영양학의 연구방법과 근거 수준

영양소의 기능이나 질병과의 관련성, 영양소가 신체에 작용하는 기전을 알아보기 위해서는 체계적인 방식으로의 영양학 연구가 필요하다. 오늘날의 영양학적 지식은 이러한 연구에 기반해 얻어진 것이며, 영양학 연구를 위해서는 과학적 방법론을 사용해야 한다. 영양학 연구에 사용되는 과학적 연구 방법에 대해 알아보자.

과학적 연구는 다섯 개의 단계로 나뉜다. 첫째, 문제 제기이다. 모든 연구는 문제 제기에서 시작한다. 예를 들어, 고혈압 인구가 늘어나는 현상을 보고 그 원인이 무엇인가에 대해 의문을 가질 수 있다. 그러면 어떤 식습관이 이와 관련이 있는지 생각해 볼 수 있다. 이렇게 제기된 의문에 대해 잠정적으로 내린 결론이 가설 설정, 연구의 두 번째 단계이다. 가설이란 어떤 문제에 대한 잠정적 해답으로, 변인들 사이의 관계에 대한 연구자의 추정이다. 가설을 설정하려면 기존 연구를 참고해 원인과 결과를 지정해 가설을 설정하는 것도 가능하며, 상관관계를 중심으로 가설을 설정할 수도 있다. 좋은 가설을 설정하려면 문제와 관련된 선행 연구나 결과들을 철저하게 분석해야 한다. 가설 설정이 완료되면 연구를 설계해야 한다. 연구는 가설을 검증하는 과정으로, 연구 방법, 연구 대상을 결정하고 연구 대상의 선정 및 자료 수집 방법까지 가능한 한 구체적으로 설계해 놓아야 한다. 넷째, 연구 설계 단계에서 정했던 자료 수집 방법에 따라 자료를 수집한다. 이를 자료 수집 단계라고 한다. 자료 수집에서의 타당도란 측정하고자 하는 특성을 제대로 측정하였는가를 나타내는 정도이며, 신뢰도란 같은 방법으로 여러 번 측정하였을 때 일관성 있는 결과가 나오는가에 관한 지표이다. 자료를 수집할 때는 타당도와 신뢰도가 높은 측정 도구를 사용해야 하며, 오류를 최소화해야 한다. 오류를 최소화하기 위해서는 자료 수집 절차를 표준화하는 것이 좋다. 마지막으로, 결과를 분석하고 결론을 내린다. 올바른 결론을 내리려면 수집된 자료를 분석하는 방법과 통계에 대한 이해가 필요하다. 이 단계에서 연구자는 가설을 채택하거나 혹은 기각할 수 있다. 가설을 기각하면 연구는 가설 설정 단계로 되돌아가며, 채택할 경우 후속 연구를 통해 이론을 확립하거나 문제를 해결할 수 있다.

영양학의 구체적인 연구 방법에는 동물실험, 무작위 대조 연구, 메타분석 등 다양한 방법이 있다. 그러나 특정한 연구 방법이 얼마나 과학적으로 유의미한지 구분할 필요가 있다. 일반적으로 어떤 연구 방법이 얼마나 과학적으로 확고한지를 판단하기 위해 근거 수준 피라미드를 사용한다. 과학적 근거가 가장 약한 것이 아래, 과학적 근거가 가장 강한 것이 위에 위치한다. 가장 아래에 있는 것은 세포실험이다. 세포실험은 사람이나 동물의 체내에서 분리한 세포나 조직을 생체와 같은 조건으로 배양하고 반응시킴으로써 영양소의 특정한 기능이나 기전을 이해하는 방식이다. 세포실험의 바로 위에 있는 것이 동물실험인데, 동물실험은 근거 수준이 낮은 편임에도 불구하고 영양학 연구에 필요한 과정 중 하나이다. 세포실험과 동물실험은 연구의 대상이 사람이 아니기 때문에 근거 수준이 낮지만, 그런데도 유의미한 정보를 제공할 수 있다. 인간을 대상으로 한 실험에서 예상하지 못한 부작용으로 연구를 중단해야 하는 경우가 생길 수 있는데, 동물실험이 선행되었다면 어느 정도의 예방할 수 있었을 것이다. 동물실험과 세포실험 위의 단계는 사례연구이다. 사례연구는 집단이 아닌 개인과 같은 개별 케이스에 초점을 두는 연구 방식으로, 개별 환자에 대한 의학적, 영양학적 조치와 결과에 대해 상세하게 조사하고 분석해 서술한 것이다. 예를 들어, 희소병 환자에 대한 영양치료 과정을 기술하거나, 성공적인 지역사회 영양 정책을 분석하여 기술하는 것이 사례연구의 예시이다. 다음은 환자-대조군 연구와 코호트연구이다. 환자-대조군 연구는 어떤 질병을 가진 집단과 갖지 않은 집단에 대해 과거의 어떤 요인에서 차이가 발생한 것인지를 역추적하여 관찰하는 연구이다. 기억에 의존한 조사이기 때문에 기억력의 차이가 존재할 수 있다는 단점이 있으며, 주로 발생률이 낮은 질병의 연구에 사용된다. 코호트연구는 반대로 '예상되는 요인'을 가진 집단과 가지지 않은 집단을 동일한 조건에 놓은 후 일정 기간 후 질병의 발생에서의 차이를 비교하는 연구이다. 동일한 시점에 동일한 특성을 공유하는 집단을 코호트라고 하는데, 우리나라에서는 질병관리본부에서 주관하는 유전체 역학조사 사업에서 안성 코호트, 안산 코호트, 도시 기반 코호트, 농촌 기반 코호트, 쌍둥이 코호트 등을 구축하여 이를 관찰하는 연구를 진행하고 있다. 코호트 연구의 근거는 환자-대조군 연구의 근거보다 강하다. 다음으로, 무작위 대조 연구는 두 번째로 근거가 강한 연구 방법이다. 무작위 대조 연구는 실험군과 대조군을 나누고 한쪽은 목적으로 하는 약물이나 식품, 한쪽은 위약을 사용해 그 결과를 비교하는 방법이다. 이때, 실험군과 대조군의 선정을 무작위로 진행하기 때문에 무작위 대조 연구라고 부른다. 하지만 영양학 분야에서는 식품을 약물처럼 위약으로 투여하기는 어렵다는 단점이 있다. 마지막으로, 가장 근거 수준이 높은 것은 체계적 문헌 고찰 및 메타분석이다. 체계적 문헌 고찰은 특정 주제에 대해 이미 존재하는 근거들을 체계에 따라 분석하고 고찰하는 방식이고, 메타분석은 여러 개의 개별적 연구를 통합하거나 요약하는 방식으로 재분석하는 것이다. 이 두 가지 방법은 여러 연구 결과로부터 결론을 도출하기 때문에 근거 수준을 가장 높게 본다.