유산소운동과 저항성운동 트레이닝이 제 2형 당뇨병 환자의 기초대사량, 마이오넥틴 및 인슐린 저항성 지표에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

당뇨병이 미토콘드리아 기능 이상과 관련되어 있다는 연구결과들이 최근 제시되고 있다. 유산소 운동 및 저항성 운동은 당뇨병 환자에서 혈당 조절 및 인슐린 저항성 감소 효과를 가져오는 것으로 알려져 있어 당뇨병의 중요한 관리 방법인 생활습관개선에 핵심적인 요소로 간주되고 있다. 유산소 운동 및 저항성 운동이 혈당 개선 및 인슐린 저항성을 감소시키는 기전은 아직 잘 알려져 있지 않은데, 본 연구진은 운동이 직접적으로 또는 근육량의 증가와 같은 체성분 변화와 같은 간접적인 효과를 통해 미토콘드리아 기능을 향상시켜 인슐린 저항성의 극복에 도움을 줄 것이라는 가설을 세우고 이 연구를 시행하였다.
60세 이상의 당뇨병을 진단받은 지 6개월 이상 되는 여성을 총 46명 모집하여 유산소운동 트레이닝 집단 14명, 저항성운동 트레이닝 집단 14명, 통제 집단 11명으로 무선할당하였다. 이 중 유산소운동 트레이닝 집단 13명, 저항성운동 트레이닝 집단 13명, 통제집단 10명에서 12주간의 운동 트레이닝 프로그램 및 사전, 사후 검사를 모두 마쳤다. 계획대로 기본적인 신체계측 및 BIA, DXA, 복부 CT를 이용한 체성분 분석을 시행하였고, 최대산소섭취량, 1-RM 과 같은 운동능력 검사와 기초대사량 검사를 시행하였다. 혈액검사를 통해 혈당 및 인슐린 저항성 관련 지표 및 간기능, 신장기능 지표, 혈중 지질양상 및 염증지표, 아디포카인 등을 평가하였다. 미토콘드리아 기능 평가를 위해 미토콘드리아 DNA 양과 마이오넥틴 혈중 농도도 측정하였다
12주간의 트레이닝 후 허리 둘레, 엉덩이 둘레가 유의하게 감소하였다. 유산소 운동군과 저항성운동군 모두에서 전체 지방량 및 체지방률, 복부 피하지방면적이 유의하게 감소하였다. 그러나 복부 내장지방면적의 경우 유산소 운동군에서만 운동 전후에 유의한 감소가 관찰되었다. 최대산소섭취량은 유산소 운동군 및 저항성 운동군 모두에서 증가하였고, 1-RM 의 경우 저항성 운동군에서만 유의한 증가가 관찰되었다. RMR의 경우 저항성 운동군에서 보다 뚜렷하게 증가하였다.
LDL 콜레스테롤은 유산소 운동군과 저항성 운동군에서 대조군에 비해 유의하게 감소하였으나, HDL 콜레스테롤 또한 감소하는 경향을 보였다. 유산소 운동군에서는 운동 후 유의하게 공복 혈당이 감소하였고, 유산소 운동군 및 저항성 운동군에서는 당화혈색소의 감소가 관찰되었다. 인슐린 저항성 지표에 뚜렷한 차이는 관찰되지 않았다. 아디포넥틴의 증가는 저항성 운동군에서 유산서 운동군보다 뚜렷하게 관찰되었으나 렙틴, TNF-a, IL-6 등에는 운동 전 후 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 미토콘드리아 DNA 양은 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았지만, 운동군에서 증가하는 경향을, 대조군에서는 감소하는 경향을 보였다. 마이오넥틴의 경우 운동 전후 유의한 변화가 관찰되지 않았으나 대조군에서는 통계적으로 유의하게 증가하는 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, it has been suggested that diabetes mellitus is associated with mitochondrial dysfunction by several studies. Since aerobic exercise and resistance exercise are well known for their effects on glycemic control and insulin resistance, they are considered as key components of life style modification, which is fundamental way of managing type 2 diabetes mellitus. However, the mechanism by which these trainings affect glycemic control ad insulin resistance is largely unknown. We hypothesized that exercise training would help overcoming insulin resistance by enahncing mitochondrial function, directly or indirectly by changing body composition such as muscle mass.
We recruited 46 women who are 60 years old or older, and have been treated as type 2 diabetes mellitus for more than 6 months. They are randomized into 3 groups; aerobic exercise group (n=14), resistance excercise group (n=14), and control group (n=11). Among these, 13 in aerobic training group, 13 in resistance training group, and 10 in control group completed 12 weeks of training and pre/post examination thoroughly. Anthropometric measurements, body composition analysis using BIA, DXA, and abdominal CT scan, tests for exercise ability such as VO2 max, 1-RM, and evaluation for resting metabolic rate were done. Blood samples were acquisited for evaluation of blood glucose level, insulin resistance, liver and renal function, lipid profile, inflammation status, adipokine and mitochondrial function. Mitochondrial function was evalauted with mitochondiral DNA copy number and serum concentration of myonectin.
After 12 weeks of exercise training, waist and hip circumferences are reduced significantly. Total body fat, fat proportion and abdominal subcutaneous fat area were decreased significantly in both aerobic and resistance training groups. However, visceral fat area was significantly decreased after exercise only in aerobic exercise group. VO2 max was increased in both training groups, but 1-RM was increased only in resistance training group. RMR was also increased in resistance training group. Both training groups showed lower LDL level than control group after training, however, HDL cholesterol also decreased after training in these groups. Fasting glucose level was significantly decreased in aerobic exercise group, and hemoglobin A1c was decreased in both training groups. No significant difference was observed in insulin resistance indices. Increase in adiponectin concentration was more significant in resistance training group. Both exercise training tended to increase mitochondrial DNA amount, while control group did not, but without statistical significance. There was no significant difference between pre- and post- level of myonectin in both training groups. However, control group showed significantly increased serum myonectin concentration after 3 months.