성장호르몬 투여와 지구성 운동이 Sprague-dawley rat의 신체조성과 인슐린 저항에 미치는 영향 = (The) effects of exercise training and growth hormone administration on body composition and insulin resistance in sprague-dawley rat

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The effect of growth hormone (GH) administration on insulin-resistance has frequently reported. The study-I investigated the effect of GH administration on body composition and insulin resistance in rats. Twenty rats were weight-matched and assigned to following 2 groups; CON, GH groups. After 4 weeks of GH injections (0.4 IU/kg/day, 6 days/week), the plasma lipids profiles, triglyceride contents in muscle & liver, muscle glucose transport rates, OGTT, and body composition were measured in these rats. The glucose analogues 3-O-methyl-D-glucose (3-MG) have been used to study skeletal muscle (epitrochlearis) glucose transport. Epitrochlearis muscles were composed primarily of type II fibers.
After 4-week of GH administration, Insulin-stimulated (1,000 μIU/㎖) 3-MG uptake in split soleus was smaller than saline-injected control rats (1.89±0.27 vs 1.37±0.18*. *;significantly different from CON). The plasma FFA and TG concentrations in muscle & liver were significantly increased after GH administration (FFA: 0.58±0.05 vs 0.83±0.07*, TG in muscle: 0.71±0.12 vs 1.46±0.15* , TG in liver: 4.41±1.08 vs 8.77±1.37*. *;significantly different from CON), but GH injection did not significantly affect %body fat, plasma TC, TG, HDL-C concentrations. GH administration elevated the curves of the oral glucose tolerance test and insulin response compared with those of CON. Our results indicated that 4 weeks of GH administration have severe state of insulin resistance in glucose transport, but did not affect the body composition.

The study-II investigated the effects of endurance exercise on hGH-induced insulin resistance of skeletal muscle in rats. Forty rats were randomly divided into 4 groups: CON (saline injection group, n=10), GH (hGH injection group, n=10), Ex (Exercise group, n=10), GH/Ex (Growth hormone administration/ Exercise group, n=10). GH, GH/Ex animals received hGH by subcutaneous injections (0.4 IU/kg/day, 6 days/week) for 8 weeks and CON, Ex animals received saline injections with the same volume as GH. The exercise regimen was designed in a 8% grade treadmill, 24m/min training speed with 5 times/week. After 8 weeks of treatment, the plasma lipids profiles, triglyceride contents in muscle & liver, muscle glucose transport rates, OGTT, body composition, and citrate synthase activities were measured in these rats. After 8-week treatment, plasma Insulin & glucose levels in GH were significantly increased than other 3 groups during OGTT. The rate of glucose transport under submaximal insulin concentrations was significantly lower in GH being 1.02 ±0.10 μmol/ml/hr as opposed to 1.42±0.12 μmol/ml/hr for the CON. However, there was not a significant difference between GH/Ex (1.31±0.10 μmol/ml/hr) and CON. Plasma FFA levels were significantly higher in GH (0.40±0.04 mmol/ℓ), GH/Ex (0.42±0.05 mmol/ℓ) than CON (0.29±0.03 mmol/ℓ). Triglyceride contents in plantaris muscle was significantly greater in GH (0.52±0.06 μmol/g) than CON (0.36±0.01 μmol/g), Ex (0.39±0.02 μmol/g), Plasma leptin levels was significantly lower in Ex (1.45±0.22 ng/ml), GH/Ex (1.20±0.15 ng/ml) than CON (4.11±0.75 ng/ml), GH (3.62±0.49 ng/ml). Citrate Synthase Activities was significantly higher in EX (65.58±3.16 μmol/min/gww), GH/Ex (63.45±2.22 μmol/min/gww) than CON (52.39±2.16 μmol/min/gww), GH (48.15±1.48 μmol/min/gww). However GH injection did not significantly affect %body fat, plasma TC, HDL-C concentrations. In conclusion, Regular exercise training prevents GH-induced insulin resistance in rats.

목차 (Table of Contents)

• <제목 차례>
• I. 서론 1
• 1. 연구의 목적 3
• 2. 연구의 가설 4
• 3. 연구의 한계점 6
• II. 문헌 연구 7
• 1. 성장호르몬의 정의 7
• 2. 성장호르몬의 생리 7
• 1) 성장에 미치는 영향 7
• 2) 대사에 미치는 영향 8
• 3) 성장호르몬의 분비 조절 9
• 4) IGF-I 11
• 3. 노화와 성장호르몬 11
• 4. 비만과 성장호르몬 12
• 5. 성장호르몬 보충 요법 14
• 6. 성장호르몬 보충 요법이 신체 구성에 미치는 영향 14
• 1) 성장호르몬 투여가 GHD의 체구성에 미치는 영향 (표 2. 참고) 15
• 2) 성장호르몬 투여가 비만인의 체구성에 미치는 영향 (표 3. 참고) 17
• 7. 성장호르몬 보충 요법이 에너지 대사에 미치는 영향 19
• 8. 성장호르몬 보충요법과 부작용 20
• 9. 운동에 대한 성장호르몬의 반응 25
• 1) 일회성 운동 25
• 2) 장기간의 운동 27
• 10. 외인성 성장호르몬과 운동능력의 변화 28
• 1) GHD 28
• 2) 정상인 29
• 3) 운동선수 30
• 11. 성장호르몬 투여와 운동이 인슐린 감수성에 미치는 영향 32
• STUDY-I.
• 성장호르몬 투여가 SD-Rats의 신체조성과 인슐린 저항성에 미치는 영향 34
• ABSTRACT 35
• 국문 초록 36
• III. 연구방법 37
• 1. 연구대상 37
• 2. 실험 절차 37
• 3. 측정항목 및 분석방법 38
• 1) 성장률 38
• 2) 신체조성 38
• 3) 지방세포의 크기 39
• 4) 혈중 지질 농도 39
• 5) 간의 중성지방 함량 39
• 6) 근조직의 중성지방 함량 39
• 7) 혈중 랩틴 수준 40
• 8) 경구당부하검사 40
• 9) 골격근의 포도당 운반률 40
• 4. 통계 41
• Ⅳ. 연구결과 42
• 1. 체중의 변화와 성장률 42
• 2. 신체조성 44
• 3. 지방세포의 크기 45
• 4. 혈중 지질 농도 46
• 5. 간과 근육의 중성지방 함량 48
• 6. 혈중 랩틴 수준 49
• 7. 경구당부하검사 50
• 8. 골격근의 포도당 이동률 52
• Ⅴ. 논의 53
• STUDY-II.
• 지구성 운동이 SD-Rats의 성장호르몬 유발 인슐린 저항성에 미치는 영향 64
• ABSTRACT 65
• 국문 초록 66
• Ⅲ. 연구방법 67
• 1. 연구대상 67
• 2. 실험 절차 67
• 3. 측정항목 및 분석방법 68
• 1) 성장률 68
• 2) 신체조성 68
• 3) 지방세포의 크기 69
• 4) 혈중 지질 농도 69
• 5) 간의 중성지방 69
• 6) 근조직의 중성지방 70
• 7) 혈중 랩틴 수준 70
• 8) 경구당부하검사 70
• 9) 골격근의 포도당 운반률 70
• 10) 구연산합성효소의 활성도 71
• 4. 통계 71
• Ⅳ. 연구결과 72
• 1. 성장률 72
• 2. 신체조성 74
• 3. 지방세포의 크기 75
• 4. 혈중 지질 농도 76
• 5. 간과 근육의 중성지방 함량 78
• 6. 혈중 랩틴 수준 79
• 7. 경구당부하검사 80
• 8. 골격근의 포도당 이동률 82
• 9. 구연산합성효소의 활성도 83
• Ⅴ. 논의 84
• Ⅵ. 결론 및 요약 88
• 참고 문헌 89
• APPENDIX 122
• A. Body Composition 123
• B. Fat Cell Size 124
• C. Plasma Total Cholesterol 125
• D. Plasma HDL-C 126
• E. Plasma Triglyceride 127
• F. Triglyceride Contents in Liver & Muscle 128
• G. Plasma Leptin 129
• H. Oral Glucose Tolerance Test 130
• I. Muscle Glucose Transport Rate 131
• J. Citrate Synthase Activity 133
• <표 차례>
• 표 1. 성장호르몬의 분비를 자극하는 생리학적 요소들 9
• 표 2. 성장호르몬 투여가 성인 GHD 환자들의 체구성에 미치는 영향 17
• 표 3. 성장호르몬 투여가 비만인들의 체구성에 미치는 영향 19
• STUDY-I. 성장호르몬 투여가 SD-Rats의 신체조성과 인슐린 저항성에 미치는 영향
• 표 4. 체중의 변화 42
• 표 5. 신체조성 44
• 표 6. 지방세포의 크기 45
• 표 7. 혈중 지질 농도 46
• 표 8. 간과 근육의 중성지방 함량 48
• 표 9. 혈중 랩틴 수준 49
• 표 10. OGTT시 혈당과 인슐린의 변화 50
• 표 11. 골격근의 포도당 이동률 52
• STUDY-II. 지구성 운동이 SD-Rats의 성장호르몬 유발 인슐린 저항성에 미치는 영향
• 표 12. 체중의 변화 72
• 표 13. 신체조성 74
• 표 14. 지방세포의 크기 75
• 표 15. 혈중 지질 농도 76
• 표 16. 간과 근육의 중성지방 함량 78
• 표 17. 혈중 랩틴 수준 79
• 표 18. OGTT시 혈당과 인슐린의 변화 80
• 표 19. 골격근의 포도당 이동률 82
• 표 20. 구연산합성효소의 활성도 83
• <그림 차례>
• STUDY-I. 성장호르몬 투여가 SD-Rats의 신체조성과 인슐린 저항성에 미치는 영향
• 그림 1. 체중의 변화 43
• 그림 2. 성장률 43
• 그림 3. 체지방률 44
• 그림 4. 체수분률 44
• 그림 5. 지방세포의 크기 45
• 그림 6. 혈중 TC 농도 46
• 그림 7. 혈중 TG 농도 46
• 그림 8. 혈중 HDL-C 농도 47
• 그림 9. 혈중 FFA 농도 47
• 그림 10. 근육 (plantaris)의 중성지방량 48
• 그림 11. 간 (liver)의 중성지방량 48
• 그림 12. 혈중 랩틴 수준 49
• 그림 13. OGTT시 혈당의 변화 51
• 그림 14. OGTT시 인슐린의 변화 51
• 그림 15. 포도당 이동률 (non-Insulin) 52
• 그림 16. 포도당 이동률 (Insulin) 52
• 그림 17. Ivy, 2004 58
• 그림 18. Schmitz-Peiffer, 2000 61
• STUDY-II. 지구성 운동이 SD-Rats의 성장호르몬 유발 인슐린 저항성에 미치는 영향
• 그림 19. 체중의 변화 73
• 그림 20. 성장률 73
• 그림 21. 체수분률 74
• 그림 22. 체지방률 74
• 그림 23. 지방세포의 크기 75
• 그림 24. 혈중 TC 농도 77
• 그림 25. 혈중 TG 농도 77
• 그림 26. 혈중 HDL-C 농도 77
• 그림 27. 혈중 FFA 농도 77
• 그림 28. 근육 (plantaris)의 중성지방량 78
• 그림 29. 간의 중성지방량 78
• 그림 30. 혈중 랩틴 수준 79
• 그림 31. OGTT시 혈당의 변화 81
• 그림 32. OGTT시 인슐린의 변화 81
• 그림 33. 포도당 이동률 (Insulin) 82
• 그림 34. 포도당 이동률 (non-Insulin) 82
• 그림 35. 구연산합성효소의 변화 83