규칙적인 운동이 고지방식이 유도 비만 쥐 골격근의 myokine과 혈관생성 mRNA 발현에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

초과 에너지는 거대분자 형태인 지방세포에서 지방조직으로 대부분 저장하며, 그 결과 결국 비만이 된다. 게다가 최근 지방은 중요한 내분비 기능을 수행하는 것으로 재조명되고 있으며, 에너지 항상성과 식욕을 조절하는 다량의 호르몬을 분비하는 것으로 알려져 있다(Gesta et al., 2007; Waki and Tontonoz, 2007; Trujillo and Scherer, 2006). 비만은 지방세포에서 분비되는 염증성 cytokine들과 다른 인자들의 주요 원천이 된다(Trujillo and Scherer, 2006; Tilg and Moschen, 2006).
운동으로 인한 myokine의 선행 연구를 살펴보면, 근육의 손상이 없는 중․고강도운동으로 혈중 myokine 농도가 증가하는 것으로 알려져 있으며 운동 후 즉시 감소한다고 하였다(Febbraio & Pedersen, 2002; Pedersen & Hoffman-Goetz, 2000; Suzuki et al., 2002). 또한 혈중 myokine 농도의 증가는 운동의 기간, 강도, 근육량에 비례한다(Febbraio & Pedersen, 2002; Pedersen & Hoffman-Goetz, 2000). Nieman 등(2003)의 연구에서는 16명의 마라토너에게 2 max의 70% 강도로 3시간 treadmill 달리기 후 혈중 myokine 농도의 수준이 증가한 것으로 보고하였다. 반면, 중등도의 cycle ergometer(Chan et al., 2004)나 rowing(Henson et al., 2000) 같은 운동은 혈중 myokine의 농도를 증가시키지 못한다고 하여 주로 운동관련 연구는 혈액에 한정되어 있었다. 하지만 Nieman 등(2003)은 3시간 달리기 운동 직후 myokine mRNA 수준이 바뀌지 않았다고 하였고, 최근 Nielsen 등(2007)의 연구에서는 골격근의 원심성 수축 운동 후 회복 48시간 관찰에서 근육 조직의 IL-15 mRNA는 증가하였으나 혈중 myokine 농도에는 영향을 미치지 않았다고 하였다.
선행연구들은 영양과다로 인한 골격근의 인슐린 활동에 부정적 역할을 mTOR 복합체의 활성으로 제시하고 있으며, 이는 Akt의 부정적 영향으로 보고하고 있다. 하지만 장기적이고 지속적인 운동은 인슐린 활성의 긍정적 측면과 mTOR 복합체의 효과적 측면 둘 다 가능하게 하는 주요 인자임은 분명하다(Rivas et al., 2009). 즉, 세포의 외부적 자극 형태인 운동을 통한 PI3K pathway에 의해 활성된 Akt는 serine-threonine protein kinase로(Datta, Brunet, Greenberg, 1999) 조직의 크기와 세포 비대를 조절하는 것으로 알려져 있다(Chen et al. 2001; Verdu et al. 1999). 이러한 측면에서 볼 때, Takahashi 등(2002)은 근육 조직에서 발생하는 Akt 신호가 근섬유 비대와 혈관생성인자인 vascular endothelial growth factor(VEGF)의 합성을 통하여 angiogenesis를 향상시킨다고 보고하고 있으며(Takahashi et al. 2002), 운동에 따른 혈관생성의 향상이 근비대의 원인이 되는 것으로 보고하고 있다. 뿐만 아니라 운동으로 인한 저산소 상태는 VEGF 촉진인자인 hypoxia-inducible factor 1α(HIF-1α)의 활동을 증가시켜 VEGF 생산을 상향조절하게 되며(Semenza, 2000), 따라서 혈관생성에 긍정적 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다.
선행 연구에서 알 수 있듯이 골격근의 수축은 myokine과 혈관생성에 긍정적 영향을 줄 수 있을 것으로 판단되지만, 고지방식이 유도 비만 쥐를 대상으로 규칙적인 운동이 골격근의 myokine과 혈관생성의 mRNA 수준 변화에 관한 연구는 부족하다. 따라서 본 연구는 고지방 식이 섭취를 유발한 쥐를 대상으로 규칙적인 트레드밀 운동이 골격근의 myokine과 혈관생성 인자들의 mRNA 발현에 어떠한 영향을 미치는지 규명하고자 한다.