Blood pressure independence of the aortic-femoral arterial stiffness gradient in healthy young adults

인체는 산소와 영양분을 전달하기 위해 거대한 파이프 네트워크에 의존하지만, 시간이 흐름에 따라 이 파이프들은 유연성을 잃을 수 있습니다. 이러한 탄력성 저하, 즉 동맥 경화는 심장 질환의 주요 경고 신호입니다. 동맥이 얼마나 딱딱해졌는지 측정하기 위해 의사들은 종종 맥파가 혈관을 통과하는 속도를 관찰합니다. 정원용 호스를 통해 움직이는 물결을 상상해 보십시오. 만약 호스가 부드럽고 유연하다면 물결은 느리게 이동합니다. 반대로 호스가 단단하고 경직되어 있다면 물결은 빠르게 휙 지나갑니다. 이 속도를 맥파 속도(pulse wave velocity)라고 하며, 이는 오랫동안 혈관 건강을 확인하는 표준적인 척도로 여겨져 왔습니다. 하지만 한 가지 문제가 있습니다. 이 물결의 속도는 물이 얼마나 강하게 밀려오느냐에 따라 달라진다는 점입니다. 인체에서도 혈압이 높으면 동맥이 더 많이 늘어나고, 설령 동맥 자체가 영구적으로 딱딱해진 것이 아닐지라도 맥파는 더 빠르게 이동합니다. 이 때문에 빠른 맥파가 일시적인 혈압 상승 때문인지, 아니면 혈관 벽이 영구적으로 딱 딱해진 것 때문인지 구별하기가 어렵습니다.

과학자들은 혈압에 의해 속임수를 당하지 않고 동맥 경화를 측정할 방법을 찾아왔습니다. 한 가지 유망한 아이디어는 심장 근처의 중심 동맥과 다리에 있는 말초 동맥 사이의 경직도 차이를 살펴보는 것입니다. 중심부와 다리에서 맥파가 이동하는 속도를 비교함으로써, 연구자들은 혈압의 영향을 상쇄할 수 있는 비율을 계산할 수 있습니다. 이 방법은 혈관의 노화가 자연스럽게 진행된 노인층에서 큰 가능성을 보여주었습니다. 그러나 결정적인 의문이 남아 있었습니다. 이 비율이 아직 수십 년간의 혈관 노화를 겪지 않은 젊고 건강한 사람들에게도 효과가 있을 것인가 하는 점입니다. 만약 이 방법이 노인에게만 작동한다면, 그것은 진정한 보편적 도구라기보다 단순히 노화의 부수적인 현상일 수도 있기 때문입니다. 이를 확인하기 위해 도요 대학교(Toyo University)와 산업기술종합연구소(AIST)의 연구팀은 건강한 젊은 성인들을 대상으로 이 아이디어를 테스트하기로 했습니다.

연구진은 약 21세의 남성 10명과 여성 10명, 총 20명의 자원봉사자를 모집했습니다. 참가자들은 모두 심장 질환, 당뇨병, 고혈압 병력이 없으며 혈관 기능에 영향을 줄 수 있는 약물을 복용하지 않는 매우 건강한 상태였습니다. 테스트를 시작하기 전, 자원봉사자들은 신체가 차분한 휴식 상태를 유지할 수 있도록 몇 시간 동안 음식, 카페인, 알코올 섭취를 피하도록 요청받았습니다. 그 후 연구팀은 참가자들의 혈압을 측정하고, 신체의 두 가지 다른 구간을 통과하는 맥파의 속도를 측정했습니다. 먼저 목에서 서혜부(사타구니)까지의 속도를 측정했는데, 이는 중심 동맥을 나타냅니다. 그다음으로 서혜부에서 발목까지의 속도를 측정하여 다리의 말초 동맥을 나타냈습니다. 마지막으로, 이 두 속도 사이의 비율을 계산하여 이것이 혈압에 영향을 받지 않는 측정치로서 유효한지 확인했습니다.

결과는 명확하고 놀라웠습니다. 예상대로 중심 동맥의 맥파 속도는 자원봉사자들의 혈압과 강력하게 연관되어 있었습니다. 혈압이 높은 사람들은 더 빠른 맥파를 보였는데, 이는 표준적인 이 측정법이 심장이 얼마나 강하게 밀어내느냐에 따라 영향을 받는다는 사실을 확인시켜 주었습니다. 다리의 맥파 속도 역시 마찬가지였습니다. 다리에서의 맥파 속도 또한 혈압의 변화에 따라 오르내렸습니다. 그러나 연구진이 다리 속도와 중심 속도의 비율을 살펴보았을 때, 이야기는 완전히 달라졌습니다. 이 비율은 혈압과 전혀 관련이 없었습니다. 젊은 사람의 혈압이 정상 범위의 낮은 쪽에 있든 높은 쪽에 있든, 그 비율은 동일하게 유지되었습니다. 데이터는 이 특정 경직도 구배(stiffness gradient) 측정이 혈관 벽을 밀어내는 혈압으로부터 완전히 독립되어 있음을 보여주었습니다.

이 발견은 이 비율이 혈압을 무시할 수 있는 능력이 단지 수십 년의 노화 후에 나타나는 현상이 아님을 시사합니다. 대신, 이는 젊고 건강한 성인들에게도 이미 존재하는 근본적인 특성인 것으로 보입니다. 연구진은 개별적인 맥파 속도 측정값은 혈압에 의해 크게 영향을 받았지만, 두 값의 비율은 그 영향을 효과적으로 중화시킨다는 점에 주목했습니다. 이는 아직 상당한 구조적 변화를 겪지 않은 젊은 사람들에게도, 이 비율이 일시적인 혈압 변동이라는 소음으로부터 자유로운, 실제 동맥의 경직도를 보여주는 깨끗한 창 역할을 한다는 것을 의미합니다. 연구는 이 비율과 수축기, 이완기 또는 평균 혈압을 포함한 혈압의 어떤 구성 요소 사이에서도 연관성을 발견하지 못했습니다.

비록 이 연구가 건강한 젊은 층이라는 특정 집단에 집중된 소규모 연구이긴 하지만, 결과의 일관성은 설득력이 있습니다. 연구진은 대상 그룹이 매우 건강하고 혈압이 모두 정상 범위 내에 있었기 때문에 미세한 연관성을 찾아내기가 더 어려웠을 수 있다고 인정했습니다. 그럼에도 불구하고, 이 좁은 범위 내에서 개별 측정값은 분명히 혈압과 연결되어 있었던 반면, 비율은 혈압과 완강하게 단절되어 있었습니다. 이는 이 비율이 노화에 따른 변화에 의존하지 않고 작동하는 견고한 도구임을 시사합니다. 이는 의사들이 일시적인 혈압 상승과 실제 혈관의 구조적 경화(hardening)를 구분하는 데 도움을 줄 수 있는 새로운 관점을 제공합니다. 젊은 성인들에게서도 이 방법이 작동함을 입증함으로써, 이 연구는 이 비율을 초기 성인기부터 노화 과정 전반에 걸쳐 혈관 건강을 추적하는 신뢰할 수 있는 기준점으로 사용하는 기틀을 마련하였으며, 잠재적으로 심각한 문제가 발생하기 전 심혈관 위험을 조기에 감지할 수 있게 해줍니다.