규칙적인 유산소성 운동은 심혈관계 질환을 예방하고 면역기능을 강화시킨다. 하지만 고강도의 운동은 체내의 스트레스를 증가시키며 근육의 활성 산소종 생성 및 TBARS, HSP 및 COX의 발생 가능성을 증가시킨다. TBARS의 농도와 HSP 및 COX의 발현과 관련하여 진행된 연구들은 많지만 대부분의 연구들이 단순히 운동과의 연관성만을 연구하였을 뿐 운동 영양학적 관점에서의 연구는 충분히 이루어지지 않았다. 흰쥐를 대상으로 흑마늘 투여와 함께 운동을 병행시켜 고강도 운동이 BARS, HSP 70,COX-2 발현에 미치는 영향에 대하여 분석해 보고자 한다.
<h1>서 론</h1> <p>규칙적인 신체활동은 신진대사를 원활하게 하고 비만, 동맥경화, 고혈압, 당뇨병 등의 생활습관 병을 예방하고 치료하는데 도움이 된다. 그러나 자신의 능력을 능가하는 과도한 신체적 활동은 골격근과 심근에서 ischemia-reperfusion 상태를 초래하여 생체 내에 활성산소종, 산화스트레스, 지질과산화물을 증가시켜 인체에 부정적인 영향을 미치게 된다. 또한 세포가 외부, 또는 내부로부터 스트레스를 받을 경우 세포 내 단백질의 unfolding이 일어나며 hydrophobic한 부분이 수용액에 노출되고 단백질 aggregation이 일어난다. 이때 HSPs (Heat shock proteins) 들은 unfolding된 단백질과 결합하여 refolding을 유도하고 단백질을 유지시킨다.</p> <p>HSP에 영향을 주는 요인으로는 환경적 스트레스, 병리적 스트레스, 중금속에 대한 노출, 혈액 및 조직의 삼투압의 변화, 체온의 변화, 산화적 스트레스의 증가, 노화 등이 있으며 이 외에도 다양한 스트레스에 대항하여 발현이 증가한다. 이 중 HSP 70은 세포질에 존재하여 운동이나 트레이닝을 하는 동안 나타나는 다양한 스트레스에 의해 발현되어 손상된 단백질의 안정적인 3차 구조의 형성을 통해 골격근 내 단백질의 변성을 예방할 뿐만 아니라 새로운 단백질의 생성 과정에서도 관여하는 molecular chaperon 기능을 하는 것으로 보고되고 있다.</p> <p>선행연구에서 운동 환경온도가 증가함에 따라 small HSP인 aB-crystallin의 발현량이 증가를 보였는데, 이러한 현상은 체온과 운동 환경의 상승으로 인한 화학적 변성 과정의 촉진으로 aB-crystallin의 활성화의 증가를 제시하고 있고, 지속 시간에 따른 운동과 탈진적 운동을 시킨 결과 골격근에서 운동과 열 환경에 의해서 산화적 스트레스를 증가시켜 stress proteins의 합성을 향상시킨다고 하였다.</p> <p>COX (cyclooxygenase)는 COX-1과 COX-2의 두 가지 이성체가 존재하는데, COX-1은 혈관, 위, 신장의 정상조직에서 발견되며, 혈류의 유지나 점액과 중 탄산염의 생성, 신장 기능 조절과 같은 신체의 항상성 유지에 관여하는 반면 COX-2는 염증 반응뿐만 아니라 혈액응고, 신장기능, 혈관조절 및 면역 반응 등에 관여하고, 염증성 cytokine이 분비되면 COX-2가 활성화 된다. 또한 COX-2는 염증조직, 악성 종양조직에서 정상세포에 비해 많은 양의 프로스타글라딘의 생성을 유도하여 혈관 생성을 촉진하고 세포의 증식을 도울 뿐 아니라 면역 능력을 억제함으로써 암세포 성장에 좋은 환경을 제공하여 COX-2의 발현은 또 다른 질병의 병원성과 직접적인 연관성을 시사하고 있다.</p> <p>마늘은 백합과 파 속에 속하는 식물로서 식품의 맛과 건강을 증진시키는 대표적인 식품 중의 하나로 우리나라 전통 식생활에서 필수적인 향신료로 사용되고 있으며, 마늘의 성분 중 생체 기능을 조절하는 allicin은 콜레스테롤 저하 및 노화 방지 작용 등 건강 유지에 유익한 식품으로 알려있다. 또한 마늘을 고온 항온기에 일정기간 숙성시킬 경우 마늘성분과 효소 등에 의해 마늘 인편이 내부까지 모두 흑색으로 변화하는데, 이를 흑마늘이라고 지칭하며, 흑마늘의 제조공정 중 색소의 변화는 마늘 자체성분의 갈변반응에 의해서 일어나고, 이러한 반응으로 인하여 polyphenol 및 flavonoids 함량의 증가, total pyruvate 및 thiosulfinate의 증가, galactose, glu-cose, fructose 함량의 증가, 구성아미노산 중 glutamic acid 함량과 proline과 aspartic acid의 증가 등이 나타난다. 이러한 변화는 피로회복, 신경통, 갱년기 장애, 무력감 극복, 소화와 흡수를 촉진 시키고, 항산화 및 항암효과가 있으며, 신진대사 촉진과 세포강화, 해독작용 등의 효능을 가지고 있다.</p> <p>규칙적인 운동은 성인병을 예방하고 건강한 삶을 유지하여 삶의 질을 향상시킬 수 있으며, 유산소성 운동은 염증반응으로 인한 심혈관계 질환과 면역기능 약화를 예방할 수 있다. 그러나 너무 높은 강도로 운동을 수행하면 산소 소비를 증가시켜 운동 시 근육의 활성산소종 생성을 증가시켜 불포화지방산과 반응하여 지질과산화가 발생하는데 이 과정에서 생성된 과산화라티칼이 산화적 손상의 원인이 된다. 또한 면역 매개체 및 효소방출을 증가시켜 모세혈관뿐만 아니라 내피세포에서도 구조적 손상이 일어난다.</p> <p>이상과 같이 고강도의 탈진적 운동으로 인해 스트레스가 증가하여 TBARS, HSP 및 COX의 발현이 높아질 가능성이 높으나 규칙적인 운동과 흑마늘의 투여로 스트레스를 완화시켜 줄 것으로 기대하며, 대부분의 선행연구가 운동과 관련하여 TBARS 농도와 HSP 및 COX의 발현을 연구하였으나, 운동 영양학적 관점에서 선행연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 흰쥐를 대상으로 흑마늘 투여와 운동을 시켜 고강도 운동을 실시하였을 때 TBARS, HSP 70 및 COX-2의 발현에 어떠한 영향을 미치는지 구명하는데 목적이 있다.</p>