The Effect of Physical Activity and Sedentary Behavior on High Density Lipoprotein Cholesterol, Triglyceride and Heart Rate in the Healthy Twin Study

Abstract

Precedent researches show that physical activity has huge effects on energy expenditure and this would be related to level of cholesterol, triglyceride and body fat. Physical activity also exert influence on cardiovascular conditions like heart rate or blood pressure. In this research, the effect of physical activity and sedentary behavior on metabolic factors like cholesterol, triglyceride, body fat and heart rate are analyzed. Additionally, effect of gender and intensity of physical activity are analyzed. Through twin study, the research shows the effect of gene and environment too. The amount of physical activity and sedentary time was measured by International Physical Activity Questionnaire (IPAQ), and converted to MET scores (MET-minute/week). Multiple regression analysis reveals that physical activity might increase the level of HDL (P=0.002) and decrease the level of triglyceride (P=0.016) and heart rate (P=0.013). Also the sedentary behavior increases triglyceride (P=0.001), fasting blood sugar (P=0.035) and fasting insulin (P=0.002), independent of exercise intensity. Through the research, Physical activity would increase level of HDL, fasting blood sugar and muscle mass. Furthermore, triglyceride level, heart rate and fat from arms and legs would reduce if people do more exercise. However, other metabolic factors like LDL, insulin and BMI might be affected by other factors like eating habits, smoking and drinking alcohol. Adjusting these factors would increase reliability of the research. Comparing the male and female group, physical activity has more influence on metabolic factors in males. Direction of evolution might affect these results in male. Moderate physical activities might reduce the fat from arms and legs, and increase HDL level. However, intense exercise would be needed to improve the cardiovascular system and reduce the circumference of the belly. The twin study shows HDL level is more affected by physical activity than gene effects. However, we couldnt tell gene and environmental effect about other metabolic factors through this research. Other methods to adjust environmental factors or direct gene research like GWAS would be needed to improve the research.

이 연구는 개인이 얼마나 신체활동(physical activity)을 하는지, 그리고 좌식생활을 얼마나 하는지에 따라 콜레스테롤과 중성지방, 심박수 그리고 체지방량이 어떻게 변하는지를 알아보기 위한 연구이다. 기존연구에서 잘 알려지다시피 운동을 포함한 신체활동은 몸의 에너지 소비량에 큰 영향을 미치고 이는 곧 체지방량이나 콜레스테롤, 혈당 등의 대사물질들과 심박수나 혈압 같은 신진대사들과 연관이 있다. 또한 신체활동 중에서도 어떤 신체활동이 신진대사와 관련이 있는지도 각각 다르다는 것이 알려져 있으며, 성별에 따른 차이도 나는 것으로 알려져 있다. 따라서 이 연구에서는 신체활동과 좌식생활이 신진대사에 전반적으로 어떤 영향을 미치는지 알아보고, 성별에 따른 차이와 운동 강도에 따른 차이를 알아볼 것이다. 또한 쌍둥이 연구를 병행하여 유전자와 환경 중 어떤 영향이 운동과 신진대사간의 연관성에 영향을 더 크게 주는지도 알아 볼 것이다. 운동량과 좌식생활 시간은 International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) 설문지를 사용하여 수치화 되었으며 이는 MET-minute/week의 단위로 사용된다. 각각의 다중회귀분석에 따른 결과 신체활동은 고밀도 콜레스테롤의 양을 늘리고 (P=0.002) 중성지질과 (P=0.016) 심박수를 (P=0.013) 낮추는데 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 좌식생활 정도는 운동량과 독립되어 중성지질의 양을 늘리고 (P=0.001) 공복 혈당과 (P=0.035) 인슐린의 양을 (P=0.002) 늘리는 것으로 나타났다. 성별에 따른 차이도 매우 다르게 나타났는데, 남자의 경우 혈압과 근육량을 제외하고는 거의 모든 신진대사 요소들에서 운동량에 따른 차이를 보였다. 쌍둥이 분석의 경우 각각 쌍둥이 간의 운동량 차이를 x축으로 놓고, 신진대사 요소들간의 차이를 y축으로 두고 회귀분석을 진행하였을 때, 일란성 쌍둥이에서는 고밀도 콜레스테롤, 중성지질, 그리고 팔에서의 지방량 차이가 운동량 차이와 연관이 있다고 나왔지만, 이란성 쌍둥이들간의 분석에서는 유의미한 연관성을 찾을 수 없었다. 위 연구결과를 보았을 때, 다른 연구에서와 마찬가지로 운동을 많이 할수록 고밀도 콜레스테롤이 증가하고 중성지방량과 심박수가 감소한다는 것을 알 수 있다. 이런 운동과 신진대사의 관계는 남녀를 나누어 보면 더 극명하게 드러나는데, 남성의 경우 혈압이나 근육량을 제외한 대부분의 신진대사에서 운동과의 연관성을 보였다. 다른 연구에서 콜레스테롤 양이나 체지방량이 여성에서 변화가 더 적으며, 변화를 위해서 남성보다 더 많은 양의 운동을 필요로 한다고 말하는 것으로 보아 이러한 영향이 위의 연구에서도 드러난 것으로 추측된다. 좌식생활도 다른 연구에서와 마찬가지로 운동량과 독립적으로 신진대사에 영향을 주는 것으로 나타났는데, 특히 중성지질, 혈당, 인슐린 양에서 큰 영향을 주는 것으로 예상된다. 위의 요소들을 호전시키기 위해서는 운동 강도뿐만 아니라 앉아있는 시간을 줄일 필요가 있는 것으로 예상된다. 운동 강도에 따른 차이도 다른 연구결과들과 유사한 경향을 보였다. 적당한 운동을 하는 그룹과 활발하게 운동을 하는 그룹을 비교해 보았을 때, 체지방량을 줄이는 데에는 적당한 운동이나 격렬한 운동이 모두 효과적이지만, 심박수를 감소시키기 위해서는 격렬한 운동이 필요한 것으로 보인다. 쌍둥이 연구를 통한 유전자와 환경의 영향을 비교 분석한 결과에서는 고밀도 콜레스테롤, 중성지질, 팔의 지방량은 유전자 보다는 운동과 같은 환경의 영향이 더 큰 것으로 보인다. 하지만 이는 남녀를 나누어 분석하면서 대상의 수가 적어진 대다가 일란성과 이란성 쌍둥이간의 인구수 차이가 결과에 영향을 주었을 가능성이 있다. 따라서 더 명확한 결과를 위해서는 오랜 기간 주적 연구를 진행하거나, 운동이나 식사량, 기타 신체활동을 제한 할 수 있는 환경에서 쌍둥이간의 연구를 진행 할 수 있든 사례조절 연구가 뒷받침 되어야 할 것으로 예상된다.