아기 급식용 포뮬라 및 시스템

아기 급식용 포뮬라 및 시스템{BABY FEEDING FORMULA AND SYSTEM}

본 발명은 영양분 및 아기, 특히 생후 처음 몇 주의 아기 급식용 급식 시스템에 관한 것이다.

아기 음식 특히, 아기용 유제품 또는 유아용 우유 포뮬라(milk formula) 각각의 제조를 위하여, 특히 소의 우유 또는 소의 우유으로부터 얻은 성분들이 사용된다. 이들은 예를 들면, 소의 유단백질(카제인 및 유장(whey) 단백질)을 포함한다.

소의 우유와 사람의 젖 간에는 많은 차이점이 있다. 포뮬라 음식으로 또한 설명되는, 현대의 상업적 유아 포뮬라를 제조하는 과정에서, 소의 우유는 고도의 변형이 필요하다. 이러한 포뮬라 음식은 가능한 "정확하게" 모유를 모방하고자, "인공적으로" 생산되며, 동물 및/또는 식물 출발 물질로부터 출발하는데, 이들은 특히 단백질, 지방 및 탄수화물이다.

생후 첫 몇 주에 가장 빠른 성장이 일어나고, 현행 공중 건강 조언 및 실무는 인간에서 유아 성장의 증진을 강하게 지지하므로, 생의 최초 몇 주에서 아기 급식용 유아 포뮬라가 아기들의 성장을 증가시키기 위하여 고안되어 왔다.

영양적 결핍 기간을 보상하기 위하여, 유리한 조건 하에서 성장을 촉진시키는 능력이 많은 발생 유기체에 공통된 전략이고, 영양이 부족한 유아 및 소아의 영양적인 재활의 기초이다.

그러나, 건강한 신생 유아에서, 우리는 우리의 연구로부터 빠른 조기 성장 또는 "과 영양"이 특히 동맥경화의 발전과 이후의 인슐린 내성 및 비-인슐린 의존성 당뇨병(NIDDM) 경향과 관련된 장기적인 혈관 건강에 대하여, 인간의 건강에 장기적으로 악영향을 나타낼 수 있음을 발견하였다. 상대적인 저영양의 결과로서의 느린 성장은 유익한 효과를 갖는 것으로 제안되었는데, 보다 낮은 영양 섭취가 이후의 삶에서 보다 낮은 인슐린 내성을 프로그래밍한다는 것이 이의 증거가 된다.

우리는 또한, 포뮬라를 먹는 아기가 모유를 먹는 아기에 비하여 생의 첫 두 주에서 체중 증가가 더 크다는 것을 발견했는데, 이는 모유 수유에서 제안된 심혈관계 건강에 미치는 장기적인 유익한 효과가 이러한 중요한 초기 기간 동안 모유를 먹는 아기들이 영양소 섭취가 보다 낮기 때문일 수 있다. 대부분의 성장 가속은 생후 2달까지 완료되기 때문에, 모유 급식으로 인한 낮은 영양 섭취가 혈관 건강에 주는 장기간의 잇점은 이러한 시기에 일어날 것 같다.

성장 속도에 영향을 주는 유아 급식 포뮬라(infant feeding formula)의 주된 성분은 포뮬라의 단백질 함량 및 포뮬라의 에너지 함량이고, 우리는 이제 제안되었던 기존의 유아 급식 포뮬라보다 낮은 영양분 섭취를 제공하는 아기 급식용 포뮬라를 고안하였다.

본 발명에 따르면, 100ml 당 0.5 내지 1.0g의 단백질 및 100ml당 25 내지 50 킬로칼로리의 에너지를 포함하는 유아 급식용 포뮬라가 제공된다.

이러한 수준의 단백질 및 에너지는 이하에서 유아 급식용 포뮬라로 제안되어진 것이고 이러한 조성물은 신규하고, 놀랍게도 유아에서 보다 나은 장기적 건강을 가져올 수 있다.

본 발명에 따른 포뮬라 음식(즉, 유아 급식용 포뮬라 또는 아기 음식)에서, 이미 현재 포뮬라 음식의 제조를 위하여 사용되는 일반 단백질들이 원료, 따라서 아기 음식용 단백질로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 이전에 알려진 모든 단백질 원료, 예컨대, 염, 염산염 등의 형태로 존재할 수도 있는 단백질, 올리고펩티드, 디펩티드 및/또는 자유 아미노산들이 사용될 수 있다. 따라서, 소의 카제인, 유장 단백질 및 이의 개별적인 단백질들(알파-카제인, 베타-카제인, 카파-카제인, 알파-락트알부민, 베타-락토글로불린, 혈청 알부민, 락토페린, 면역글로불린) 및 이들 단백질의 배합물 및 예컨대, 대두 단백질과 같은 다른 단백질들과의 혼합물이 사용될 수 있다. 인간의 영양 공급에 적합한, 동물 또는 식물 기원의 다른 단백질들도 또한 사용될 수 있다.

총 에너지는 기존의 포뮬라에서 허가되고 사용되어 온 유형의 지방, 탄수화물 및 단백질의 형태로 제공될 수 있다.

본 발명의 조성물은 아기 급식을 위한 기존의 방법에 따라서, 물에 탄 액체로서 아기에게 급식될 수 있고, 본 발명은 또한 아기에게 급식되기 위하여 권장되는 액체에 조제되었을 때, 포뮬라의 100ml 당 0.5 내지 1.0g의 단백질 및 포뮬라 100ml당 25 내지 50킬로칼로리를 포함하는 분말 조성물을 제공한다.

포뮬라는 전형적으로 생의 첫 2 주 동안 아기에게 급식되나, 대부분의 성장 가속이 완료되는 기간인 생후 2개월까지 사용될 수 있다.

우리는 또한, 이제 이의 확보를 도울 수 있는 급식 시스템을 고안하였다.

본 발명의 이러한 측면에 따르면, 영양 포뮬라를 포함하는 복수의 구획을 갖는 용기가 제공되는데, 여기서 각 구획은 매일 소모되는 평균 모유 용량에 맞춘 아기의 일일 섭취를 위한 충분한 영양 포뮬라를 포함한다.

각 구획에서, 포뮬라의 중량은 일일 급식에 요구되는 양일 수 있고, 바람직하게는 10 내지 1200ml/day를 포함할 것이고, 보다 바람직하게는 10 내지 650ml를 포함한다. 사용되는 포뮬라는 표준 유아 포뮬라 또는 바람직하게는 100ml 당 0.5 내지 1.0g의 단백질 및 100ml 당 25 내지 50킬로칼로리를 제공하는 상기한 저영양 포뮬라일 것이다.

선택적으로, 하나의 구획에 일일 요구량 전체를 넣는 대신에, 일일 요구량은 하나 이상의 구획에 퍼질 수 있고, 바람직하게는, 용기가 적절하게 표지된다; 예컨대, 일일 요구량을 1/8씩 8개로 나누거나; 1/6씩 6개로 나누거나; 1/4씩 4개로 나누거나; 1/3씩 3개로 나누거나 1/2씩 2개로 나누는 등일 수 있어서, 아기가 4시간 마다 급식된다면, 각 구획은 일일 영양 요구량의 1/6을 수용할 수 있다.

포뮬라는 전형적으로 생후 첫 2개월 동안의 아기에게 급식되며, 그 이후에는 정상적인 식이가 급식되므로, 각 용기가 2개월의 공급양까지 수용할 수 있거나, 충분한 구획들을 포함하여 각 용기가 2개월의 공급량을 수용한다.

대안으로, 각 용기가 2개월 이하의 기간에 대응되는 일정 수의 구획, 예컨대, 2주의 공급량을 포함하는 용기를 위한 12개 구획을 포함하는 하나 이상의 용기가 있을 수 있다.

용기는 임의의 편리한 형태일 수 있고, 예컨대, 시트에 봉해진 플라스틱 기포에 의하여 형성되는 구획을 갖는, 카드보드, 플라스틱 등의 시트를 포함할 수 있다.

대안으로, 용기는 구획을 형성하는 포뮬라가 든 작은 봉지(sachet)를 포함하는 깡통 또는 박스 등일 수 있다.

사용에서, 아기 급식을 위한 기존의 방법에 따라서, 각 구획의 내용물이 아기에게 물에 탄 액체로서 급식될 수 있다.

아기에게 급식할 때, 아기에게 급식하는 사람이 아기에게 매일 주어야 하는 포뮬라의 양을 정확하게 아는 것이 용이하여, 아기가 덜 급식되거나 과도하게 급식되지 않고 포뮬라의 보관 및 사용이 용이하고 편리하다.

인간 집단에서 통제된 비교 군들에서, 장기적인 건강에 미치는 초기의 저영양의 영향이 측정되었고, 그 결과를 실시예에 기재한다.

실시예 1

개체들은 조산된 926명의 코호트(cohort)의 일부였고 이후의 인지 기능 및 심혈관계 질환에 초기 식이가 미치는 영향을 조사하는 연구에 참여하였다. 1982년에서 1985년 사이에, 주요 선천적 기형이 없고 출생 체중이 1850g 미만인 아기들이 5개의 센터(노르위치, 캠브리지, 쉐필드, 입스위치 및 킹스 린)에서 모집되었다. 정상 시기에 분만되고 1/10 백분위 초과의 출생 체중을 갖는, 동일 연령 개체의 참조 군이 또한 조산 개체와 동일한 지역의 학교로부터 모집되었다.

두개의 평행 임의화 실험(parallel randomised trial)에서, 조산된 유아를 출생시에 상이한 식이에 무작위로 할당하였다. 이들 실험은 영양소가 강화된 조산아용 포뮬라(Farley's Osterprem, Farley's Health Care, a division of HJ Heinz Company, Ltd, Stockley Park, Uxbridge, UK) 대 그 때 이용가능했던 상대적으로 저영양인 식이를 비교하였다. 실험 1에서, 조산아용 포뮬라는 관련없는 수유 여성이 기증한 저장된 모유와 비교되었고, 실험 2에서, 동일한 조산아용 포뮬라가 표준적인 정상 시기 분만아용 포뮬라(Farley's Ostermilk)과 비교되었다.

각 실험(1 및 2) 내에서, 식이는 두 계층에 무작위로 할당되었다: A) 식이 단독 실험 및 B) 모유를 분비하도록 선택된 산모들에서; 실험 식이는 모유에 보충제로서 할당되었다(표 1 참조). 영양소가 강화된 조산아용 포뮬라 대 저영양 식이를 비교하기 위하여, 최초에 계획되었던 대로, 실험 1 및 2(및 각 실험 내에서 계층 A 및 B)가 균형잡힌 첨가로서 조합되어 임의화를 유지하였다. 봉해진 봉투를 사용하여 생후 48시간 이내에 식이에 무작위 할당을 하였다. 실험을 위한 윤리적 승인은 각 센터에서 얻었고, 각 부모로부터 얻은 동의를 알렸다(동의를 거절한 부모는 없었다).

할당된 식이는 유아의 체중이 2000g이 되거나 집으로 퇴원할 때까지 주어졌다. 표준 정상 시기 분만아용 포뮬라와 비교하였을 때, 조산아용 포뮬라는 단백질과 지방이 보강되었으나(정상 시기 분만아용 포뮬라는 100ml당 1.5g의 단백질 및 3.8g의 지방이 포함된 것과 비교하여 조산아용 포뮬라에서는 100ml당 2.0g의 단백질 및 4.9g의 지방이 포함됨), 탄수화물(7.0g/100ml)은 양 포뮬라 모두에서 보강되지 않았다. 조산아용 포뮬라는 또한, 비타민, 아연 및 구리가 보강되었다. 저장된 기증 모유를 먹인 유아에서, 다중 기증자로부터 수집된 600 기증자 모유 풀로부터 단백질 및 에너지 섭취가 예측되었다(대략, 100ml당 1.1g 단백질, 2g의 지방 및 7g의 탄수화물). 산모 고유 분비된 모유 조성은 4935명에서 완전한 24시간 수집물에서 측정되었다(대략, 1.5g의 단백질, 3g의 지방 및 7g의 탄수화물).

광범위한 인구통계학적, 사회적, 인체측정학적, 생화학적 및 임상적 자료가 입원을 통하여 수집되었다. 훈련된 스태프에 의하여 매일 유아들의 체중이 측정되었고, 체중에서 일일 변동으로 야기되는 부정확성을 감소시키기 위하여 출생 후 매주 평균 체중이 계산되었다. 체중은 또한 신생아실에서 퇴실한 때, 생후 18개월, 9-12 및 13-16세에도 측정되었다. 사회적 계층은 상기한 Registrar Generals Classification에 따라서 가족을 위한 주된 재정적 지원을 제공하는 부모의 직업(부모 양쪽이 일한다면 아버지의 직업)에 기초하였다.

추적

13~16세에서 현재 추적은 4가지 중요 변수(혈압, 흐름-매개된 내피 의존성 확장, 지질 프로파일 및 32-33 스플릿 인슐린 농도(인슐린 내성의 측정으로서 - 실시예 2 참조))의 측정과 관련되었다.

샘플 크기는 2개의 실험의 각각에서 임의화된 식이 군들간의 결과들에서 표준편차의 절반(0.5D)의 차이를 배제하도록 추정되었다. 80% 검정력 및 5% 유의성에서 (두개의 평행 실험을 가지고) 이러한 차이를 발견해내기 위해서 우리의 최초 코호트로부터 우리는 약 250 개체의 최대 서브-샘플을 요구하였고; 70% 검정력 및 5% 유의성을 위하여 약 200개체의 최소 샘플을 요구하였다.

EMD 측정

건강한 대조군과 신생아 시기의 저영양 집단에서 동맥경화 과정과 관련된 내피 기능 장애의 지시자인, 상완 동맥의 흐름-매개 내피 의존성 확장(Flow-Mediated endothelial dependent Dilation, FMD)을 측정하였다. 이는 개체의 재태기(gestational age)를 모르는 연구자에 의하여 측정되었다. 개체는 초음파 스캔에 앞서 10분간 반듯이 누워서 휴식을 취하였고, 초음파 스캔은 조절된 온도(22-24℃), 어두운 방, 9시에서 13시 사이에 단일 관측자에 의하여 수행되었다. 상완 동맥은 7MHz 선형 배열 변환기 및 Acuson 128XP/10 시스템을 사용하여, 팔꿈치 위 5-10cm에서 세로방향 단면으로 영상화되었다. 그 후, 입체정위 클램프(stereotactic clamp) 및 필요시 마이크로미터 나사를 사용하여 이루어진 미세 위치 조절을 이용하여 변환기를 고정하였다. 뉴마틱 커프(pneumatic cuff)를 5분 동안 300mmHg까지 상완 주위에서 부풀린 다음 급속도로 공기를 빼서 혈류의 큰 증가를 일으켰다(반응성 충혈). 휴식 및 충혈 후 혈류 속도를 영상화된 동맥의 중심에서 펄스 도플러를 이용하여 측정하였다. 스캔 과정 후 즉시 동맥 직경 측정을 위하여 스캔 과정 동안 계속(1분 휴식, 5분 커프 부풀림 및 3분 퍼프의 공기 뺌)매 3초마다 오프-라인 순차적으로 말기 확장기 B-모드 영상을 디지탈화하고 저장하였다. 혈압은 자동화된 진동측정 장치(Accutorr, Datascope Corp. New Jersey)를 이용하여 모니터링하였고, 맥박은 초음파 기계에 연결된 3-전극 심전도를 사용하여 기록되었다. FMD 측정을 위한 재현성 및 상세한 방법은 이전에 기술된 바 있다. FMD는 (회귀 분석을 사용하여) 충혈 전 직경으로 조절된 충혈 전 및 후의 상완 동맥 직경 간의 절대적인 최대 변화 및 충혈 전 직경의 비율(FMD%)로서 표현되는 직경의 절대적 변화로서 표현되었다.

추적시 인체 측정학 및 생화학

키는 이동식 스타디오미터를 사용하여 1mm까지 정확하게 측정하였고(Holtain Instruments Ltd., Crymmych, UK), 체중은 전자 저울을 사용하여 0.1kg까지 정확하게 측정하였다(Seca, Hamburg, Germany). 측정은 표준 프로토콜을 이용하여 관련 테크닉을 훈련받은 두 관측자 중 한 명에 의하여 이루어졌다. 표준 태너 스테이지 포토그래프를 사용하여 자가 평가에 의하여 태너 스테이징(Tanner staging)이 개인적으로 수행되었다. 사회적 계층은 Registrar Generals Classification에 따라서 가족을 위한 주된 재정적 지원을 제공하는 부모의 직업(부모 양쪽이 일한다면 아버지의 직업)에 기초하였다.

밤새도록 금식한 후에 9시에서 11시 사이에 정맥 천자에 의하여 채혈하였다. 혈장을 즉시 분리하여 초기에 -20℃ 이후에 -80℃에서 보관하였고, 분석 바로 전에 단지 1회만 녹였다. LDL 콜레스테롤의 혈장 농도는 표준적인 실험실적 방법을 이용하여 측정하였다.

통계적 분석

다중 선형 회귀 분석이 신생아 및 소아 성장률(체중 증가) 및 이후의 FMD 간의 관련성을 평가하기 위하여 사용되었다. 신생아 체중 증가는 절대적 수치 및 조산아의 백분위를 이용한 예측 체중으로부터의 표준 편차 스코어(z 스코어)로 표현되었다. 신생아 기간을 벗어난 성장은 퇴원 및 생후 18개월, 18개월 및 9-12세 그리고, 9-12세 및 13-16세 사이의 체중에서 z 스코어의 변화로서 계산되었다. 모든 선형 분석에서 잠재적인 혼동 인자들(나이, 성별, 신생아 시기의 병적 상태- 산소 30% 초과 상태의 일수 및 인공호흡의 일수, 및 사회적 계층 및 추적시의 키, 체중, 혈장 LDL 콜레스테롤 농도 및 방의 온도)이 조정되었다. 조산아와 정상시기 분만된 사춘기 아이에서, 초기 성장이 이후의 FMD에 미치는 영향을 비교하기 위하여, 조산아 집단을 그들의 초기 성장(생후 첫 2주의 몸무게 증가의 중앙값)에 의하여 2 군으로 나누었다. 이들 2군에서 평균 FMD는 분산 분석을 사용하여 정상시기에 분만된 대조군 개체와 비교하였고, p 수치는 본페로니의 보정(Bonferroni's corrections)를 이용한 다중 비교로 조정되었다. 통계적 유의성은 모든 분석에서 p<0.05로 하였다.

결과

13-16세에 검토된 개체들은 출생체중, 재태(gestation), 출생체중 z 스코어, 퇴원 체중 z 스코어, 사회적 계층 및 신생아 시기의 병적 상태의 측면에서 출생시에 모집된 개체들을 대표하였다. 임의화된 식이 군들 간에 평균 FMD에서 통계적으로 유의적인 차이는 없었고, 이는 이하의 분석에서 모든 식이 군을 결합하는 것을 정당화한다. 개체들의 일부 배경상 특징은 표 1a에 주어진다.

재태 및 이후 FMD 를 위한 출생체중

FMD는 유의성 있게 출생 체중 z 스코어와 관련성이 있었고 이러한 연관성은 잠재적인 혼동 인자들(나이, 성별, 키, 체중, 공복시 LDL 농도, 방안 온도, 사회적 계층 및 인공호흡 일수 또는 산소 30% 초과 상태의 일수로 표현되는 신생아 시기의 병적 상태)을 조정한 후에도 여전히 유의성있었다(표 2).

재태 및 생후 초기 성장을 위한 출생 체중

예측되듯이, 낮은 출생체중 z 스코어는 출생으로부터 생후 2 주까지 보다 큰 체중 증가(회귀 계수 = -51.6g /출생 체중에서 z 스코어 증가; 95% CI; -61.6 내지 -41.5g; p<0.001) 및 출생으로부터 퇴원까지(나이 중앙값 4.4주) 보다 큰 체중 증가(회귀 계수 = -75.1g /출생 체중에서 z 스코어 증가; 95% CI; -114.9 내지 -35.3g; p<0.001)와 연관성이 있었다. 이러한 연관성은 재태, 성별, 신생아 시기의 병적 상태(상기함), 사회적 계층 또는 식이군(표준 대 영양분 강화 식이)으로 조정한 후에도 여전히 유의성있었다(자료는 나타내지 않음).

생후 성장 및 이후의 FMD

생후 첫 2주에 체중증가를 나타내는 개체(평균, 표준편차: 5.5%, 2.6%; n=65)들은 초기 체중 감소를 가진 개체들(7.1%, 3.5%, n=137; 차이를 위한 95% CI ==-2.4% 내지 0.7%; p<0.001)보다 사춘기에 보다 낮은 FMD%를 가졌다. 출생 체중 및 재태로 조정한 후(p=0.01)(자료는 나타내지 않음)이거나, 자궁내 성장 지체가 없는 개체(재태동안 1/10 백분위 초과의 체중) 또는 집단 평균(1.4kg) 초과의 출생 체중을 갖는 개체에 한정하여 분석된 후에도 유사한 유의성 있는 결과가 얻어졌다. 보다 높은 신생아기 성장률(출생과 퇴원 또는 출생과 생후 4주간의 체중에서 z 스코어 변화로 표현)는 사춘기에서 보다 낮은 FMD와 연관성이 있었고 이러한 연관성은 잠재적인 혼동 인자들(상기함)로 조정한 후에도 여전히 유의성 있었다(표 2). 반대로, 퇴원과 생후 18개월, 18개월 및 9-12세 또는 9-12 및 13-16세간의 체중에서 z 스코어의 변화로 표현된 성장은 이후의 FMD와 관련성이 없었다(표 2).

이후의 FMD에 영향을 미치는 신생아기 성장 기간을 보다 잘 한정하기 위하여, 출생 및 퇴원 사이의 기간을 둘로 나누었다(출생 및 2번째 주 사이와 2번째 주 및 퇴원 사이). 출생과 2번째 주 사이의 보다 높은 성장률은 사춘기의 보다 낮은 FMD와 관련되었으나, 2번째 주와 퇴원 사이는 그렇지 않았고, 이러한 연관성은 잠재적인 혼동 인자들(상기함)로 조정한 후에도 여전히 유의성 있었다(표 2). 유사하게, 생후 첫 2주 동안 보다 큰 체중 증가는 출생체중, 재태 및 가능한 혼동 인자들(상기함)에 관계없이, 사춘기의 보다 낮은 FMD와 관련되었다(표 1a)(표 2).

출생 후 체중 증가보다는 체액 변동으로 인한 출생 후 체중 감소가 이후의 FMD에 영향을 미쳤을 가능성을 배제하기 위하여, 2개의 추가적인 분석을 행하였다. 첫째, 출생후의 최소 체중과 2번째 주의 체중 사이의 체중증가와 이후의 FMD 사이의 연관성을 평가하였다. 이 기간 동안 보다 큰 체중 증가는 출생체중, 재태 및 잠재적인 혼동 인자(상기 참조)와 관계없이 사춘기에서 보다 낮은 FMD와 관련되어있었고(표 2), 둘째, 출생과 2번째 주 사이의 보다 큰 신장 증가는 생후 체액 소실과 관련성이 없을 것으로 보이는데, 이는 출생체중, 재태 및 잠재적인 혼동 인자들과 관계없이 사춘기에서 보다 낮은 FMD와 관련되어 있었다(표 2).

생후 초기 성장 및 이후의 FMD : 군 비교

집단 평균 미만의 생후 첫 2주 체중증가를 갖는 (-51.0g)(평균;7.4%; 표준편차; 3.4%) 조산된 사춘기 아이에서, 평균 초과의 체중 증가를 갖는 사춘기 아이(평균:5.7%, 표준편차; 2.9%; p<0.001) 또는 정상 시기에 분만된 대조군 개체(평균 6.1%; 표준편차 2.8%; p=0.027) 보다 평균 FMD가 더 컸다(도 2). 그러나, 집단 평균 초과의 초기 체중 증가를 갖는 조산아 개체들에서 평균 FMD는 정상 시기에 분만된 대조군 개체와 유의성 있는 차이가 없었다.

자궁 내 및 생후 초기 성장의 이후 FMD 에 대한 상대적 기여

출생부터 2번째 주까지 출생 체중 z 스코어 및 체중 변화 간에 이후 FMD에 대한 유의성 있는 상호작용은 없었다(p=0.56). 생후 성장의 모든 측정치(표 2에 기재함), 잠재적인 혼동 인자들(상기함), 및 출생 체중 z 스코어를 단계별 다중 회귀 모델에 포함시켰다. 출생과 2번째 주 사이의 체중 변화 및 방의 온도 만이 통계적으로 유의성있게 이후의 FMD와 관련성이 있었다(회귀계수=-0.027mm 변화/100g 체중증가; 95% CI: -0.042~-0.012mm; p=0.001; 및 0.009mm 변화/방의 온도 1℃ 증가; 95% CI:0.002~0.016mm; p=0.009).

생후 첫 2주의 중요한 기간 동안 보다 큰 체중 증가율은 16년 이후까지 내피 기능 장애와 연관성이 있었다. 우리의 자료는, 인간에서 출생 직후 급격한 성장이 이후의 삶에 부정적인 결과를 가져온다는 것을 나타낸다. 가장 큰 성장율을 갖는 조산아 또는 중요하게는, 정상 시기에 분만된 대조군 개체에서보다도(이들 2 군에서 FMD는 유의성있는 차이가 없었다), 성장율이 보다 느린 조산아에서 FMD가 더 컸다.

따라서, 우리의 발견은 출산 후 짧은 기간 동안 성장 저해는 건강에 장기적으로 잇점을 가질 수 있다는 것을 보여준다. 우리의 자료는 초기 저영양에 의하여 장기적인 건강의 일부 측면에서 향상을 얻을 수 있다는 것을 보여 준다. 생후 첫 2주가 민감한 기간인 것으로 보였다. 이 시기 동안 가장 큰 체중 증가를 가졌던 사춘기 아이들은 가장 낮은 체중 증가를 가졌던 아이들보다 4.0% 낮은 FMD를 가졌다; FMD에 대한 실질적인 영향은 성인에서 인슐린 의존성 당뇨병(4%) 및 흡연(6%)에 대한 영향과 유사하였다.

실시예 2. 인슐린 내성에 대한 저영양의 영향

개체는 실시예 1과 동일했고 동일한 처방 및 실험을 받고 32-33 스플릿 인슐린 농도를 측정받았다(인슐린 내성의 측정으로서 측정되었다).

샘플 크기는 실험의 각각에서 임의화된 식이 군들간의 결과들에서 표준편차의 절반(0.5D)의 차이를 배제하도록 추정되었고, 80% 검정력 및 5% 유의성에서 (두개의 평행 실험을 가지고) 이러한 차이를 발견해내기 위해서 우리의 최초 코호트로부터 우리는 약 250 개체의 최대 서브-샘플을 요구하였고; 70% 검정력 및 5% 유의성을 위하여 약 200개체의 최소 샘플을 요구하였다. 최소한의 기준을 만족하는 216명 개체의 서브세트는 모집 시에 우리의 최초 시도에 참여하기를 동의하였고, 원래 집단을 대표하는 것으로 나타났다. 영양분이 강화된 식이 대 표준 신생아 식이를 비교하기 위하여(실험 1 및 2가 결합됨), 이러한 샘플은 80% 검정력 및 5% 유의성에서 임의화된 군들 간의 공복시 32-33 스플릿 프로인슐린 농도의 0.4·표준편차 차이를 탐지하기에 충분하였다. 추적 연구를 위한 윤리적 승인은 국립 및 지방 연구 윤리위원회에서 얻었고, 모든 아이, 부모 및 그들의 보호자로부터 서면 동의를 얻었다.

생화학

밤새도록 금식한 후에 9시에서 11시 사이에 정맥 천자에 의하여 채혈하였다. 혈장을 즉시 분리하여 초기에 -20℃ 이후에 -80℃에서 보관하였고, 분석 바로 전에 단지 1회만 녹였다. 글루코스 농도는 헥소키나제 방법을 사용하여 측정하였다. 32-33 스플릿 프로인슐린, 완전한 프로인슐린(intact proinsulin) 및 인슐린 농도를 캠브리지의 헤일즈(Hales) 교수의 실험실에서 측정하였다. 인슐린 농도는 1단계 화학발광 면역효소 에세이를 사용하여 측정하였다. 완전한 프로인슐린과의 교차반응성은 400pmol/L에서 0.2%미만이었고, 32-33 스플릿 프로인슐린과의 교차반응성은 400pmol/L에서 1%미만이었다. 완전한 프로인슐린 및 32-33 스플릿 프로인슐린 농도는 시간 분해 형광분석 에세이(델피아)를 사용하여 분석하였다. 마이크로타이터 플레이트에 결합된 고체상 항체는 각각의 경우에 동일했다. 32-33 스플릿 프로인슐린 에세이에 사용된 표지된 항체는 다코 다이아그노스틱스 엘티디로부터 기증받았고, 완전한 프로인슐린은 생물학적 표준 및 대조군을 위한 국립 연구소(National Institute for Biological Standards and Controls, 1st International Reagent 84/611)로부터 공급받았으며, 크로마토그래피로 정제된 32-33 스플릿 프로인슐린은 릴리(Lilly) 연구 실험실로부터 기증받았다. 항체는 델피아 유로피움 레이블링 키트 1244-302(Wallac, UK Ltd)를 이용하여 유로피움으로 표지하였다. 완전한 프로인슐린 에세이는 전형적으로 각각 2500pmol/L 및 400pmol/L에서 인슐린 및 32-33 스플릿 프로인슐린과 1% 미만의 교차반응성을 보인다. 32-33 스플릿 프로인슐린 에세이는 2500pmol/L에서 인슐린과 1%미만의 교차 반응성을 보인다.

통계적 분석

기본적인 결과는 32-33 스플릿 프로인슐린 농도이었다. 임의화된 군들 사이에서 정상 분포된 변수들을 스튜던트의 t-테스트를 이용하여 비교하였다. 임의화된 군들 간의 차이에서 가능한 기준선 차이를 조정하기 위하여 동시 다중 선형 회귀 분석을 사용하였다. 스튜던트의 t-테스트를 이용하여 조산되고 저영양 식이에 무작위적으로 할당된 유아를 정상 시기에 분만된 사춘기 아이와 비교하였다.

신생아 및 소아의 성장율(체중 증가)과 이후의 인슐린 농도 사이의 관련성을 평가하기 위하여 다중 선형 회귀 분석을 사용하였다. 신생아의 체중 증가는 절대적 수치 및 조산 유아의 백분위를 사용한 예측 체중(z 스코어)로부터의 표준 편차 스코어로 표현되었다. 신생아 기간을 벗어난 시기의 성장은 퇴원과 생후 18개월, 18개월과 9~12세 및 9~12세와 13~16세 사이의 체중에서의 z 스코어 변화로 계산되었다.

현재 신체 질량 지수(BMI)는 국내 참조 백분위를 사용하여 예측된 BMI(z 스코어)로부터의 표준 편차 스코어로 표현되었다. 32-33 스플릿 프로인슐린, 프로인슐린 및 인슐린 농도의 분포는 로그 변환된 다음 100을 곱하였다. 따라서, 100을 곱한 로그 표준 편차가 변동 계수(Coefficient of Variation)를 나타내었고, 회귀 분석에서 상관계수가 독립 변수에서 단위 변화당 인슐린 농도의 평균 비율 변화를 나타내었다. 회귀 분석에서 잠재적인 혼동 인자들(성별, 나이 및 현재 추적시의 BMI z 스코어 및 신생아기의 병적 상태 - 산소 30% 초과 상태의 일수 및 인공호흡 일수 - 및 출생시 사회적 계층)을 조정하였다. 통계적인 유의성은 모든 유의성 테스트에서 p<0.05이었고, 이는 양쪽 꼬리 검증(two-tailed)이었다.

결과

조산된 사춘기 아이에서의 분석

개체 특성: 13-16 세에 검토받은 아이들과 그렇지 않은 아이들 간에 체중, 재태, 출생 및 퇴원 체중의 표준 편차 스코어 및 임상적 파라미터에는 통계적으로 유의성 있는 차이가 없었다(표 1). 예측되듯이, 비-육체노동자의 사회적 배경을 갖는 사춘기 아이의 비율이 양 실험 모두에서 출생시보다 추적시에 더 컸다(표 1). 그러나, 신생아기의 특징, 인체측정학, 태너 스테이지(중앙값 4, 1/4값 간의 범위:4-5) 또는 임의화된 식이 군 간의 사회적 계층에서는 추적시 유의성 있는 차이가 없었다(표 3).

주요 효과: 임의화된 식이 군 간의 비교

계획된 대로, 조산되고 영양분 강화 식이(조산아 포뮬라)에 무작위적으로 할당된 사춘기 아이를 저영양 식이(저장된 모유 또는 표준 정상시기 분만아 포뮬라)에 무작위적으로 할당된 아이와 비교하였다. 공복시 32-33 스플릿 프로인슐린(그러나, 완전한 프로인슐린, 인슐린 또는 글루코스 농도는 아님)은 상기 두 저영양 식이 중 하나에 무작위 할당된 아이들 보다 영양 강화 식이에 무작위 할당된 사춘기 아이에서 보다 높았다(표 4). 효과 크기는 조산아 포뮬라에 무작위 할당된 사춘기 아이에서 저장된 모유(실험 1) 또는 조산아 포뮬라 대 정상분만아 포뮬라(실험 2)과 비교하여 유사하였는데(표 4), 이는 이후의 32-33 스플릿 프로인슐린 농도(p=0.5) 완전한 프로인슐린(p=0.3) 및 인슐린 농도(p=0.8)에 대한 실험 상호작용에 의하여 유의적인 식이가 없었다는 것이 근거가 되었다. 이는 또한 실험 1 및 2를 결합하는 것을 정당화한다. 공복시 32-33 스플릿 프로인슐린 농도에 대한 식이의 효과에서 성별 차이는 없었다(공복시 32-33 스플릿 프로인슐린 농도에 대한 식이 및 성별 간의 상호작용은 통계적으로 유의성이 없었다; p=0.07).

설명적인 분석에서, 32-33 스플릿 프로인슐린 농도에 대한 식이의 효과는 출생체중 및 재태, 그리고 잠재적인 혼동 인자들(상기한 통계적 방법 참조)를 조정한 후에도 여전히 유의성 있었다(회귀 계수=18.4%; 차이의 95%CI;3.5%~33.2%; p=0.016). 이후의 분석에서, 인슐린 또는 글루코스 농도가 아닌 32-33 스플릿 및 완전한 프로인슐린만이 관심있는 초기 인자들과 유의적 관련성이 있었다(다른 자료는 제시되지 않음).

생후 초기 성장의 영향이 이후 프로인슐린 농도를 프로그램한다

식이가 신생아기 성장에 주된 영향을 미치기 때문에(표 3 참조), 우리는 생후 성장이 이후의 32-33 스플릿 및 완전한 프로인슐린 농도를 프로그램한다는 가설을 실험하였다. 이는 생후 초기 성장을 계속적 변수 또는 이분적 변수로서 취하는 두 가지 방법으로 행하여졌다.

보다 큰 신생아기 성장율(계속적 변수로 표현된: 출생과 퇴원 사이의 체중의 z 스코어 변화)이, 출생체중, 재태 및 잠재적인 혼동 인자들(상기 통계적 방법 참조)과 독립적으로 사춘기에 보다 높은 공복시 32-33 스플릿 프로인슐린 및 완전한 프로인슐린과 관련되어 있었다(표 5). 이후의 프로인슐린 농도에 영향을 미치는 신생아 성장 기간을 보다 잘 한정하기 위하여, 출생과 퇴원 사이의 기간을 둘로 나누었다(출생과 2번째 주 사이 및 2번째 주와 퇴원 사이). 첫 2주 동안의 성장만이 사춘기에서 보다 높은 공복시 32-33 스플릿 및 완전한 프로인슐린 농도와 관련되어 있었다(표 5).

생후 첫 2주 동안 체중증가를 보인 개체(n=60)를 체중 감소를 보인 개체와 비교함으로써 신생아 성장을 이분적 변수로 취하였다. 공복시 32-33 스플릿 프로인슐린 농도는 체중이 감소된 개체(5.9pmol/L, CV:54%; 평균 차이: 24%; 차이의 95% CI=6.6%~41.5%; p=0.007)와 비교하여 초기 신생아기에 체중이 증가된 개체(기하 평균: 7.6pmol/L, 분산 계수, CV: 60%)에서 보다 컸다. 유사한 결과를 완전한 프로인슐린에서 얻었다(p=0.0003)(자료는 나타내지 않음). 신생아기 체중 증가군 간의 32-33 스플릿 프로인슐린 또는 완전한 프로인슐린의 차이는 출생체중 및 재태를 조정한 후에도 여전히 유의성 있었다(32-33 스플릿 프로인슐린에서 p=0.02 및 완전한 프로인슐린에서 p=0.03).

생후 체중 증가보다는 체액 변동으로 인한 생후 체중 감소가 이후의 공복시 인슐린 농도에 영향을 미쳤을 가능성을 배제하기 위하여, 출생 후 최소 체중과 2번째 주의 체중 간의 체중 증가와 이후의 프로인슐린 농도와의 관련성을 평가하였다. 이 시기의 보다 높은 체중 증가는 출생 체중, 재태 및 잠재적인 혼동 인자들(상기됨)과 독립적으로, 사춘기의 보다 높은 32-33 스플릿 및 완전한 프로인슐린 농도와 관련성이 있었다(표 5).

신생아 기간을 벗어난 생후 성장이 이후의 프로인슐린 농도에 미치는 영향을 평가하기 위하여 퇴원과 생후 18개월 사이, 18개월과 9-12세 사이 또는 9-12세와 13-16세 사이의 체중에서 z 스코어 변화로 성장을 표현하였다. 이들 변수는 이후의 32-33 스플릿 또는 완전한 프로인슐린 농도와 유의적인 관련성이 없었다. 또한, 생후 최초 2주 동안 보다 빠른 성장은 현재의 BMI z 스코어를 조정하거나 하지 않거나, 사춘기에서 보다 큰 32-33 스플릿 프로인슐린 농도와 관련되어 있었다(자료는 제시되지 않음). 따라서, 이후의 32-33 스플릿 프로인슐린 농도에 초기 성장이 미치는 영향은 소아기 동안 체중 증가와 독립적이었다.

출생전 성장의 영향이 프로인슐린 농도를 프로그램한다.

출생전 성장의 영향을 탐구하기 위하여, 재태 동안 출생체중과 이후 프로인슐린 농도 사이의 관련성을 평가하였다. 사춘기에서 공복시 프로인슐린(32-33 스플릿 프로인슐린은 아님)만이 잠재적인 혼동 인자들(상기함)과 독립적으로 출생 체중 z 스코어와 반대로 관련되어 있었다(표 5).

우리의 장래 실험적 연구는 초기 영향이 이후의 심혈관계 위험 인자에 미치는 영향을 평가하기 위하여 디자인되었다. 우리는 성장 측면에서 최적 이하로 인식된, 저영양 식이에 무작위 할당된 조산 사춘기 아이가 영양이 풍부한 식이에 무작위 할당된 아이들보다 인슐린 내성의 표지인 공복시 32-33 스플릿 프로인슐린 농도가 낮았다는 것을 발견했다. 추가 분석은 무작위 할당된 식이 이후 16세까지 보여진 이러한 식이의 효과가 신생아 성장율에 영향을 미침으로써 작용할 것이라고 제시하였다. 따라서, 우리는 상대적인 저영양의 결과로써 감소된 초기 성장율이 보다 낮은 인슐린 저항성 및, 유추에 의하여 보다 낮은 NIDDM 성향을 프로그램한다고 제시한다.

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