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호성은 ( Sung Eun Ho ),이대택 ( Dae Taek Lee ),황봉연 ( Bong Yeon Hwang ),손윤선 ( Youn Sun Son ),배윤정 ( Yoon Jung Bae ) 한국스포츠정책과학원(구 한국스포츠개발원) 2015 체육과학연구 Vol.26 No.1
본 연구는 심야운동으로 인한 체온(Tb) 상승이 운동 중 상승하는 체온을 억제시킨 조건에 비해 일주기지연(circadian phase delay)을 더욱 심화시키는지 평가하였다. 일곱 명의 건강한 남자(20.57 ± 2.88 세, 174.43 ± 4.05 cm, 70.13 ± 6.07 kg, 체지방 10.74 ± 1.92%)가 두 번의 실험에 참여하였고 각각의 실험은 5일간 진행되었다. 각 실험의 첫날, 피험자들은 일상적인 취침시간(23:00-07:00, 0.2 lux)을 유지하였다. 2일째부터 5일째까지, 01:30부터(15 lux) 개인 최대능력의 55%에서 60분간 고정식자전거운동을 했다. 그리고 04:00에 취침하여 12:00에 기상하였다. 실험은 26℃ 환경에서 체온을 올리며 운동하거나(ET) 또는 17℃ 환경에서 체온상승을 억제하며 운동하는(ST) 것으로 진행되었다. 각 실험은 2주의 간격으로 균형 배정되었다. 운동 중 직장온, 피부온, 심박수가 지속적으로 기록되었다. 운동 전과 후에 체중이 측정되었으며 뇨량과 타액 샘플이 채취되었다. 각 실험의 첫날과 5일째 4번(23:00, 03:30, 07:00, 12:00) 혈액이 채취되어 멜라토닌이 분석되었다. 4일간의 심야운동으로 평균체중 감소량은 ET에서 0.62 ± 0.09 kg, ST에서 0.22 ± 0.07 kg으로 나타났다(p<.001). 직장온은 운동 중 증가하였으며 조건간의 차이는 없었다. 피부온은 ET에서 32℃, ST에서 24℃로 유지되었다(p<.001). 평균체온은 ST에 비해 ET에서 더 높았다(p<.05). 심야운동 중 총평균 뇨배출량은 ET에서 0.07 ± 0.07 liter, ST에서 0.11 ± 0.07 liter로 나타났다(p<.05). 첫날 멜라토닌 농도는 ET에서 시간별로 23 ± 26, 107 ± 45, 98 ± 46, 14 ± 50 pg/ml 였으며, ST에서는 18 ± 10, 108 ± 65, 103 ± 75, 14 ± 12 pg/ml 였다. 실험 5일째 멜라토닌은 ET에서 9 ± 3, 64 ± 41, 122 ± 73, 54.1 ± 17.8 pg/ml, ST에서 8 ± 1, 68 ± 21, 111 ± 52, and 32 ± 14 pg/ml로 나타났다. 멜라토닌은 실험 5일째 12:00시에 두 조건 간, 그리고 첫째 날과 5일째 12:00시 각 조건 내에서 차이를 보였다. 타액 코르티졸과 타액 IgA 는 차이가 없었다. 심야운동은 두 조건 모두에서 일주기지연을 유발하였다. 그러나 운동 중 체온상승이 지연을 강화시켰으며 이는 운동 중 열부하의 일주기이동에 미치는 영향의 중요성을 지적한다. Whether a nocturnal exercise with concomitant increase of body temperature (Tb) would intensify circadian phase delay compare to exercise with a suppressed Tb increase was examined. Seven healthy men (20.57 ± 2.88 yrs, 174.43 ± 4.05 cm, 70.13 ± 6.07 kg, 10.74 ± 1.92% fat) participated in two tests. Each lasted 5-days. On the day of 1 of each test, subjects maintained habitual sleep time (23:00-07:00, 0.2 lux) in laboratory. From day 2 thru 5, they biked for 60 min at 55% of maximal capacity beginning at 01:30 (15 lux). Then they went to bed at 04:00 and woke at 12:00. During test, they exercised either at 26℃ with elevating Tb (ET) or at 17℃ with cooling devices for suppressing Tb (ST). Two tests were counter balanced and separated by 2 weeks. During exercise, rectal (Tre) and skin (Tsk) temperatures, and heart rate were continuously recorded. Body weight changes during exercise were measured. Urine volume and saliva sample were collected. Blood samples were taken at 23:00, 03:30, 07:00, and 12:00 on day 1 and 5 of tests and analyzed for melatonin. The average weight loss for 4 days of exercise in ET and ST was 0.62 ± 0.09 and 0.22 ± 0.07 kg, respectively (p<.001). Tre increased during exercise but not different between conditions. Tsk maintained at 32℃ in ET and 24℃ in ST (p<.001). Tb were higher in ET than ST during exercise (p<.05). The average total urine volume passed was 0.07 ± 0.07 in ET and 0.11 ± 0.07 liter in ST (p<.05). The melatonin concentration at day 1 was 23 ± 26, 107 ± 45, 98 ± 46, and 14 ± 5 in ET and 18 ± 10, 108 ± 65, 103 ± 75, and 14 ± 12 pg/ml in ST for each time period. At day 5, it was 9 ± 3, 64 ± 41, 122 ± 73, and 54.1 ± 17.8 in ET and 8 ± 1, 68 ± 21, 111 ± 52, and 32 ± 14 pg/ml in ST. Differences of melatonin between ET and ST at day 5 of 12:00 as well as between day 1 and 5 at 12:00 of both conditions were noticed (p<.05). Salivary cortisol and immunoglobulin-A were not different. A nocturnal exercise induced a circadian phase delay in both conditions. However, body temperature increase during exercise intensified the shift indicating the importance of thermal load during exercise for circadian shift.
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ACE genotype과 운동능력의 상호관계와 연구동향
정아름,강형숙,호성은,임용빈,이대택 대한운동학회 2004 대한운동학회 학술대회 자료집 Vol.2004 No.-
운동선수, 특히 엘리트 선수들은 다양한 방식을 통해 분류되고 평가되어진다. 이러한 평가는 엘리트 선수들이 어떠한 경기력을 보일 것인가에 대한 예측을 하기 위한 도구로 사용되어지기도 한다. 운동선수의 평가방식으로는 생리적, 심리적, 또는 역학적인 측면에서 이루어지는데 최근에 들어서는 분자생물학적인 평가가 추가되고 있다. 지난 수년동안 많은 과학자들의 관심을 끌어온 변인중의 하나가 바로, angiotensin-converting enzyme (ACE) 유전자이다(Williams et al., 2000). ACE gene 의 유전적 다형성(polymorphism)은 287 염기쌍절편(base-pair fragment)이 삽입되어있는가(insertion, I 대립인자) 또는 결핍되었는가(deletion, D 대립인자)에 의해 나타내어지게 되며, 따라서 세 가지 이형 즉, I/I, I/D, D/D 형질로 표현된다(Jones et al., 2002). 혈중 ACE 수치는 D/D genotype 일 때 가장 높게 나타나며 반대로 I/I genotype 일 때 가장 낮게 나타난다. ACE는 angiotensin II를 증가시켜 훈련을 통한 근력과 파워능력을 크게 향상 시키는 것으로 이해되어지고 있다. 몇몇의 연구에 의해 ACE genotype이 훈련 결과에 영향을 미치며 어떠한 종목의 선수들에게서 한가지 대립인자나 한가지 genotype이 더 많이 관찰되어지는 것으로 보고되었다. 하지만 운동종목과 경기유형에 따른 genotype 의 분포가 항상 일관성 있게 관찰되지는 않는다. 몇몇 연구에 의하면, 선수능력과 ACE 다형성과는 어떠한 연관성도 존재하지 않는 것으로 보고되어지기도 한다. 이러한 연구결과들 간의 차이는 유전적인 관점에서의 다양성이 후천적인 다른 변인들과의 상호작용에 의해 상대적으로 그 공헌도가 적어질 수 있기 때문이며, 또한 연구에 포함된 운동선수의 집단군을 어떻게 구성하고 어느 정도의 사례수가 포함되는가에 따라 달라질 수 있기 때문인 것이다. ACE genotype과 운동선수의 상관관계를 알아보고자 다양한 운동 종목의 국내의 여자 엘리트 선수 111명을 대상으로 한 연구에서 ACE genotype에 따라 체격, 체력, 그리고 식습관 및 에너지 섭취량이 어떠한 차이도 보이지 않았다. 우수여자 선수의 수적 제한성과 후천적인 영향 또는 유산소성, 혹은 무산소성의 한가지 형태의 운동 유형이 아닌 복합적 운동 유형의 운동종목의 특성상 ACE genotype에 따른 측정 변인들의 차이가 나타나지 않는 것으로 보인다. 현재 국민대학교 BK21 노화 연구팀에서 노인을 대상으로 ACE genotype에 따른 노인들의 체력 향상 프로그램에 대한 연구를 목적으로 현재까지 600여명의 노인들의 ACE getotype과 체력 수준을 측정하며 연구를 진행시키고 있다. 위의 결과에 따라 선수의 선별적 선정이 불가능하다는 단점을 보완하기 위해 다양한 data base를 준비하고 한가지 형태의 운동 유형에 따른 연구를 중점적으로 후천적, 환경적 요인을 감안한 잘 통제된 조건에서의 평가가 필요할 것으로 보인다.
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