글루코스 수송 단백질인 GLUT-1이 뇌혈관장벽을 통해 글루코스를 뇌에 공급하며, 뇌의 기억력 활동 조절에 중요한 역할을 한다. 당뇨병 환자에서는 GLUT-1 발현이 억제되는 경향이 있어, 이를 활성화하는 연구가 요구된다. 당뇨와 신경퇴행성 질환 간의 연관성을 파악하고 이를 개선하는데 운동이 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 당뇨병은 고혈당, 인슐린 결핍 및 수용체 민감도 저하로 인해 발생하며, 장기간 지속될 경우 당뇨성 망막증, 신장병, 신경 병증 등의 합병증을 유발한다.
<h1>서 론</h1> <p>당뇨병은 고혈당, 인슐린 분비 부족 및 결핍과 인슐린 수용체의 민감도 저하 등의 원인으로 생기는 질환이며, 장기간 지속되면 합병증이 나타나며, 대표적인 합병증은 당뇨성 망막증(retinopathy), 신장병(nephropathy), 신경 병증(neuropathy) 등을 유발한다.</p> <p>당뇨에 대한 병태.생화학적 기전들을 보면 인체 내 항산화 방어기전이 손상되어 활성산소(free radical)의 생성을 높여 세포 내 단백질과 세포막 지질의 변형, 공간 배열의 손상, 조직 내 미토콘드리아 DNA(mtDNA } )의 손상과 고혈당증(hyperglycemia)으로 생성된 반응성 산소종(reactive oxygen species)인한 저밀도 지단백(low-density lipoprotein)의 지질과산화 증가 등이 있다.</p> <p>최근 당뇨로 인한 고혈당은 뇌 미토콘드리아의 기능을 손상시켜 학습능력과 기억력을 저하시키고 알츠하이머와 파킨슨 질환과 같은 신경퇴행성질환의 발병률을 높게 만든다고 보고되고 있다. 즉 뇌에서 미토콘드리아 기능 이상은 mtDNA 복제 수와 양을 크게 감소시켜 학습능력과 기억력을 손상시킨다. 한편 미토콘드리아에서는 미토콘드리아 생성 및 활성을 유지하기 위해 peroxisome proliferators-activated receptor gamma coactivator-1a \( ( \mathrm { PGC } -1 \mathrm { a } ) \) 와 mitochondrial transcription factor A (Tfam) 등의 단백질을 발현시킨다. PGC-1a는 미토콘드리아 DNA에 의해 합성되어 미토콘드리아의 생성과 활성을 조절하여 미토콘드리아의 기능과 복제를 하며, Tfam은 주로 DNA를 합성시켜 미토콘드리아를 복제하는데 주요한 인자로 보고되어 있다. 따라서 당뇨와 관련된 신경퇴행성질환에 대응하기 위해서는 뇌 미토콘드리아 수 생성관련인자들에 대한 활성 방안이 절실히 필요하다.</p> <p>뇌의 중추신경계에 필요한 주 에너지원인 글루코스를 말초 혈액에서 뇌까지 공급하고 이동시키는데 관여하는 단백질인 GLUT-1 (glucose transporter-1)은 글루코스가 뇌혈관장벽 (blood-brain barrier)의 내피세포를 지나가도록 도와주기 때문에 혈당조절에 중요한 인자로써 활동을 하며, 뇌의 피질 부분과 시상 및 해마를 포함한 거의 모든 신경세포체에서 광범위하게 분포되어 뇌의 기억력활동을 조절해 준다. 그러나 당뇨병 환자들의 뇌에서는 GLUT-1의 발현이 억제되는 것으로 알려져 있기 때문에 GLUT-1 단백질을 활성화시키는 방안이 시급하다.</p> <p>당뇨 치료와 관련된 연구들은 주로 의.약학 분야에서 약물치료로 혈당 감소에 초점을 두고 수행되어 왔으며 최근에는 당뇨병이 신경퇴행성질환인 알츠하이머 질환과 파킨슨 질환의 발병과 관계가 높다고 보고되면서 당뇨 상태에서 뇌 조직의 글루코스 대사 및 산화적 스트레스에 대한 연구가 상당한 관심을 받고 있다. 이러한 측면에서 최근 약물이외에 규칙적인 신체활동 혹은 운동이 당뇨병 개선 및 뇌 기능 향상에 긍정적인 영향을 미치며 신경퇴행성질환인 알츠하이머질환의 예방과 치료에 있어서 긍정적인 효과가 있다고 보고되면서 운동에 대한 관심이 증가하고 있다.</p>