여 시험에 적용하였다. 혈액자

체를 사용할 경우와 분리한 혈청을 사용할 경우에는 측정값의 차이가 별로 없음

을 알 수 있다 (Fig. 12). 단지 시험 적용 시 사용되는 용량이 차이가 있는데,

혈액의 경우 10 μ L를 사용하고 혈청의 경우에는 5 μ L를 사용한다. 또한 측정

때마다 측정된 값이 표준곡선의 범위를 벗어나는 경우 시료를 희석하여 적용하도

록 한다.

그림 12. 혈액과 혈청내 hs-CRP 측정값 비교

사. 시료에서 hs-CRP 함량 측정

시료 (분리한 혈청) 5 μ L를 탐지액 70 μ L와 잘 섞은 후, 준비된 strip에 가하

고 상온에서 반응시켰다. 10분 후에 strip을 형광판독기에 넣고 측정하였다. 이

때 나타나는 형광세기와 스텝수를 비교하여 구하고자 하는 hs-CRP 함량을 얻었

다. 아래 그림은 판독 후 얻은 결과를 예시한 것이다.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 20 40 60 80

Distance from sample application zone

Rel

ativ

e Fl

uore

scen

ce U

nit

(R.F

.U.)

Test Sample Control

Fig. 13. hs-CRP 판독 예시

먼저 나오는 peak가 시료내의 hs-CRP량을 나타내는 것이고 뒤에 나오는 peak는

측정시 같이 넣어주는 측정대조군이다. 측정대조군은 일정량을 넣어주기 때문에

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이를 통해서 시료내 hs-CRP함량을 구할 수 있다. 함량 계산은 앞서 언급했듯이

각 peak의 면적을 구하고 (면적값은 분석기에서 자동으로 얻음), 각면적의 비

(시료/측정 대조군)를 구하여 그 값을 표준곡선에서 도출된 식을 통해 최종적으

로 함량을 구하는 것이다.

아. hs-CRP 형광판독법의 우수성

① 고감도 - 50 pg/ml까지 가능

② 신속성 - 15분 이내 정량 수치 제공

③ 편이성 - 시간 및 노력 절약

④ 소량의 시료 - 혈액 한 방울로 측정가능

⑤ 사용자의 편이성 - 비숙련자도 조작 가능

⑥ 안정성 - 인체나 환경에 무해함

⑦ 응용성 - 어떠한 표지 인자도 스트립만 교체하여 사용 가능

⑧ 저렴성 - 대형 분석 장비 가격의 5% 이내

(8) 호모시스테인 측정

가. 호모시스테인 측정-형광분석법

Fig. 14. 호모시스테인 형광분석 과정 모식도

① 측정하고자 하는 동물의 혈액을 취하고 원심분리해서 혈청을 분리한다.

② 분리한 혈청, 환원물질 (reduction reagent)인 trialkylphosphine, 형광유도

체 (derivatization reagent)인 fluorescent thio-specific dye (ABD-F)를 섞

고 50°C에서 5분간 반응시킨다.

③ 반응이 끝나면 얼음위에서 5분간 냉각시켜서 반응을 종결시킨다.

④ 샘플내 단백질을 침전하기 위해 precipitation reagent로trichloroacetic

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acid를 넣어서 원심분리함으로서 상등액을 분리한다.

⑤ HPLC로 분석: Excitation: 385 nm, Emission: 515 nm

나. 호모시스테인 농도 측정-흡광분석법

Fig. 15. 호모시스테인 흡광분석 과정 모식도

① 측정하고자 하는 동물의 혈액을 취하고 원심분리해서 혈청을 분리한다.

② 분리한 혈청에 DTT, SAH (S-adenosyl-L-homocysteine) hydrolase, adenosine

을 넣고 37℃에서 30분간 반응시킨다. DTT는 환원반응에 의해 여러형태의 Hcy

를 free Hcy로 전환시키고 SAH hydrolase는 adenosine을 기질로해서 존재하는

free Hcy을 SAH로 전환시킨다.

③ SAH hydrolase inhibitor를 가해 반응을 종결시키고 남아있는 adenosine을

adenosine deaminase를 넣어서 제거한다.

④ 항체 (Anti-SAH Ab)를 가하고 18~25°C에서 30분간 반응시켜 샘플내 SAH를 표

지한 후. 붙지않은 항체를 PBS buffer로 여러번 씻어줌으로서 제거한다.

⑤ Horseradish-peroxidase가 붙어있는 2nd Ab로 표지한다.

⑥ DAB와 같은 peroxidase 기질을 넣어서 발색한다 (brown).

⑦ 흡광도를 측정한다. (450 nm)

(9) 레닌-안지오텐신 계 활성 관련 지표 측정

가. 레닌-안지오텐신 계 활성 관련 지표 측정-방사성원소 표지법

■ 혈장내 레닌 (renin) 농도 측정

과량의 renin substrate (from nephrectomized rat plasma)에 plasma 250㎕를 가

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한 후 37°C에서 2시간 반응 시킨다. 사용되는 반응액은 andgiotensinase 활성을

억제하기 위해 2,3-dimercaptopropanol (50㎕;0.2M)과 phenylmethylsulphonylflu

oride (PMSF) (25㎕;8%)를 넣어준다. 반응후 plasma 내에 존재하는 면역활성물질

들을 제거하기위해 생성된 안지오텐신을 acetonitrile/DDW/acetic acid (조성비

=74:24:4)로 이루어진 C18 Sep-Pak을 이용하여 추출한다. 추출물은 이용하여 건

조한 후 안지오텐신 I 방사성원소 표지법에 의해 측정함.

■ 혈장내 안지오텐시노젠 (angiotensinogen) 농도 측정

angiotensinase 활성을 억제하기 위해 2,3-dimercaptopropanol (50㎕;0.2M)과

phenylmethylsulphonylfluoride (PMSF) (25㎕;8%)이 함유된 반응액과 plasma 250

㎕를 37°C에서 3시간 반응시킨다. 이때, 반응기질로 적당량의 renin (10-5

units)을 가해준다. 적당한 시간 간격으로 생성된 안지오텐신Ⅰ을 추출하여 측정

한다.

■ 혈장내 안지오텐신 II 농도 측정

혈장내 존재하는 안지오텐신 II를 barbitone buffer에 reconstitution 한 후, 방

사성원소 표지법으로 측정한다.

■ 조직내 안지오텐시노젠 (angiotensinogen), 안지오텐신 I 농도 측정

약 2-3g의 조직을 분쇄한 후, phosphosaline buffer (0.5mol/K2HPO4/1.5mol/1

NaCl, pH 8.4), perindoprilate (0.1㎍/㎖), EDTA (20mM),2,3-dimercaptopropa

nol (0.2 M), 8% PMSF가 함유된 용액 (20㎖)에 넣고 freezing/thawing 방법으로

균질화시킨다. 균질화시킨 용액을 다시 phosphosaline buffer에 1/10로 희석, 희

석액 250㎕를 renin(10-5 units/㎖)과 37°C에서 4시간 반응시킨후, NaCl (0.15mM,

5㎖)에 적당히 희석한다. 희석액을 acetonitrile/DDW/acetic acid (조성비

=74:24:4)로 이루어진 C18 Sep-Pak을 이용하여 추출한다. 추출물은 이용하여 건

조한 후 안지오텐신 I 방사성원소 표지법에 의해 측정함.

나. 레닌-안지오텐신 계 활성 관련 지표 측정-형광 분석법

■ 혈청 안지오텐신 전환 효소 (ACE) 활성 측정

H ip p u ry l- H is t id y l- L e u H ip p u r ic a c idA C E

H is t id y l le u c in e

Fig. 16. 안지오텐신 전환 효소 활성 측정 원리

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① 측정하고자 하는 동물의 혈액을 취하고 원심분리해서 혈청을 분리한다.

② 분리한 혈청 (10㎕) + hippuryl-histidyl-leucine (5mM, 240㎕)을 섞고, 37°C

에서 15분간 반응시킨다. 반응시간은 분석조건에 따라 60분까지 연장할 수 있

다.

③ 반응이 끝나면 NaOH (0.28M, 1.45㎖)를 가해서 반응을 종결시킨다. 이 과정으

로 histidyl-leucine을 얻을 수 있다.

④ 생성된 histidyl-leucine을 2% ο -phthaldialdehyde (in methanol)과 10분간

반응시킨다.

⑤ 안지오텐신 전환 효소 활성을 형광분석법으로 측정한다.: Excitation: 350

nm, Emission: 500nm

■ 조직내 안지오텐신 전환 효소 활성측정 (혈청내 안지오텐신 전환 효소 활성 측

정과 동일)조직을 분쇄한후, phosphosaline buffer (20㎖)에 넣고 균질화시킨

다. 반복된 실험을 통하여 조직내 ACE 활성 측정에 적당한 반응 시간, 희석정도

등의 측정조건들을 정립한다. 일반적으로 1:100~1:400정도가 적당하며, 반응은

hippuryl-histidyl-leucine (5mM)에서 15~60분 정도 반응시킨다. 반응은 NaOH를

가함으로서 종결시키고, 형광 분석법으로 측정한다.

4. 참고문헌

Ahn JS. et al.(2003), Clinica Chimica Acta, 332; 51-59.

Fadl YY. et al.(2003), Hypertension, 41; 943-949.

Hardman, JG. et al.(2001) eds, Goodman Gilman's The pharmacological basis

of therapeutics 10th ed, McGraw-Hill.

http://medicity.com/jilbyung/faq/kohyullink.html

http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/may02/vasc0502.htm

http://www.bio-rad.com

http://www.foodikorea.com/expert_info/function/function.asp

http://www.hypertension.or.kr

http://www.inslee.co.kr/story20.htm

Pfeffer JM. et al.(1971), J. Lab. Clin. Med, 78; 957-962.

Staessen JA. et al.(2003), The Lancet, 361; 1629-1641.

Verschuren P. M.(2002), British Journal of Nutrition, 88; S125-S130.

- 479 -

Weststrate J. A. et al.(2002), British Journal of Nutrition, 88; S233-S235.

Ye V. Z. C. et al.(2000), Clinical Science, 98; 57-64.

Yu H. et al.(2000), Clinical Chemistry, 46:2; 258-264.