트레드밀 운동이 노화 쥐의 해마에서 미토콘드리아 기능과 신경가소성에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

노화는 전형적인 생리학적인 기능의 감퇴와 더불어 기억력과 같은 인지기능의 감소를 가져온다. 세포가 살아가는데 필요한 에너지를 생산하는 미토콘드리아의 기능장애는 노화와 관련된 신경계질환과 크게 연관되어 있다. 운동은 뇌조직의 신경세포를 생성하며 신경세포의 기능이 더욱 발달할 수 있도록 하는 신경가소성에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는, 노화와 운동이 인지기능, 기억력을 담당하는 뇌 부위인 해마의 미토콘드리아의 기능 (산소섭취량, 항산화능력, Ca2+ 보유력), 세포사멸(세포의 죽음) 그리고 신경영양인자(신경세포의 기능과 구조에 긍정적 영향을 미치는 물질)에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 실험동물은 노화연구에 주로 사용되는Fischer 344 쥐를 이용하여 다음과 같이 4 그룹으로 구분하였다 : 젊은 그룹, 젊은 운동 그룹, 늙은 그룹, 늙은 운동 그룹. 운동그룹의 동물들은 주 5회, 총 8주간 트레드밀운동을 실시하였으며, 운동처치 후 공간기억능력의 변화를 알아보기 위하여 Y-maze 검사를 실시하였다. 본 연구결과, 노화로 인해 공간기억력과 해마의 신경영양인자의 발현이 감소하였으며, 미토콘드리아의 기능장애로 인해 세포사멸이 증가하였다. 그러나 트레드밀 운동은 노화로 인한 공간기억력 감소, 해마 신경영양인자의 발현 감소, 미토콘드리아의 능력 감소를 완화시켰으며, 이로 인해 해마의 세포사멸 또한 감소시켰다. 이러한 결과를 바탕으로, 운동은 노화와 관련된 뇌 기능장애를 예방 및 완화하는 치료적 가치를 제공할 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Aging is associated with a decrease in cognitive function with a decline of typical physiological functions. Mitochondrial dysfunction plays a critical role in the pathologic mechanisms of neurologic disorders or diseases associated with the aging process. Physical exercise seems to regulate neurogenesis, providing not only quantitative but also qualitative benefits to the brain tissue. In the present study, we investigated the effects of aging and treadmill exercise on cognition, mitochondrial function (O2 Respiration, H2O2 emission, Ca2+ retention capacity), apoptosis, and neurotrophic factor in the rat hippocampus. Fischer 344 rats were used in this experiment. The rats were randomly divided into four groups : Young Sedentary group, Young Exercise group, Old Sedentary group, Old Exercise group. The animals in the exercise groups were forced to run on a motorized treadmill for 40 min five times per week for 8 weeks. In order to evaluated the short-term memory ability, spontaneous alternation behavior in the Y-maze was performed. In the present study, aging reduced short-term memory, neurotropic factor expression and induced mitochondrial dysfunction with apoptosis in the hippocampus. However, treadmill exercise attenuated behavioral and neurobiological dysfunction of the aging