본 연구에서 흑마늘 섭취여부에 따른 고강도 운동에 미치는 영향을 연구하였다. 먼저 운동과 더불어 흑마늘 투여를 병행하였을 때 시너지 효과가 나타나 지질과산화 감소에 더 효과적인 것으로 확인하였으나, 대조군, 운동군과 흑마늘운동군에서 HSP 70의 발현이 높게 나왔으나 흑마늘섭취군은 다른군에 비해 상대적으로 낮게 나타났다. 이는 고온과 고강도 운동으로 조직의 손상을 많이 가져왔기 때문에 효과가 나타나지 않은 것으로 확인하였다. 마지막으로 COX-2의 발현도 집단간 차이를 보이지 않았는데, 규칙적인 운동과 흑마늘의 투여로 인하여 염증성 사이토카인의 증가가 없거나, 정상쥐로 실험을 하여 염증 유발인자가 증가하지 않는것으로 사료된다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>고강도 운동이 TBARS 농도에 미치는 영향</h2> <p>4주간의 유산소운동과 흑마늘 섭취 후 고강도 운동을 실시하였을 때 TBARS 농도는 Table 2와 같다. 흑마늘운동군은 흑마늘군\((p<0.05)\), 운동군\( (p<0.05) \)과 대조군\( (p<0.001) \)에 비해 유의하게 낮았고 흑마늘군과 운동군은 대조군\( (p<0.05) \)에 비해 유의하게 낮았다.</p> <p>지질과산화를 측정하는 방법으로 MDA와 TBARS를 측정하는 방법이 있으며, 지질과산화 산물 중 가장 많이 형성되는 물질로서 TBA와 반응시켜 측정하는데, MDA는 다른 종류의 과산화 물과도 반응함으로 TBARS로 측정을 하는 것이 더 쉽게 측정되기 때문에 TBARS량 측정법이 많이 이용된다.</p> <p>규칙적인 유산소운동은 신체조직에 자연적인 자극을 주어 생리적 기능저하를 지연시켜주고, 항산화 방어체계를 활성화 시켜주어 활성산소에 의한 손상을 감소시켜준다. 그러나 격렬한 운동은 활성산소의 생성이 높아짐에 따라 세포의 항산화 기전에 커다란 변화가 생길 수 있으며, 생체 내 세포막의 손상을 유발시키고, 고 불포화 지방산과 반응해서 지질과산화를 촉진시킨다.</p> <p>지질과산화는 운동강도와 운동기간에 따라 다른데, 저강도와 중강도 사이의 운동강도에서는 지질과산화가 감소하나, 고강도에서는 증가한다고 하였다. 그러나 흰쥐를 대상으로 탈진적 운동을 실시하였지만 플라보노이드와 폴리페놀을 많이 함유된 부추를 섭취시켰을 때 대조군보다 지질과산화가 유의하게 낮았고, 마늘섭취군이 탈진운동군보다 유의하게 낮아 항산화제 식품이 항산화 효소의 활성을 높여 지질과산화를 감소시켰다고 하였다.</p> <p>본 연구에서 고강도의 탈진적 운동을 실시하였지만 규칙적인 운동과 흑마늘 투여를 통해 항산화 방어 체계가 강화되어 지질과산화를 억제한 것으로 사료되고, 운동과 더불어 흑마늘 투여를 병행하였을 때 시너지 효과가 나타나 지질과산화 감소에 더 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 고강도의 탈진운동이지만 규칙적인 운동과 항산화 식품을 병행한다면 산화적 스트레스를 줄일 수 있을 것으로 사료된다.</p> <h2>고강도 운동이 HSP 70 발현에 미치는 영향</h2> <p>4주간의 유산소운동과 흑마늘 투여 후 고강도 운동을 실시하였을 때 HSP 70 발현은 Fig. 1과 같다. 대조군, 운동군과 흑마늘운동군에서 HSP 70의 발현이 높게 나왔으나 흑마늘섭취군은 다른군에 비해 상대적으로 낮게 나타났다.</p> <p>운동으로 인한 세포 내 손상 및 근육조직 내 단백질 발현은 운동 강도와 시간 및 운동 형태와 관련이 있는 것으로 잘 알려져 있다. 또한 환경변화에 따른 일회성 고강도 운동이 체온증가와 산화적 스트레스로 인한 골격근 세포의 다양한 스트레스 환경을 유발시켜 세포 내 정상 단백질의 구조를 변화시키고 기능적으로 불활성화 시키는데, 이때 발현되는 HSPs은 세포의 정상적인 기능 유지에 중요한 단백질과 결합하여 구조를 조절하고 활성화 상태를 유지시킨다.</p> <p>운동과 관련하여 조직에서 HSP 증가와 mechanism은 아직 명확하게 밝혀지지 않았지만, 운동이 HSP 발현을 유도하는 가능한 mechanism은 조직의 온도 상승, 산화스트레스, 글루코스의 고갈, 글리코겐의 저장량의 변화, hypoxia, ischemia, 세포액의 칼슘 수준 증가, \( \mathrm{pH} \)의 감소 등이 있으며 운동이 이러한 요소가 2개 이상 복합적으로 작용하여 나타난다고 보고하고 있다. 또한 운동수행 중 활성산소를 생성하는 산화적 대사로 인한 산화스트레스에 보다 많이 노출되기 때문에 HSP 70가 높게 발현된다고 하였다.</p> <p>마늘은 알리신을 많이 함유하고 있어서 선행연구에서 이러한 물질을 섭취하게 되면 TBARS와 MDA (malondialdehyde)와 같은 지질과산화물을 억제시키고, 산화스트레스를 줄일 수 있는 SOD, CAT, GPx 등 항산화 효소가 활성화 된다고 하였다. 또한 마늘은 식이섬유와 폴리페놀 성분이 풍부하여 활성산소종을 제거하고, 흡연자에게 숙성된 마늘을 14일간 섭취시켰을 때 산화적 스트레스를 감소시킨다고 하였다.</p> <p>본 연구에서는 규칙적인 운동으로 인하여 산화적 스트레스에 대한 내성이 강화되어 HSP 70의 발현이 감소할 것으로 생각하였으나 탈진적 운동으로 고온(heat shock)과 고강도의 운동으로 두 가지 스트레스 요인이 동시에 작용하여 조직의 손상을 많이 가져왔기 때문에 효과가 나타나지 않은 것으로 사료된다. 그러나 흑 마늘의 섭취는 HSP 70의 발현이 낮게 나타나 마늘의 주성분인 알리신이나 폴리페놀 등과 같은 성분들이 산화적 스트레스를 감소시켜 HSP 70의 발현이 낮게 나타난 것으로 사료된다.</p> <p>고강도의 탈진적인 운동으로 인해 HSP 70의 증가는 세포가 받는 스트레스를 감소시키는 중요한 역할을 하지만 항산화 보조식품을 섭취함으로써 스트레스를 방어할 수 있는 기능이 향상될 수 있을 것으로 사료되어지며, 향후 운동방법 및 항산화 식품과 관련하여 더 많은 연구를 통해 산화적 스트레스를 줄일 수 있는 방법에 대해 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.</p> <h2>고강도 운동이 COX-2 발현에 미치는 영향</h2> <p>4주간의 유산소운동과 흑마늘 투여 후 고강도 운동을 실시하였을 때 COX-2 발현은 Fig. 2와 같으며 모든 군에서 비슷한 발현을 보이고 있다.</p> <p>COX-2는 COX-1과는 달리 정상상태에서는 발현되지 않으나, 염증세포나 면역세포에서 인터페론, 사이토카인, 성장인자 등과 같은 물질 등에 의해 발현이 증가 되어진다.</p> <p>선행연구에서 규칙적인 운동과 폴리페놀 성분인 quercetin 투여가 염증성 사이토카인이나 염증 유발 인자를 억제함으로서, 심혈관계 질환의 이환율 및 사망률을 증가시키는 COX-2의 발현을 억제하는데 유용한 효과가 있는 것을 확인할 수 있다고 했으며, 정상 및 당뇨병 백서의 신장에서 COX-2의 mRNA 및 단백질 발현을 살펴본 결과 정상집단에 비해 당뇨병 집단의 신장에서 COX-2의 발현이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 스트렙토조토신 유발 당뇨쥐가 정상쥐에 비해 신장 피질에서 COX-2 발현이 증가하였다고 보고하여 당뇨병 시 고혈압 동반 및 혈관 기능 장애를 예상할 수 있다.</p> <p>그러나 본 연구에서는 COX-2의 발현이 집단간 차이를 보이지 않았는데, 이는 고강도의 탈진적 운동으로 인해 산화적 스트레스가 증가하였지만 규칙적인 운동과 흑마늘의 투여로 인하여 염증성 사이토카인의 증가가 없는 것으로 생각되며, 또한 정상쥐로 실험을 하여 염증 유발인자가 증가하지 않아 COX-2의 발현에 차이가 없는 것으로 사료된다. 그러나 선행 연구에서 유산소성 운동은 COX-2를 억제시키는 것으로 나타나, 운동방법과 관련하여 다양한 연구와 정상쥐가 아닌 당뇨병이나 고혈압을 가진 쥐를 대상으로 실험을 한다면 COX-2에 대한 단백질 발현과 염증성 인자에 대한 관계를 더욱더 구명할 수 있을 것으로 사료된다.</p>