이 연구는 당뇨병을 유발한 흰쥐를 대상으로 트레드밀 운동이 혈당 수준, 인슐린 수준, 인슐린 저항성 지수 및 단백질 발현에 미치는 영향을 조사하는 것을 목적으로 합니다. 실험에는 SD 흰쥐를 사용하였고, 당뇨병은 streptozotocin으로 유도하였습니다. 흰쥐들은 훈련을 거친 후에 실험에 참여하였으며, 실험은 정상 비교집단, 당뇨 비교집단, 당뇨 운동집단으로 구분되었습니다. 연구는 트레드밀 운동이 당뇨 상태에서 혈당 수준, 인슐린 수준, 인슐린 저항성 지수 및 단백질 발현에 미치는 영향을 알아보는 것을 목표로 합니다.
<p>운동과 뇌 기능 관련 선행연구들을 보면 운동은 조직 내 항산화효소의 발현을 증가시키고 대뇌피질과 시상하부 및 다양한 조직에서 인슐린 신호전달을 향상시킬뿐만 아니라 심장과 골격근 세포 내 에너지 요구에 의해 PGC-1a의 발현을 유도시킨다고 알려져 있다. 또한 Cotaman 등은 운동수행으로 뇌신경의 가소성을 조절하는 유전자들과 학습능력과 기억력을 자극하는 BDNF(brain derived neurotrophic facor)와 같은 특정 분자들을 활성화시켜 뇌의 인지기능에 긍정적인 영향을 미친다고 보고하였으며, Park 등과 Sander 등도 운동이 대뇌피질과 시상하부에서 인슐린 신호전달 능력 향상 등 뇌기능 향상에 긍정적인 영향을 미친다고 보고하였다.</p> <p>이와 같이 운동이 혈당 강하와 뇌 기능 향상(글루코스, 대사, 미토콘드리아 생합성)에 효과가 있음에도 불구하고 당뇨 상태에서 운동이 뇌 기능에 어떠한 영향을 미치는가에 관한 연구는 부족한 실정이다. 더욱이 당뇨 상태에서 운동이 뇌조직의 산화적 손상을 예방하는데 효과가 있는지에 관한 기초자료도 부족한 실정이다. 따라서 이 연구는 streptozotocin (STZ) 투여로 당뇨병을 유발시킨 Sprague-Dawley (SD)계 흰쥐를 대상으로 트레드밀 지구성 운동이 글루코스 수준, 인슐린 수준, HOMA-IR 및 PGC-1a, GLUT-1, Tfam 단백질과 항산화 효소 \( \left ( \mathrm { Cu } , \mathrm { Zn } - \mathrm { SOD } , \mathrm { Mn } ^ { - \mathrm { SOD } } \right ) \) 의 발현에 미치는 효과를 규명하는데 목적이 있다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>실험동물</h2> <p>본 실험에 사용된 실험동물은 생후 6 주령 된 Sprague-Dawley (SD)계 수컷 흰쥐를 실험 동물센터에서 분양 받은 후 1주간의 적응기간과 1 주간의 적응훈련을 거친 후 6주간의 훈련을 수행하였다. 이들은 실험 8주 동안 동일한 조건, 즉 온도 \( 20 \pm 2 ^ {\circ } \mathrm { C } \), 습도 50 \%로 조절된, 조명은 주간(07:00-19:00)에 소등하고, 야간(19:00-07:00)에는 자동적으로 전등하도록 한 실험동물실에서 사육하였다. 모든 쥐들은 케이지 당 1마리씩 넣어 사육하였으며 실험기간 동안 미국영양학회에서 발표된 AIN-76A 실험동물용 식이조정에 따라 제조된 식이를 제공하였고, 식이와 수분섭취는 제한 없이 공급하였다. 이들 실험동 물들은 무작위로 정상 SD 비교집단(n = 8, NON STZ-CON), 당뇨 비교집단 (n=8, NON STZ-CON), 당뇨 운동집단 (n=8, NON STZ-EXE)으로 구분하였다.</p> <h2>당뇨유도</h2> <p>환경적응훈련을 1주 실시하는 동안 실험에 들어가기 3일 전에 흰쥐 췌장의 베타 \( ( \beta) \) 세포만을 특이적으로 파괴시키는 streptozotocin을 0.1M citric acid buffer ( \( \mathrm { pH } \) 4.5) 용액에 용해시킨 \( 50 \mathrm { mg } / \mathrm { kg } \) 을 복강에 1회 주사하여 당뇨병을 유도하였다. 당뇨병의 유발 확인은 streptozotocin 주사 48시간에서 72시간 사이에 공복상태에서 꼬리 정맥으로부터 채혈하여 공복 시 혈당 수준이 \( 300 \mathrm { mg } / \mathrm { dl } \) 이상일 때 당뇨가 유발되었음을 확인하였다. 정상 \( \mathrm { SD } \) 비교집단은 동일한 양의 saline만을 주사하였다.</p>