고지방식이 비만 유도 쥐를 대상으로 8주간 실험한 결과,트레드밀 훈련은 고지방 식이로 인한 혈청 지질성분의 불균형을 완화해주는 동시에 산화적 스트레스의 감소에 효과적이었고 NT와 초기발현 단백질 농도를 개선하기때문에 뇌기능 향상에 긍정적인 결과를 확인할 수 있었고 따라서, 규칙적인 운동은 지속적인 고지방 식이에도 불구하고 체중 감소를 유도할 뿐만 아니라, 산화적 스트레스에 의한 간에서의 조직 손상 악화를 효과적으로 방어해 준다고 볼 수 있다. 본 연구 결과 고지방 식이는 규칙적인 운동으로인하여 산화적 스트레스 감소뿐만 아니라, MAPK cascades의 Erk 발현 증가현상을 가져왔으며, 추가적으로 NTs의 긍정적 변화를 통해 감소된 BDNF 발현 증가를 가져온 것으로 알 수 있고 추가적으로 규칙적인 운동이 기억력의 향상과 학습능력력의 효과를 나타냈고, 유기체의 신경세포성장에 유의미한 영향을 주게 되면서 공간인지 능력의 향상을 가져온 것으로 사료된다.
<h1>고 찰</h1> <p>고지방식이 비만 유도 쥐를 대상으로 8주간의 트레드밀 훈련은 고지방 식이로 인한 혈청 지질성분의 불균형을 완화해주었으며, 동시에 산화적 스트레스의 감소를 가져왔다. 그리고 규칙적인 유산소성 운동이 비만으로 발생된 뇌 성장 인자의 감소를 막아, NT와 초기발현 단백질 농도를 개선함으로써 뇌기능 향상에 긍정적인 결과를 얻을 수 있었다.</p> <p>운동의 긍정적 기능에도 불구하고 운동부족 현상은 증가하고 있으며, 비만으로 인한 문제가 심각하다. 하지만 비만은 규칙적인 운동을 통해 HDL-c 의 증가와 TC, TG의 감소를 유도하여 혈중지질 농도를 개선시키고, 합병증을 줄여준다. 한 편, 비만에 따른 이상지질현상은 산화적 DNA 손상을 유발하게 되며, 이러한 DNA 손상의 지표로써 8-OHdG와 MDA가 대표적이다. 고지방식이 rat을 대상으로 규칙적인 운동을 시킨 결과 운동 후 rat의 혈중 8-OHdG 농도의 유의한 감소가 나타나 운동의 긍정적 영향을 보고하고 있으며, 또한 흰 쥐를 대상으로 12 주간 규칙적인 운동으로 산화적 스트레스의 지표인 혈중 MDA농도가 감소됨을 발견하여 운동을 통한 산화적 스트레스의 개선을 보고하고 있다. 본 연구는 장기간 고지방식이 유도를 통하여 비만을 유발한 뒤 운동트레이닝의 효과를 분석하였다. 그 결과 TG 와 TC 모두 지속적인 고지방식 이를 실시한 HDS 그룹에서 유의한 증가가 나타난 반면, HDT 그룹은 변화가 나타나지 않았다. 그리고 HDL-c는 HDT그룹에서 유의한 증가가 나타났다. 이러한 결과는 고지방식이에 따른 혈청지질의 불균형 현상이 규칙적인 운동으로 TG와 TC가 악화되는 것을 막아주며, HDL-c는 개선시키는 것으로 고지방식이에 대한 지질성분의 불균형을 운동트레이닝으로 막을 수 있었다. 한편, 혈중 8-OHdG 농도와 간에서의 MDA 발현은 트레드밀 훈련 후 HDS 보다 HDT 그룹에서 유의하게 감소하였다. 이러한 결과로 볼 때 지속적인 고지방 식이에도 불구하고 규칙적인 운동은 체중 감소를 유도하고 산화적 스트레스에 의한 간에서의 조직 손상 악화를 효과적으로 방어해 준다고 볼 수 있다.</p> <p>규칙적인 운동은 뇌 기능에 효과적이며, 최근 BDNF를 향상시킴으로써 산화적 손상을 막아주는 긍정적 영향을 보고하고 있다. 또한 운동중단(detraining) 후에 BDNF와 NGF 의 유의한 감소를 보고하여 지속적 운동을 강조하고 있다. 운동은 비만 rat 과 다발성 경화증 환자의 NGF를 증가시켜 기억력을 향상시키는 것으로 알려져 있으며, Yu등은 고지방식이로 인한 쥐의 해마에서 BDNF의 감소를 보고하였으며, 이러한 현상은 학습능력과 기억력 퇴화를 유발시키는 원인으로 보고 있다. 그리고 손상된 해마세포는 칼로리 섭취 조절 능력 기억과 관련하여 악영향이 나타남으로써 과체중을 야기 시키는 것으로 보고하고 있다. 한편 단 기간 (3일) 트레드밀 훈련은 BDNF 발현이 증가하여 인지기능을 향상시키는 것으로 보고 되고 있으며, 트레드밀 훈련을 통하여 BDNF 의 발현 증가와 공간학습 능력의 향상을 보고하였다. 하지만 인간을 대상으로 실시한 10 주간 웨이트 훈련은 근력과 제지방(LBM) 체중은 증가하였으나 혈중 BDNF의 변화는 나타나지 않아 건강한 대상자의 경우 영향을 미치지 않는 것으로 보고되고 있다. 운동 이후 NT의 증가가 산화적 스트레스를 감소시킴으로써 free radical의 감소를 유발하며, ROS의 수준을 긍정적으로 조절하기 위한 NT의 적응력 향상으로 뇌기능 향상의 저해 요소인 산화적 손상을 완화하는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서 트레드밀 운동은 해마에서 고지방식이 유도 비만 쥐의 감소된 BDNF를 증가시켜 주는 것으로 나타났다. 한편, BDNF 의 downstream인 MAPK cascades중 Erk는 뇌의 학습과 기억, 그리고 synaptic plasticity와 같은 기능 조절을 담당하며, 3개의 주요한 cascade인 extracellular signal-regulated kinase (Erk), c-Jun NH2-terminal kinase (JNK) 그리고 p38 MAPK (p38)로 분류할 수 있다. 운동과 관련된 선행연구를 보면, Chae 등은 6 주간의 트레드밀 훈련이 Erk의 발현을 증가 시킨다고 하였으며, Iemitsu 등은 12주간의 트레드밀 훈련후 Erk의 발현이 증가한다고 보고하였다. 본 연구 결과 고지방 식이는 규칙적인 운동으로 산화적 스트레스 감소뿐만 아니라, 특히 선행연구와 같은 시상하부가 아니 뇌의 해마에서 MAPK cascades의 Erk 발현 증가현상을 가져왔으며, 또한 NTs의 긍정적 변화를 통해 감소된 BDNF 발현 증가를 가져온 것으로 사료된다.</p> <p>IEG는 c-fos, fosB, fra-1, c-jun, junB, junD 등으로 구분되고, 신경활동의 지표로서 면역변화, 뇌출혈, 소음, 운동과 같은 다양한 자극이 주어지면 매우 빠르고 정확하게 발현되는 것으로 알려져 있다. 그리고 세포의 증식, 분화, 세포사, 종양형 성과 유전자의 발현 등 다양한 세포과정을 조절한다. 운동은 NGF의 생성을 촉진하며, 그 하위 신호체계인 c-jun의 발현을 통해 학습능력과 기억에 관하여 신경세포의 활성과 관련이 있는 것으로 보고 되고 있으며, 신경 표지자로 알려져 있는 c-jun은 신경의 재생과 관련되어 많은 연구가 수행 되어 오고 있다. 특히 Sim 등은 해마에서 비만쥐와 마른쥐의 비교를 통해 비만쥐보다 마른쥐에서 c-jun의 발현이 증가한다고 하여 정상체중을 유지하는 것이 필수적임을 제시하였으며, Yanagita 등은 시상하부에서 강제적인 wheel running 운동 그룹이 그렇지 않은 그룹보다 c-jun 발현이 증가한다고 하여 규칙적인 운동의 필요성을 제시하였다. 또한 Toldy 등은 전두엽과 소뇌에서 규칙적인 운동으로 c-jun이 증가한다고 보고하였으며, Iemitsu 등은 심장에서 rats을 대상으로 48 시간의 트레드밀 운동이 그렇지 않은 그룹보다 c-jun의 발현이 증가 한다고 보고하였다. 본 연구 결과 해마에서 트레드밀 훈련 후의 NGF의 단백질 발현이 증가되었으며, 또한 c-jun의 발현이 HDT 그룹에서 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 인지기능 검사의 직접적인 효과로서 Water maze time을 유의하게 감소시켰다. 이러한 결과는 선행연구에서 시상하부에 국한된 것과는 달리 운동의 긍정적 효과가 인지기능과 학습능력에 직접적으로 관여하는 뇌의 해마에서 나타남으로써 그 의미가 크다고 할 수 있다. 따라서 규칙적인 운동이 해마에서 NGF의 발현은 물론 c-jun의 발현을 증가 시켜 학습능력과 기억력의 향상을 유발하였으며, 유기체의 신경세포성장에 긍정적인 영향을 주게 되어 공간인지 능력의 향상을 가져온 것으로 판단된다.</p>