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

1. REVIEWDietary fats and Health : Dietary Recommendations in the Context of Scientific Evidence Glen D. Lawrence Department of Chemistry and Biochemistry, Long Island University, Brooklyn, NY 2013.07.22. 동서유지 ㈜ 연구 개발팀

2. Abstract. • Early studies • 포화지방 식이는 혈중 콜레스테롤 증가 • 고 혈중 콜레스테롤은 관상동맥질환(CAD) 위험 증가 → 포화지방이 CAD를 증가시키거나 조기 사망 야기한다는 증거 미미 • Recent studies • SFAs, 특히 유제품과 야자유의 포화지방이 건강에 유익 • 오메가6 – 염증 촉진, 오메가 3- 염증 완화, 포화지방이 염증 촉진하지 않음. • 포화지방 대신 탄수화물 식이 – 비만과 합병증(특히, 설탕) • Discussion • 과거의 SFA 문제들은 SFA가 아닌 다른 요인들(콜레스테롤 등)과 더욱 강한 연관성을 가짐. • 과연 건강 역효과를 줄이는 데 SFA 최소화가 관련이 있는가? • 기존 식이 권고 사항의 합리적인 재평가 요구.

3. Introduction • The Framingham Heart Study • 고 혈중 콜레스테롤이 관상 동맥 질환의 주요 원인▶ 혈중콜레스테롤 감소 캠페인 확산 • 심장 질환 위험 인자 : 식이 포화지방, 식이 콜레스테롤 2. 고 포화지방 식이가 혈중 콜레스테롤을 높이고 불포화 지방 식이가 혈중 콜레스테롤을 낮춘다. • 고 LDL이 혈액에서 순환하면 지질 과산화가 일어나기 쉽고 • 과산화지질이 혈관 내 세포조직에 발생하면 면역시스템이 이를 이물질로 판정하여 대식세포 출동 • 대식세포가 산화된 지단백 주로 LDL분자들을 집어 삼켜 포말소포가 되어 혈관 내피와 중피에 침투 축적, 동맥경화 발생 ▶ 이 매커니즘은죽상 경화증을 야기하는 고 혈중 LDL역할을 설명하는 것이지 포화지방 식이가 죽상 경화증을 야기하는 근거는 부족하다. 3. Riview • 건강과 질병에 관한 식이 지방의 과학적 이해를 요약 • 천연 SFA의 인체 내 역할 및 PUFA의 생리적 매커니즘 이해

4. Dietary fatty acids and serum cholesterol • 지단백 분획 실험 성공 • LDL과 VLDL이 콜레스테롤의 운반체 : 이 후 총콜레스테롤과 HDL콜레스테롤의 비율이 risk factor. 2. 1990년대 : 식이 지방과 지방산의 세분화. SREBPs발견(스테롤조절요소 단백질) • SREBP-1 : 콜레스테롤 합성과 LDL수용체들의 유전자를 표현 • PUFA : SREBP 유전자의 발현 조절, PUFA 존재 시 SREBP 발현이 줄고 콜레스테롤 합성 효소 및 혈중 콜레스테롤 군들 감소

5. Genetic factor • 1985년 brown & Goldstein 노벨 생리학상 • Familial hypercholesterolemia(FH)를 가진 사람의 LDL수용체에서 유전 결함 연구 • FH 존재 시 비 기능적 LDL수용체 생산으로 돌연변이 발생 – 동맥경화와 심장질환 – 사망 • Apo-lipopotein B 100: LDL수용체를 결합하는 구성요소인 apo B가 LDL합성,수송 및 통관으로 LDL과 FH 상승시키는 유전 경향 초래 • 2. 1990년대 초기 연구 • CVD를 가진 사람이 건강한 대조군보다 더 작은 HDL입자를 가지고 LDL입자 크기 역시 상당히 작음 • 총 혈중 콜레스테롤과 HDL콜레스테롤의 비가 CAD예측에 중요 요소 • 더 작고 조밀한 L이입자를 가진 중년 인구에서 CAD위험이 증가 • Paraoxonase 1(PON1) : HDL 콜레스테롤을 도와 LDL콜레스테롤의 산화를 예방 • PON1은 HDL에 부착하여 HDL과 LDL이 산화되는 것을 막는다. • 개인에 따라 올리브 오일 섭취가 PON1 수치를 증가시키기도 하지만 MUFA나 PUFA는 PON1 효소 활성을 저해할 수 있다. • SFA(palmitic, myristic)은 PON1 활성과 관련 없음.

6. Fatty acids involved in atherogenesis and CVD • 불포화지방이 CAD 위험을 낮추는가? • 지방세포로부터 섬유 cap 형성 → 섬유 cap이 콜라겐 방출→ 혈소판을 응고→ 심근경색이나 뇌졸중 • 동맥에서리놀렌산 산화 → 지질 과산화물은 동맥 내막에 석회성 물질 생성 ▶ 지질 과산화물은SFA와 MUFA보다 PUFA에 풍부 • 산화적 스트레스와 지질 과산화물로 인해 심장질환, 암, 만성질환 야기 • 포화지방, 육류 제품들의 고온에서 조리 → 지질 과산화 유도 • 고온 조리 → 탄수화물 산화, 독성 산화, 산화적 스트레스, 제 2형 당뇨, CVD 촉진 ▶ SFA 를 PUFA나 탄수화물로대체할 경우 질병 야기 위험 높음. • 지방 VS 설탕 • 단당류에 Glyoxal, formaldehyde 존재 • Methylglyoxal : 고 콜레스테롤 혈증, 내피 기능 장애 촉진, 고혈압, 죽상 경화증 증가. • 포름알데히드: 내피 세포 손상, 산화적 스트레스와 맥관 장애.

7. Fatty acids involved in atherogenesis and CVD • PUFA 식이의 효과 • 오메가 3와 오메가 6 PUFA mix 식이 중재가 PUFA 적은 대조군과 비교하여 CAD 발병률에서 유의적 감소(22%) • 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.

8. Lipid peroxidation and inflammation • 쥐 염증 실험 : 식이 조작으로 오메가 6 지방산의 전구체를 넣었을 때 염증 정도에 지대한 영향이 미침. 1) 오메가 6나 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 6를 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. • 천식과 설탕 소비 상관성 : 53개국 연구 1) 오메가 6: 오메가 3 의 비율이 10:1 인 경우 천식에서 호흡기 기능의 감소 2) 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.

9. Are low-fat, low-saturated fat diets healthier? • Study of chemically induced mammary tumors in rats found that v6 PUFAs promoted tumor proliferation, 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 6는종양증식을 촉진하지만 SFA나 오메가 3는종양을 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. • 육류, 어류, 대장암 위험 관련성 • 연구자들의 편견 : 포화지방은 나쁠 것이다. • Red meat 섭취를많이 한 경우 대장암이 증가하였으나 red meat과 대장암이 연관되지 않았다고 보고. • 가공육은 상당한 연관성을 가짐 : 가공과정에서 사용하는 아질산염이 문제. • 소고기가 돼지고기보다 SFA에 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 composition and meat quality: a review. Meat Sci. 2008;78:343–58. • Red meat, processed meat & health risk • 메타분석결과 redmeat과 CAD 발병률은 관련성이 없는[RR = 1.00 (95% CI = 0.81–1.23, P-trend = 0.36)] 반면 가공육은CAD 발병률과 양의 상관관계 [RR = 1.42 (95% CI = 1.07–1.89, P-trend = 0.04)]. • 즉 포화지방보다는 가공육과 결합하여 소비되는 다른 식이 물질들이 CAD와 연관성이 높음. • Meat은 일반적으로 많은 MUFA와 SFA를 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

10. Are low-fat, low-saturated fat diets healthier? 92. NoratT, 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 composition and meat quality: a review. Meat Sci. 2008;78:343–58.

11. 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

12. Are low-fat, low-saturated fat diets healthier? • MUFA와 SFA ,PUFA 가 혈중 지질에 미치는 영향 • MUFA에 대한 SFA의 비율이 올리브 오일의 (0.22:1)에 비하여 팜 유에서 (1.1:1)로 높은 경우에도 혈중 지질에는 영향이 없었다. • 팜유와올리브유는 비슷한 양의 PUFA를 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 ClinNutr. 1995;61:1043–51.

13. Are low-fat, low-saturated fat diets healthier? 야자유가 혈중 지질에 미치는 영향 1) 야자유의 SFA는 혈중LDL-C 보다HDL-C를 상승시킨다. 2) 높은SFA 함량의 열대유가 CAD의 위험을 증가시킨다는 주장은 과학적인 분명한 증거가 부족하다. 3) 야자유가 풍부한 식이는 또한 조직 플라스미노겐 활성제 와Lp(a)와 같은 CAD의 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.

14. Are low-fat, low-saturated fat diets healthier? • 포화지방과 관련된 편견 1) 식이중 PUFA : SFA 비율이 커지면 CAD의 발병률이 상대적으로 감소한다고 발견했는데 여기에는 불포화 지방과 SFA 비율뿐만 아니라운동, 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.

15. Less fat generally means more carbohydrate • 저지방과 고지방 식이 비교 • 저지방 식이와 고지방 식이의 혈중 지질 변화는 크지 않다. • 저지방에 고 탄수화물 식이는 혈중 중성지방을 증가시키고 작고 조밀한 LDL입자를 증가시킨다. ▶ 고 탄수화물 식이가 CAD와 강하게 연관된다 3) 탄수화물을 과잉 섭취하면 에너지로 저장되고 초과된 탄수화물에서 포화지방산과 MUFA가 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 correlated with change in mass of large low-density-lipoprotein particles in men. Am J Clin Nutr. 1998;67:828–36. • 식이 조절 후 변화 a. 탄수화물을 SFA 로 대체하여도 TC/HDL-C 변화는 크지 않음. 유의차 없음 c. 탄수화물을 SFA로 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.

16. 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.

17. Less fat generally means more carbohydrate • 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 ClinNutr. 2004;79:537–43. • 고과당 음료 섭취와 대사 증후군. 1) 비만, 인슐린 저항성, 고혈압, CVD위험 모두 증가 129. 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.

18. Less fat generally means more carbohydrate • 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. • 과당은 산화되기 쉬워 독성 물질 호스트를 생산한다. • 과당 산화 독성물질은 포름알데히드와α-dicarbonyls가 있다. • 식이 중 고과당은 혈중 TG 증가를 초래하여 VLDL 입자를 증가시키고 인슐리저항성, 산화 LDL수치를 증가시킨다. ▶ 대사증후군 및 이상 지질 혈증을 초래

19. conclusion • Inflammation : SFA와 MUFA는 동일한 효과를 가진다. • PUFA 양이 적당할 경우 포화지방이 혈중 콜레스테롤에 미치는 효과는 미미하다. • 포화 지방이 혈중 콜레스테롤에 미치는 영향은 과장되었고 심혈관 질환을 야기하는 생리적 매커니즘 근거가 없다. • 설탕과 PUFA 산화로 인한 다양한 Aldehyde류들이 암, 염증, 천식, 제 2형 당뇨, 죽상경화증, 내피 세포 기능 장애에 영향을 미친다. • 유제품의 경우 고온 가열 조리 방법은 적절하지 않다. • 포화지방이 건강에 해로운 가에 대한 근거 자료가 부족하다. 오히려 PUFA의 산화가 건강 역효과를 일으킨다. 따라서 포화 지방 제한 식이 권고는 개정 되어야 한다.