뇌출혈 유발 전․후의 지구성 운동이 흰쥐의 신경세포 사멸에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

뇌출혈 (intracerebral hemorrhage)은 뇌혈관 파괴에 의한 뇌혈관 질환의 일종으로 많은 후유증을 남겨 현대 의학의 치료에 어려움이 따르는 질환 중 하나이다. 본 연구의 목적은 뇌출혈 유발 전․후의 지구성 운동이 세포사멸에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 본 연구에 사용된 동물은 Sprague-Dawley 계열 수컷 흰쥐를 사용하였다. 실험동물은 대조군 (sham-operation group), 뇌출혈군 (hemorrhage-induction group), 뇌출혈 전 트레드밀군(hemorrhage-induction with pre-operative treadmill group), 뇌출혈 후 트레드밀군(hemorrhage-induction with post-operative treadmill group) 그리고 뇌출혈 전·후 트레드밀군(hemorrhage-induction with pre- and post-operative treadmill group)으로 분류하였다.
연구 결과, 뇌출혈은 선조체의 병변크기, terminal deoxynucleotidyl transferase -mediated dUTP-biotin nick end labeling (TUNEL) 양성세포수와 caspase-3 발현을 증가시켰으며, 뇌출혈 전·후의 트레드밀이 뇌출혈에 의해 유도된 병변부위와 TUNEL 양성세포수와 caspase-3 발현을 억제하였다. 트레드밀 운동이 뇌출혈 유발 흰쥐에 해마 Bcl-2와 Bax 유전자 발현에 미치는 영향은 뇌출혈에 의해 Bcl-2 발현은 감소하고 Bax 유전자 발현은 증가하였다. 트레드밀 운동은 Bcl-2 유전자 발현의 증가와 Bax 유전자 발현의 증가를 나타내었다. 또한 뇌출혈 유발 전·후의 트레드밀 운동은 뇌출혈에 의해 유도된 공간인지 검사의 정답반응 감소와 에러의 증가는 개선되는 것으로 나타났다.
이러한 연구결과를 종합하면 통계적 유의성은 없으나 뇌출혈 전후의 트레드밀 운동은 뇌출혈에 의해 유도된 신경 세포사멸을 개선시키며, 뇌출혈에 의해 유도되는 공간 인지능력 감소를 극복할 수 있을 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Intracerebral hemorrhage is one of the most devastating types of stroke. This disease is known to cause severe neurological damage and also has a very high mortality rate. In the present study, The effect of pre- and post-conditioning exercise on intrastriatal hemorrhage-induced apoptotic neuronal cell death in the striatum of rats following intracerebral hemorrhage were investigated. Intrastriatal hemorrhage was caused by injection of collagenase into the striatum using a stereotaxic instrument. The animals in the pre-exercise group were formed to run on a treadmill for 30 min once a day starting 7 days before the hemorrhage. The animals in the post-exercise groups were formed to run on a treadmill running for 30 min once a day starting one day after hemorrhage for 7 consecutive days. The intensity of treadmill running consisted of running at a speed of 2 m/min for the first 5 min, 5 m/min for the next 5 min, and then 8 m/min for the last 20 min, with 0% grade. The animals in the non-exercise groups were left on the treadmill without running for the same duration of time.
In the present results, treadmill exercise was shown to suppress the increase in the size of hemorrhage-induced lesions and the increase in caspase-3 expression and DNA fragmentation in the striatum. Based on these results, it is possible that treadmill exercise aids in the recovery from central nervous system sequelae following intracerebral hemorrhage. The present results reveal that treadmill exercise improved spatial memory by suppressing the hemorrhage-induced apoptotic neuronal cell death in the striatum and the size of hemorrhage-induced lesions. Also, treadmill exercise suppresses decrease in the hemorrhage-induced Bax mRNA expression, whereas enhances decrease in the hemorrhage-induced Bcl-2 mRNA expression in the hippocampal region. Here in this study, we show that treadmill exercise overcomes the hemorrhage-induced apoptotic neuronal cell death and thus facilitates the recovery of spatial memory impairment induced by intracerebral hemorrhage.