고강도 운동 20분부터 혈청 내 IL-6, IL-10, 그리고 INF- \( \gamma \) 모두 증가하였고, 물리적 운동에 의한 근육손상과 비특이적 염증반응에 대한 순환 면역촉진 사이토카인들이 증가할 것으로 사료된다. 1시간 이상 운동시간이 길어질 경우 염증억제성 사이토카인의 염증억제 능력의 과부하로 인해 한계성을 가지게 되고 이에 따라 염증반응이 촉진될 수 있을 것으로 예상된다. 물리적 스트레스인자로서 운동은 형태와 강도 그리고 지속시간에 따라 염증반응과 유사한 상태를 이끌어낼 수 있으므로 장시간보다는 단시간의 고강도 운동이 건강관리에는 도움이 될 것으로 판단된다.
<h2>혈청 사이토카인</h2> <p>혈청 내 IL-6를 포함하여 IL-10, 그리고 INF- \( \gamma \) 모두의 수준이 20분의 고강도 운동에서부터 증가되는 것을 확인하였고 이는 과도한 운동 중 일어날 수 있는 염증반응과 관련이 있을 것으로 사료된다. 특히, IL-6 의 경우 지질 분해 능력을 가지고 있기도 하지만 염증반응을 매개하고 증폭시키는 염증 촉진성 사이토카인이기 때문에 매우 유해할 수 있다. 본 연구에서 고강도 운동의 지속 시간이 길어짐에 따라 점진적으로 증가되어 120분 군에서의 IL-6 수준이 대조군과 20분 군에 비해 각각 30 및 33배나 높음으로써 말초 조직에서의 염증반응이 진행되고 있음이 시사되었다. IL-6의 생산이 단핵구와 거핵구, 섬유모세포, 그리고 혈관내피세포에서 주로 이루어지고 그 외에 keratinocytes, osteoblasts, T cells, B cells, neutrophils, eosinophils, mast cells, smooth muscle cells 그 주요 근원지인데 본 연구에서 조사된 혈액 내 백혈구 수준은 20분 군이 대조군보다 일시적으로 증가되었다가 이후 120분 군에서는 오히려 대조군보다 낮은 변화를 보임으로써 장시간의 운동군(120군)에 있어 혈청 IL-6농도의 급격한 증가는 백혈구 계통세포보다 오히려 다른 세포로부터 기인한 것으로 판단된다. 한편 선행연구에 따르면 골격근세포 역시 IL-6를 분비할 수 있다. 따라서 120분군에 있어 높은 농도의 IL-6는 장시간의 고강도운동에 따른 골격근으로부터의 분비가 분명하다. 다른 연구자들에 의해서도 근육운동시의 혈장내 IL-6의 수준이 정상 대비 100배 이상 증가하는 것으로 보고되었다. 저산소증이 배양 내피세포에서의 IL-6 증가를 유도하거나 in vivo에서의 혈장 내 IL-6의 수준을 상승시키는 것으로 보고 되었다. 따라서 고강도 운동은 골격근의 수축과 저산소증을 유도하여 IL-6와 같은 염증 촉진성 사이토카인의 분비를 촉진시킨 것으로 여타 연구들 역시 본 연구의 결과와 일치되는 소견을 보였다. 그러나 장시간의 고강도 운동이 휴지기 동안의 적응성 면역 기전에는 특정한 영향을 주지 않는다는 보고도 있다. 하지만 물리적 운동에 의한 근육손상과 비특이적 염증반응에 대한 연구 중 IL-1, TNF-a, IL-6와 같은 순환 면역촉진 사이토카인들의 증가할 것으로 사료된다.</p> <p>Table 4에 나타난 바와 같이 고강도 운동이 장기화됨에 따라 혈청 내 IL-10의 수준 역시 증가하고 있다. IL-10은 TNF-a를 포함한 다양한 염증촉진 사이토카인을 억제시키면서 잠재적으로 항염증 작용에 관여하는 사이토카인이고 TNF-a의 불활성화 물질로 작용하는데, inhibitory factor kappa B (lkB)의 보존을 통해 nuclear factor kappa B (NF-kB) 시그날링(signaling)을 억제하는 것으로 알려져 있다. 또한 IL-10은 시험관 연구에서 거핵구의 활성산소종의 생성을 억제시키고 TNF 매개성 산화스트레스로 인한 급성폐손상을 완화시키는 것으로 보고되고 있다. 특히 IL-4와 IL-10과 같은 항염증성 사이토카인들이 저강도가 아닌 고강도의 유산소운동에서 증가되는 경향이 보고 되어진 바 있다. 즉, 고강도 운동이 진행됨에 따라 염증반응에 대한 촉진과 억제가 동시에 이루어지고 있으며, 본 연구에서와 같이 운동시간이 장시간일 경우(예 1시간 이상), IL-10과 같은 염증억제성 사이토카인의 염증억제 능력에 과부하가 걸려 한계성을 가지게 되는 것으로 사료되고 이에 따라 염증반응이 촉진될 수 있을 것으로 예상된다.</p> <p>T 세포와 natural killer (NK) 림프구에서 주로 생성되는 것으로 알려져 있는 IFN-\( \gamma \) 는 이들 림프구에 의한 면역 및 염증반응에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 연구 결과에 따르면 고강도운동이 60분 간 지속될 때까지 혈중의 IFN-\( \gamma \) 수준이 증가하다가 그 이후 급격히 감소하는 것을 확인하였고 이는 Table 2 에서 보여지는 바와 같이 부분적이나마 백혈구의 수준의 감소에 의한 것이라 사료된다. 실제로, 운동에 의한 T 림프구와 NK 림프구의 기능저하가 보고된 바 있고 혈청 내 IFN-\( \gamma \) 의 경우 가벼운 운동시에는 증가를 보이고 본 연구와 같은 고강도운동에서는 혈중 농도가 감소하는 것으로 보고된 바 있다. 이러한 운동의 강도에 따른 혈중의 림프구와 IFN- \( \gamma \) 의 수준 변화는 명확한 그 기전에 대해서는 명확한 결론을 내리기 어려우나 고강도 유산소 운동에 따른 신체의 일시적인 저 산소 상태에 의한 이들 세포 손상의 가능성을 고려해 볼 수 있으나 향후 더 많은 연구를 통한 규명이 필요하다.</p> <h2>혈청 산화질소(Nitric oxide, \( \mathrm{NO} \))</h2> <p>고강도 유산소운동에 따른 저 산소 상태 또는 산소요구량의 증가는 혈류를 통한 산소운반 활성화가 요구되는 까닭에 혈관의 확장에 직접적으로 영향을 미치게 되는데 이는 혈액 내의 \( \mathrm{NO} \) 수준 변화에서 조사될 수 있다.</p> <p>\( \mathrm{NO} \)는 다양한 기관과 조직에서 합성되어 여러 역할을 하는데 특히 미세혈관의 밀집도와 기능 그리고 산소운반에 대한 조절자로서의 역할을 하며 중성구, 대식세포, 혈소판, 내피 및 평활근세포 등에서 \( \mathrm{NO} \) 합성효소에 의해 생성된다. 내재성 \( \mathrm{NO} \)의 생산감소가 혈관내피세포 의존성 혈관확장의 저하를 가져와 고혈압, 고콜레스테롤혈증, 당뇨 또는 동맥경화증의 원인이 될 뿐만 아니라 \( \mathrm{NO} \)의 혈관확장 효과 외에도 신사구체 여과율 또는 심혈관의 재구성에 대한 조절효과도 잘 알려져 있다. 특히, 운동이 내피세포유래 \( \mathrm{NO} \)의 생성과 분비를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구의 내용과 유사하게 2-4주간의 단기 운동을 적용시킨 쥐의 골격근 내 동맥에서의 내피 유래 \( \mathrm{NO} \) 합성이 증가하여 혈관의 확장이 증가된 보고와 함께 고강도운동이 적혈구의 용혈과 함께 eNOS (endothelial NOS isoform)의 저하를 일으켜 부차적으로 \( \mathrm{NO} \) 생성이 감소되었다는 연구가 있었다. 따라서 본 연구에서 혈청 내 \( \mathrm{NO} \)의 수준이 고강도 운동 20분까지 증가하다가 통계적으로 유의하지 않지만 수치상 감소하는 경향을 보이는 것은 Table 2에서 나타난 적혈구의 수적 증감과 상관성이 있는 것으로 사료되며 이는 고강도 유산소 운동의 장시간 지속에 따른 부분적인 세포손상을 야기시키는 저산소증상의 일환으로 보여진다. 본 연구에서 보여지는 장시간의 고강도운동에 의한 혈구수 변화와 사이토카인 그리고 \( \mathrm{NO} \)의 증감은 혈관계와 말초 조직에 손상을 초래할 수 있다고 사료된다.</p> <p>건강유지에 있어서 운동은 양면성을 가지고 있는 것으로 보고되고 있는데 장년층의 경우 지속적인 적절한 운동을 했을 때 뇌인지 기능을 향상시켜 주며 당뇨, 고혈압, 암, 동맥경화, 만성폐쇄성폐질환 등과 같은 성인질환 역시 예방할 수 있다고도 한다. 쥐를 대상으로 한 운동모델에서는 관상동맥 혈류의 보존과 허혈성 경색 부위를 축소시키는 것으로 나타났으며 반면, 고강도 운동이나 장시간의 무리한 운동은 만성피로, 활성산소의 과생산, 백혈구와 혈소판의 활성화, 그리고 혈전 형성 외에도 카테콜아민 분비의 증가 현상을 보이기도 한다. 즉, 운동은 일종의 중요한 물리적 스트레스인자로서 활동의 형태와 강도 그리고 지속시간에 따라 염증반응과 유사한 상태를 이끌어내기도 한다. 본 연구결과로 장시간의 고강도 운동보다는 단시간의 고강도 운동이 건강관리에는 도움이 될 것으로 사료된다.</p>