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항산화제 처치와 단기간의 지구성 운동이 골격근의 인슐린 유발 포도당 이동률에 미치는 영향
정수련 ( S. R. Jung ) 한국운동생리학회(구-한국운동과학회) 2010 운동과학 Vol.19 No.3
최근, 기존의 연구결과와는 상반되게 항산화제 섭취가 신체활동에 의한 건강증진 효과를 저해시킨다는 연구 결과들이 보고되고 있다. 이에 본 연구는 항산화제 처치가 인슐린 반응성에 미치는 영향을 규명하기 위해 항산화제가 운동 유발 골격근의 인슐린 자극 포도당 이동률과 GLUT4 단백질의 생합성에 미치는 영향을 알아보았다. 8주령의 수컷 Wistar rat 24마리를 구입하여 1주간의 환경 적응 기간을 거친 후 각 6마리씩 4집단으로 무작위 배치하였다(sedentary; Sed, Antioxidant treat group; AO, Exercise group; Ex, Exercise+ Antioxidant treat group; Ex-AO). 항산화제 처치군은 1주일간 vitamin C와 vitamin E를, 나머지 집단은 vehicle을 경구 투여하였다. 1주일간의 항산화제 처치 후 운동 처치군은 3일간 수영을 실시하였다. 연구결과 3일간의 수영은 비교군 보다 GLUT4 단백질 양과 인슐린 반응성을 각각 76%, 123% 증가시켰고(p<.05), 미토콘드리아 생합성 표지 인자 중 하나인 COX IV 단백질 수준을 유의하게 증가시켰다 (p<.05). 그러나 10일간의 항산화제 처치는 운동과 비운동 집단 모두에서 골격근의 GLUT4 단백질 양과 인슐린 유발 포도당 이동률에 영향을 미치지 않았고, COX IV 수준에도 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과를 통해 항산화제 처치는 단기간의 운동유발 인슐린 반응성에 영향을 미치지 않는 것으로 생각한다. The objectives of this study were to determine whether antioxidants treatment decrease training induced insulin-stimulated glucose transport activity and block GLUT4 biogenesis in muscle. 24 male Wistar rats were randomly assigned into 4 groups(Sedentary, Sedentary/Antioxidant, Exercise, Exercise/Antioxidant treat group). Antioxidants were given orally for a week, and for the control groups, same volume of vehicle was orally provided. After a week with or without antioxidants treatment, the two exercise-groups were trained by using 6h/day, 3-day-long swimming program. Swimming training increased GLUT4 protein concentration and insulin responsiveness by 76% and 123%, respectively, relative to sedentary groups(p<0.05). However, antioxidants treatment did not change GLUT4 protein contents or the insulin stimulated-glucose transport activities on either exercise group or sedentary group. The COX IV protein concentration was significantly increased by 3d-swimming exercise, but antioxidants treatment did not change COX IV protein contents. We concluded that antioxidants treatment do not prevent endurance training induced increase in skeletal muscle insulin responsiveness.
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지구성 운동 시 NT-PGC-1α가 흰쥐 골격근 내 미토콘드리아 생합성에 미치는 영향
김상현 ( S. H Kim ),정수련 ( S. R Jung ),김기진 ( K. J Kim ) 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 2012 운동과학 Vol.21 No.4
본 연구의 목적은 PGC-1α의 짧은 형태인 NT-PGC-1α가 골격근 내 미토콘드리아 생합성에 어떠한 영향을 미치는가를 알아보는 것이다. 지구성 운동에 따른 골격근 내 PGC-1α, NT-PGC-1α 그리고 미토콘드리아 생합성 정도를 알아보기 위해 18마리의 흰쥐를 각각 6마리씩 3그룹(sedentary; Sed, 1 day exercise; 1d Ex, 3 day exercise; 3d Ex)으로 분류한 다음 수영을 실시(6 h/day)하였다. 골격근은 마지막 운동훈련 18시간후 적출하였다. 그 결과 지구성 운동에 따른 골격근 내 PGC-1α의 발현은 1일 운동 후에는 Sed 그룹에 비해 유의하게 증가 하였으나, 3일 운동 후에는 1일 운동에 의해 증가된 정도가 Sed 그룹 수준으로 감소하였다. NT-PGC-1α는 1일 운동 후에는Sed 그룹과 비교해 차이가 없었으나, 3일 운동 후 유의하게 증가하였다. 그리고 지구성 운동에 따른 골격근 내 COXⅠ과NADH-UO는 1일과 3일 트레이닝 후 모두 유의하게 증가하였다. 또한 NT-PGC-1α가 미토콘드리아 생합성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 C2C12 골격근 세포에 NT-PGC-1α adenovirus를 처치하여 NT-PGC-1α를 과발현 시킨 후 미토콘드리아 효소의 발현정도를 분석한 결과 미토콘드리아 효소인 cytochrome c, COXⅠ, ATP synthase, citrate synthase 모두 유의하게 증가하였다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, PGC-1α는 미토콘드리아 생합성 초기에 관여하고, NT-PGC-1α는 PGC-1α에 의해증가된 미토콘드리아 생합성을 계속 유지하거나 약간 더 증가시키는데 중요한 역할을 할 것이다. N-truncated peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α splice variant (NT-PGC-1 α) has similar biological effects to peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α(PGC-1α) in brown adipose t issue. But, t he e ffect of NT-PGC-1α on mitochondrial biogenesis in skeletal muscles has not been clearly identified. The purpose of this study is to verify that NT-PGC1 induce the mitocondrial biogenesis in skeletal muscle. Eighteen rats were randomly assigned into 3 groups (Sedentary, Sed; 1 day exercise, 1d Ex; 3 day exercise, 3d Ex). Exercise groups were trained by using a 6 h/day swimming program. Muscle samples for PGC-1α, NT-PGC-1α and mitochondrial enzymes were harvested 18 hours after the last bout of exercise. The expression of PGC-1α was increased in the 1d Ex compared with Sed group, but 3d Ex group was not changed compared with Sed group. NT-PGC-1α was increased in the 3d Ex group from the Sed group. The expressions of cytochrome oxidase subunit I (COXⅠ)and NADH-ubiquinone oxidoreductase (NADH-UO) were increased in the 1d Ex and 3d Ex group from the Sed group. Three day overexpressed NT-PGC-1α C2C12 myotubes were harvested for mitochondrial enzymes. The expressions of mitochondrial enzymes, cytochrome c, COXⅠ, ATP synthase and citrate synthase were increased in the NT-PGC-1α overexpressed C2C12 from the Sed group. These findings suggest that PGC-1α protein is responsible for initial increase in mitochondrial biogenesis. While NT-PGC-1α is important for chronic exercise induced increase in mitochondrial proteins.
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