운동생리학 : 근대 5 종 및 태권도선수의 심폐기능과 운동유형별 혈중 젖산 및 암모니아종도 변화의 비교

김기진(KimKi-jin) 한국체육학회 2001 한국체육학회지 Vol.40 No.1

본 연구는 근대 5종 및 태권도선수의 생리적 특성 비교를 통해서 경기력 향상과 관련된 주요 고려사항을 제안하기 위하여 근대 5종선수군 8명과 태권도 선수군 8명을 대상으로 생리적 능력의 대표적 변인에 해당하는 심폐기능 차이와 운동유형별 혈중 젖산 및 암모니아농도 변화를 비교하였다. 최대운동검사에 의한 최대산소섭취량, 올아웃에 이르는 운동시간 및 운동강도, 젖산역치 및 그에 해당하는 운동강도 등에서 근대 5종선수군이 유의하게(P$lt;0.05) 높았다. 운동유형별 혈중 젖산농도의 변화에서는 간헐적인 고강도 단시간 운동시에는 근대 5종선수군이 유의하게(P$lt;0.05) 높은 증가양상을 나타낸데 반해서, 1시간동안의 최대하 지속운동시에는 두 그룹이 거의 동일한 증가양상을 나타냈다. 운동유형 별 혈중 암모니아농도의 변화에서는 간헐적인 고강도 단시간 운동시와 1시간동안의 최대하 지속운동시 모두 그 증가양상이 그룹간 유의한 차이를 나타내지 않았다. 이상의 결과에서 근대 5종과 태권도선수의 심폐기능을 비롯하여, 고강도 단시간 운동시와 최대하 지속운동시에 혈중 젖산 및 암모니아농도가 그 변화양상의 차이를 확인할 수 있었으며, 운동유형별 운동피로변인의 변화양상에 관한 특성에서는 휴식시간을 포함한 간헐적 고강도 단시간 운동시 ATP재합성을 위한 유산소성 능력의 수준이 암모니아 체내축적현상에 영향을 미칠 가능성이 제시되었으나, 이에 관한 추가적 분석을 통해서 명확한 결론을 얻을 수 있을 것이다. The purpose of this study was analyzed the comparison of aerobic capacity and the differences of blood lactate and ammonia responses to the different exercise types between modern pentathlon and taekwondo players.The level of aerobic capacity of modern pentathlon group showed a superior to the level of taekwondo group as the results of graded exercise test. Increasing pattern of modern pentathlon group showed a significant higher(P$lt;0.05) than taekwondo group in the changes of blood lactate concentration after high intensity intermittent exercise, but it is no significant difference between two groups during 1 hour submaximal exercise. Increasing pattern of blood ammonia concentration showed a no significant difference between two groups after high intensity intermittent exercise and 1 hour submaximal exercise, respectively. Changes of blood lactate and ammonia concentrations showed a different increasing pattern between a high intensity intermittent exercise and 1 hour submaximal exercise, and it could be suggested that aerobic capacity related to ATP resynthesis is correlated to the ammonia accumulation after high intensity shortterm exercise.

스포츠생리학 / 식이제한 및 탈수에 의한 단기간 체중감량시 운동피로 관련변인의 변화

김기진(KimKi-Jin),이선장(LeeSun-Jang),장인현(ChangIn-Hyun) 한국체육학회 2000 한국체육학회지 Vol.39 No.3

본 연구에서는 3일간의 단기체중감량에 의한 생리적 운동능력의 변화양상을 보다 명확하게 제시하기 위해서, 체급경기에 해당하는 태권도선수들을 대상으로 3일간의 식이제한 및 탈수에 의한 단기체중 감량 후 운동수행시 발생하는 운동피로 관련변인의 변화를 분석하였다. 아울러 단백질 및 탄수화물의 구성비를 다르게 적용한 식이제한내용의 차이가 이러한 변화에 대해서 어떤 영향을 미치는지 살펴보았다. 고탄수화물섭취군 및 고단백질섭취군은 각각 감량후 체중 및 체지방률의 유의한(p<0.05) 감소를 나타냈다. 체중감량후 통제군 및 고탄수화물섭취군은 배근력 및 각근력의 전반적인 감소현상을 나타냈는데, 통제군 및 고탄수화물섭취군은 각각 감량후 각근력의 유의한 감소(P<0.05)를 나타냈으나, 고단백질섭취군은 배근력 및 각근력이 체중감량 전·후간에 거의 동일한 결과를 나타냈다. 고단백질섭취군이 체중감량후 동일한 운동강도에서 현저한 심박수 및 혈중 젖산농도의 증가양상을 나타냈다. 또한 단기체중감량이 전체적으로 혈장 암모니아농도의 감소영향을 미치는 것으로 간주되지만, 감량시 식이내용의 차이는 거의 영향을 미치지 않았다. 단기체중감량은 혈장 헤마토크리트치의 증가를 초래하였으나, 감량시 식이내용의 차이가 거의 영향을 미치지 않았다. 또한 단기체중감량은 혈청 소디움 및 포타시움농도에 현저한 영향을 미치지 않았다.이상의 결과에서 단기체중감량시 근력 및 심폐기능의 저하현상을 초래할 가능성이 높으며, 단기체중감량시 식이제한을 적용할 때 고단백질섭취는 근육기능 저하방지, 고탄수화물섭취는 심폐기능 저하방지에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 간주된다. The purpose of this study was to examine the changes of exercise-induced fatigue variables after rapid weight loss through dehydration and starvation, and the effects of diet composition in total food restriction on the these changes. Subjects were consisted of three groups with college-aged male taekwondo players, as control group and two rapid weight loss groups with total food restriction and dehydration. Rapid weight loss groups were divided to higher carbohydrate diet(70%) and higher protein diet(40%). Rapid weight loss groups showed a significant decrease of body weight and fat after three days of total food restriction and dehydration. Control group and higher carbohydrate diet group showed a significant decrease of leg muscular strength after rapid weight loss, but higher protein diet group showed no significant changes of back and leg muscular strength after rapid weight loss. Higher protein diet group showed a significant increase of heart rate and blood lactate concentration during exercise with the same exercise intensity after rapid weight loss. Rapid weight loss could be arise to the increase of hematocrit values and the decrease of blood ammonia concentration, but diet composition showed no significant effects of these changes. These results could be suggested the rapid weight loss through dehydration and starvation arise to the depression of muscular strength and cardiopulmonary function, and total food restriction with higher carbohydrate diet and higher protein diet could be inhibited the depression of muscular strength and cardiopulmonary function, respectively.

운동생리학 : 고온환경이 비만인의 최대하운동시와 회복기의 생리적 반응에 미치는 영향

김기진(KimKi-jin) 한국체육학회 2001 한국체육학회지 Vol.40 No.4

본 연구는 상온과 고온에서의 운동수행시 정상인과 비만인들의 생리적 반응정도를 비교하므로서, 비만인들에게 보다 적절한 운동프로그램을 제시하기 위한 근거로 제공하고자 한다. 피험자는 남자대학생중 비만인 그룹 5명(체지방률 25%이상)과 정상인 그룹 5명으로 구성하였다. 자전거 에르고미터를 이용하여 최대산소섭취량 기준 60%의 운동강도로 30분동안의 최대하운동을 상온(기온 21±1℃, 습도 65±2%)과 고온(기온 40±1℃, 습도 60±2%)에서 각각 수행하는 동안 심박수, 혈중 젖산농도, 직장체온 및 혈압을 측정하였다.운동시 심박수 및 혈중 젖산농도의 변화는 두 그룹 모두 기온차이의 영향을 거의 받지 않는데, 반해서 직장체온은 고온환경에서 유의하게(p<0.05) 높은 변화를 나타냈다. 심박수의 변화에서 기온차에 따른 통계적 유의성은 나타나지 않았으나, 두 그룹 모두 전반적으로 고온환경에서 운동중 높은 심박수를 나타냈다. 수축기 및 이완기 혈압은 비만인이 운동수행시 정상인보다 유의하게(p<0.05) 높은 증가를 나타냈다. 또한, 혈압변화에 대한 기온차에 따른 비교에서 고온환경에서 증가양상이 둔화되는 경향을 나타냈다. 이상의 결과에서 고온환경에서의 운동시 체온조절기전에 대한 관심이 요구되며, 비만인의 고온환경에서의 운동시 체온조절기전에 관해서는 최대산소섭취량을 기준으로 한 60%의 적절한 운동강도가 주어질 경우 정상인과 차별성을 가질 필요성은 없는 것으로 생각된다. 그러나, 비만인의 운동처방시 혈압의 변화는 중요한 고려사항에 해당하며, 고온환경에서의 운동시에는 체액량 감소를 비롯한 부가적 요인에 의한 영향을 살펴볼 필요성이 제시된다. This study performed the comparison of physiological responses during submaximal exercise and recovery phase between normal and heat condition in obese for the suggestion of the important basis in optimal exercise prescription of obese. Subjects were consisted of the college-aged male students, and were divided to control and obese group(%fat : above 25%). Subjects were performed the 30 min bicycle ergometer submaximal exercise with exercise intensity corresponding to 60% VO_2max in normal(ambient temperature 21±1℃, humidity 65±2%) and heat condition(ambient temerature 40±1℃, humidity 60±2%), respectively. The change of rectal temperature during exercise showed a significant(p<0.05) higher values than resting values, and these values of heat condition showed a significant(p<0.05) higher values than normal condition in both groups. But these changes showed no significant differences between control and obese group. In the change of difference of rectal temperature to resting values during exercise, obese group showed a significant(p<0.05) lower values than control group. The change of systolic and diastolic pressure during exercise showed a significant(p<0.05) higher values than resting values in both groups, and these changes of obese group during exercise showed a significant(p<0.05) higher values than control group. When we suggested the optimal exercise prescription in obese subjects, it must consider to the change of blood pressure and rectal temperature during exercise in heat condition.

장기간의 지구성 운동 또는 저항성 운동이 중년 흰쥐의 골격근 내 단백질 동화 및 이화기전에 미치는 영향

정수련(JungSu-ryun),김기진(KimKi-jin),고진호(KhoJin-ho) 한국체육학회 2016 한국체육학회지 Vol.55 No.6

본 연구의 목적은 장기간의 지구성 운동 또는 저항성 운동이 중년 흰쥐의 골격근 내 단백질 합성과 분해에 미치는 영향을 규명하는 것이다. 50 주령의 male Wistar rat 30 마리를 이용하여 3집단(좌업, 지구성 운동집단, 저항성 운동집단)으로 무선배정한 후 12 주간 처치를 실시하였다. 연구결과 12주간의 저항성운동은 중년 쥐의 족저근 내 Akt/mTOR 신호전달체계를 활성화시켰고, FoxO1/MuRF1 단백질 발현을 저해하였다. 지구성 운동은 mTOR 신호전달체계에는 영향을 미치지 않았으나 FoxO1/MuRF1 단백질 발현을 저해하였고, AMPK/PGC-1α발현을 증가시켰다. 요약하면 12주간의 운동트레이닝은 중년 흰쥐의 골격근 내 단백질 동화/이화반응에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 지구성 운동은 근단백질 이화반응의 저해를 통해서 노화근육의 단백질 균형에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해서 근 손실에 따른 근 기능의 저하가 가시화되기 시작하는 중년을 대상으로 실시되는 운동처방 시 근 감소증 예방 및 치료를 위해 저항성 운동만이 아니라 중강도 이상의 지구성 운동도 유효할 것으로 생각된다. The purpose of this study was to investigate the effects of long-term endurance exercise or resistance exercise training on muscle anabolic/catabolic pathway. 50wks-old male Wistar rats(n=30) were randomly assigned for 3 groups (sedentary, endurance exercise, resistance exercise group). After 12-week of training, plantaris muscles were dissect to measure protein level. Akt/mTOR signal-related proteins were significantly increased only after resistance exercise training, but catabolic signal-related proteins, FoxO1 and MuRF1, were significantly decreased after resistance and endurance exercise training. After endurance exercise training, AMPK and PGC-1αprotein levels were significantly increased. Therefore, the endurance exercise training has been shown to affect the protein balance of aging muscle through inhibition of muscle protein catabolism. The present results suggest the possibility that not only resistance exercise but also endurance exercise will be affectable to keep or increase muscle volume and capacity of middle-aged people.

지구성 운동에 의한 PPARβ의 발현이 고지방 식이에 의한 골격근 미토콘드리아 H₂O₂의 배출과 GLUT4 발현에 미치는 영향

고진호(KohJin-ho),김기진(KimKi-jin) 한국체육학회 2017 한국체육학회지 Vol.56 No.4

고지방 식이는 골격근 미토콘드리아로부터 hydrogen peroxide (H2O2) 배출을 증가시키며, 과도한 H2O2의 배출은 인슐린 저항성의 원인이다. 본 연구는 지구성 운동에 의한 Peroxisome proliferator-activated receptor β/δ (PPARβ/δ, PPARβ)의 발현이 고지방 식이에 의한 미토콘드리아 H2O2의 배출을 감소시킬 수 있는지 확인하는 것이다. 생쥐는 8 주간 고지방 식이, 지구성운동 또는 지구성 운동과 고지방 식이를 병행 실시하였으며, 포화지방산에 의한 근세포(myotube) 미토콘드리아의 H2O2 배출과 항산화 효소에 대한 PPARβ의 효과를 살펴보기 위해 PPARβ, sodium palmitate 또는 PPARβ와 sodium palmitate를 병행 처치하였다. 8주간 고지방 식이는 골격근 미토콘드리아로부터 H2O2 의 배출을 증가시키며 glucose transporter 4 (GLUT4)와 superoxide dismutase (SOD)2의 발현을 유의하게 감소시켰다. 그러나 8주간 지구성 운동은 SOD2, catalase 및 GLUT4의 발현을 증가시켰으며, 고지방 식이에 의한 골격근 미토콘드리아의 H2O2 배출을 감소시켰다. 또한 근세포에 PPARβ의 과발현은 SOD2, catalase 및 GLUT4를 증가시켰으며, 포화지방산에 의한 미토콘드리아 H2O2의 배출을 감소시켰다. 따라서 지구성 운동에 의하여 증가된 PPARβ는 SOD2, catalase 를 증가시키며, 이는 고지방 식이에 의한 골격근 미토콘드리아로부터 H2O2의 배출을 감소시켜 GLUT4의 발현 감소를차단한다. Chronic high fat diet (HFD) induced excessive hydrogen peroxide (H2O2) emission from mitochondria in skeletal muscle results in an increase insulin resistance. The aim of this study was to identify the effects of PPARβ induced by endurance exercise on excessive H2O2 emission from mitochondria in skeletal muscle by HFD. Studies of HFD, endurance treadmill exercise (Ex) and HFD+Ex in mice were conducted for 8 weeks. PPARβ transfection, sodium palmitate or PPARβ + sodium palmitate treatments in C2C12 myotubes were conducted to identify PPARβ effects on mitochondrial H2O2 emission induced by saturated fatty acids. HFD fed mice for 8 weeks result in an increase mitochondrial H2O2 emission and a decrease GLUT and SOD2, but endurance exercise for 8 weeks result in an increase SOD2, catalase and GLUT4 expression, and a decrease mitochondrial H2O2 emission in skeletal muscle. SOD2, catalase and GLUT4 expression were increased in myotubes by PPARβ overexpression result in a decrease mitochondrial H2O2 emission induced by palmitate. We concluded that an increased PPARβ by endurance exercise increases SOD2 and catalase that results in a decrease mitochondrial H2O2 emission, and blocks a decrease in GLUT4 expression.

운동심리학 : 상온 및 저온 환경의 지속적 운동시 BCAA 추가섭취에 따른 생리적 반응의 비교

김홍수(KimHong-Soo),김기진(KimKi-Jin) 한국체육학회 2003 한국체육학회지 Vol.42 No.2

The purpose of this study was to investigate the possibilities of improving endurance exercise capacity in low temperature through the supplementation of branched-chain amino acid(BCAA) by analyzing the effect of BCAA supplementation on physiological responses during submaximal prolonged exercise between thermoneutral and low temperature. Six male high school long-distance runners participated in the experiment as subjects and were exposed to thermoneytral(22±1℃) and low temperature (5±1℃) conditions with relative humidity of 60±5% for 60 min. Each subject performed 90 min, endurance exercise on the fixed cycle ergometer at 60%VO₂max in two treatment conditions, with the supplementation placebo and BCAA. In the BCAA condition, the subject was supplemented with 200㎖ of BCAA solution prepared by dissolving 200㎎/㎏ in weight of BCAA in 400㎖ of pure water at both 45 min. and 15 min. prior. to exercise. In the placebo condition, placebo(water) was used instead of BCAA in preparing the oral supplement. During the experiment, physiological variables relation to endurance capacity were measured. Although rectal temperature was high in the thermoneutral condition than the low temperature, the differed between BCAA and placebo conditions was not significant. In terms of test session, it decreased after the BCAA supplementation but increased with the exercise. It remained higher than prior to BCAA supplementation at 30 min. after the end of exercise. Heart rate was higher in the thermoneutral condition than the low temperature, but the difference between BCAA and placebo conditions was not significant. It increased with exercise in both temperature conditions, and in the thermoneutral condition it remained higher than prior to BCAA supplementation at 30 min. after the end of exercise. Blood lactate concentration was not affected by treatment. In the thermoneutral condition it increased from the exercise onset for 30 min, and decreased from 90 min. exercise. In the low temperature, however, it increased at 30 min exercise compared to that prior to supplementation and remained in the steady state after that period. While plasma ammonia concentration was not different between temperature conditions, it was higher in the BCAA condition than placebo. In the BCAA condition, it increased during the exercise. In the placebo condition, however, it increased during the exercise but decreased to the level at 30 min exercise at 30 min. after the end of exercise. Taken together, although the environmental temperature affect to the endurance capacity during submaximal prolonged exercise, BCAA supplementation during prolonged exercise in low temperature does not seem to have the possibility of improving endurance exercise capacity and metabolism

생쥐의 지구성 운동에 의한 Tfam 발현이 AMPK, PPARβ/δ 및 PGC-1α의 발현에 미치는 영향

고진호(KohJin-ho),김기진(KimKi-jin) 한국체육학회 2017 한국체육학회지 Vol.56 No.2

Mitocondrial transcription factor A (Tfam)의 과발현이 미토콘드리아 생합성 및 호흡 기능을 증가시키는 것으로 보고되었으나 지구성 운동에 의한 Tfam의 발현이 어떠한 기전으로 핵으로 신호를 보내며 근 적응의 주요 인자들과 상호작용하는지 확인되지 않았다. 본 연구는 지구성 운동에 의한 Tfam의 발현이 어떠한 기전으로 골격근 적응의 주요 요인인 AMP-activated protein kinase (AMPK), Peroxisome proliferator-activated receptor (PPARβ/δ) 및 Peroxisome proliferator activated receptor gamma coactivator-1α (PGC-1α) 발현에 영향을 미치는지 확인하는 것이다. 생쥐들은 2주간 수영 운동을 실시하거나, Tfam이 골격근에 과발현되도록 유전자 전이를 실시하였다. 또한 PPARβ/δ와 Tfam의 관련성을 확인하기 위하여 PGC-1α knockout 생쥐의 골격근에 PPARβ/δ를 EPO 하였다. 2주간 지구성 운동을 실시한 생쥐의 근육에서 Tfam, PPARβ/δ 및 PGC-1α의 발현이 증가하였다. Tfam이 과발현 된 근육의 AMP:ATP 비율, pAMPK, PPARβ/δ 및 PGC-1α가 증가하였다. PGC-1α knokout 생쥐의 근육에 PPARβ/δ의 과발현은 Tfam의 발현을 증가시키는 것으로 나타났다. 본 연구는 지구성 운동에 의한 Tfam의 발현 증가가 세포내 AMP:ATP 비율 증가를 유도하여 AMPK의 활성을 증가시키며, AMPK의 활성은 PPARβ/δ와 PGC-1α의 발현을 증가시킨다는 것을 확인하였다. 이는 Tfam이 AMPK-PPARβ/δ 및 PGC-1α를 통하여 자신의 발현도 조절할 수 있음을 나타낸다. Tfam overexpression has been shown to increase mitochondrial biogenesis and respiratory function, but there is not clear how Tfam signals to the nucleus, and that a key factors associated with muscle adaptation are involved in Tfam overexpression by endurance exercise. The aim of this study was to identify the effects of Tfam expression by endurance exercise on AMPK, PPARβ/δ and PGC-1α that are associated with skeletal muscle adaptive response. Mice were subjected to forced swimming for 2 wk or Tfam was electroporated in tibialis anterior (TA) muscle. To identify PPARβ/δ effect on Tfam, PPARβ/δ was electroporated in PGC-1α knockout mouse muscle. Mice Swimming for 2 wk resulted in an increase Tfam, PPARβ/δ and PGC-1α in TA muscle. Tfam overexpression in mouse TA muscle resulted in an increase AMP:ATP ratio, AMPK phosphorylation, PPARβ/δ and PGC-1α expression. PPARβ/δ overexpression in PGC-1 α knockout muscle in mouse resulted in an increase Tfam expression. Our finding indicate that an increased Tfam expression by endurance exercise increases AMPK activation through controled AMP:ATP ratio that result in an increase PPARβ/δ and PGC-1α expression. These results indicate that Tfam can increase itself through AMPK-PPARβ/δ and/or PGC-1α axis.