일회성의 고강도 유산소 운동으로 인한 근육 면역반응 유전자의 근섬유 형태에 따른 차이를 확인하고자 실험 후 해부를 통해 지근섬유(가자미근)와 속근섬유(족저근)를 적출하여 TLR4, IL-6, TNF-a, SOCS-3 유전자를 정량 실시간 연쇄반응 기법으로 확인한 결과, TLR4 유전자는 가자미근에서 발현이 유의하게 증가한 반면, 족저근에서는 유의성이 없었다. 이는 지근에서의 지방 산화에 의한 것으로 사료된다.
<h1>결과 및 고찰</h1><p>본 연구는 일회성의 고강도 유산소 운동에 의한 근육의 면역반응 관련 유전자의 발현변화가 근섬유 형태에 따라 어떠한 차이가 있는지를 규명하고자 하였다. 이러한 실험 목적을 달성하기 위하여 운동이 끝난 시점에서 24시간 후에 해부를 통해 지근섬유인 가자미근(soleus)과 속근섬유인 족저근 (plantaris) 근육을 적출하였으며, 조직 프로세싱 과정을 거친 후 TLR4, IL-6, TNF-a, SOCS-3 유전자의 primer를 사용하여 정량 실시간 연쇄반응(real-time quantitative PCR) 실험 기법을 이용해 일회성 유산소 운동에 의한 각각의 유전자 전사 정도를 확인하였다.</p><p>TLR4는 세포막에 존재하는 막 단백질인 TLR family 중에 하나로써, 세포내부의 신호 전달을 통해 선천적 면역 시스템에 중요한 역할을 한다. 이러한 면역 반응에 있어서 중추적인 역할을 하는 TLR은 주로 면역세포에서 많은 연구가 이루어져 왔다. 최근 연구에 의하면 골격근에서도 TLR2와 TLR4 mRNA가 발현되며, 골격근에서 TLR 발현의 운동에 의한 조절 기전에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 한 선행연구는 비만 노인들을 대상으로 12주간 주 3회 신체 기능 향상을 위한 신체 치료 (physical therapy)와 지구성 운동(endurance exercise), 저항 운동(resistance exercise)으로 구성된 운동 프로그램을 실시한 결과 외측광근에서 TLR4 mRNA 발현이 \( 37 \% \) 감소하였다고 보고하였다. 또한 다른 선행 연구들 대부분이 운동이 면역세포의 TLR4에 미치는 영향을 보았으며, 운동 또한 장기간의 유산소 운동 또는 저항운동을 실시하였다. 본 연구에서는 일회성 유산소 운동을 실시하였으며,이러한 운동이 근육의 TLR4의 발현에 미치는 영향은 근섬유 형태 별로 차이가 있었다. Fig. 1에 제시된 바와 같이 TLR4 유전자의 mRNA 발현은 통제군과 비교했을 때 쥐의 가자미근에서 TLR4 mRNA 발현이 일회성 유산소 운동에 의해 \( 67 \% \) \( (p<0.05) \) 유의하게 증가하였다(CON \( 1.06 \pm 0.18 \) vs. EX \( 1.70 \pm 0.18) \). 하지만 족저근에서는 \( 30 \% \) 증가하는 경향을 보였으나 통계적으로 유의하지 않았다 (CON \(1.01 \pm 0.07 \) vs. EX \( 1.31 \pm 0.43 \) ). 이러한 근섬유 형태에 따른 TLR4 전사량 차이의 원인을 설명하는데 있어서 우선적으로 본 연구에서 사용한 운동 프로토콜을 고려해야 한다. 본 연구의 유산소성 트레드밀 운동은 속근인 족저근에 비해 지근인 가자미근의 산화적 대사에 의한 에너지 소비를 증가시키는 형태의 운동이며, 이에 따른 지방세포와 지근섬유 조직 내에 저장되어 있던 지방의 분해 및 자유지방산 사용이 지근에서 더욱 더 증가되었을 것으로 사료된다. 한 선행연구에 의하면 지방분해에 의한 자유지방산의 사용증가는 TLR4 신호의 증가에 있어서 매우 중요한 자극요소라고 하였다. 따라서 지근에서 TLR4 유전자의 유의한 발현 증가는 대사적인 측면에서 지근의 증가된 지방 산화에 의한 것이라고 사료된다.</p>