급성 운동과 트레드밀 운동이 쥐 심장근육에서 미토콘드리아 기능과 미토파지에 미치는 영향 (Effects of a single bout of exercise and treadmill exercise on mitochondrial function and mitophagy in rat cardiac muscles)

서지정보

· 발행기관 : 한국체육대학교 체육과학연구소
· 수록지 정보 : 스포츠사이언스 / 40권 / 3호 / 413 ~ 420페이지
· 저자명 : 강은범

초록

본 연구는 급성 운동과 트레드밀 운동이 쥐 심장근육에서 미토콘드리아 기능과 미토파지에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 집단구분은 sedentary control group, acute endurance exercise group, chronic endurance exercise group으로 구분하였으며, AEE 그룹은 직후(AEE_0h), 1시간 후(AEE_1h), 2시간 후(AEE_2h), 3시간 후(AEE_3h)로 구분하였다. Western blot 실험을 이용하여 미토콘드리아 기능과 관련된 단백질, 미토파지 관련 단백질들의변화를 살펴보았다. 또한 심장 근섬유 내의 형태학적 변화를 확인하기 위하여 좌심실 부위를 연속관상 절편 하여 H&E 염색, 심장근의 TUNEL-양성 세포수를 확인하기 위해서 실시한 면역조직화학 실험을 실시하였다. 미토콘드리아 기능과 관련된 단백질은 각 시간대의 발현 양상은 다소 차이가 있었지만, 시간이 지날수록 관련 단백질들의 발현이 증가되는 현상을 확인할 수 있었다. 단 한 차례의 운동을 통해 미토파지의 변화는 AEE_0h, AEE_1h, AEE_2h와 8주간의 운동을 실시한 CEE 그룹을 비교했을 때 Parkin, BNIP3 변인은 AEE_1h에서 증가되었지만, AEE_2h에서 감소되어 CEE 그룹과는 통계적으로 유의하게 감소되는 경향이 있었다. 하지만 SQSTM1/p62, Optineurin, PINK1 변인에서 AEE_2h와 CEE 그룹에는 통계적인 차이가 나타나지 않았다. 미토콘드리아 기능관련 변인에서도 AEE_0h, AEE_1h 와 비교했을 때 AEE_2h와 CEE 그룹 모두 통계적으로 유의하게 증가된것으로 나타났으며, AEE_2h와 CEE 그룹에서 통계적인 차이는 나타나지 않았다. 또한 H&E 염색결과를 통해 각각의 집단에서 큰 변화는 나타나지않았으며, 1회성 운동은 심장근의 구조적인 변화를 일으키지 않는다는 확인하였다. 심장근의 TUNEL-양성 세포수를 확인하기 위해서 실시한 면역조직화학법의 결과도 통계적으로 유의한 차이는 없었으며, 이러한 결과로 단 한 차례의 고강도 운동으로 심장근육에서의 세포사멸은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 통해 단 한 차례의 운동으로 심장근육의 구조적 변화 혹은 세포사멸은 과도하게 유발되지 않는 것을 확인할 수 있었으며, 운동으로 유발된 미토파지 현상이 미토콘드리아 기능개선에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

영어초록

The purpose of this study was to investigate the effects of a single bout of exercise and treadmill exercise on mitochondrial function and mi- tophagy in rat cardic muscles. Groups were divided into a sedentary control group, an acute endurance exercise group, and a chronic endur- ance exercise group, and the AEE group was divided into immediately after (AEE_0h), 1 hour after (AEE_1h), 2 hours after (AEE_2h), and 3 hours after (AEE_3h). The aspect of the manifestation of mitochondrial function-related proteins at each hour differed; however, the phe- nomenon could be found in which the manifestation of related proteins increased as time passed. As for changes in mitophagy, at AEE_0h, AEE_1h, and AEE_2h through a one-time exercise, the variables of Parkin and BNIP3 increased at AEE_1h, compared to the CEE group that conducted the exercise for eight weeks; however, they decreased at AEE_2h, so there was a tendency of a statistically significant decrease compared to the CEE group. However, in the variables of SQSTM1/p62, Optineurin, and PINK1, there were no statistical differences at AEE_2h and in the CEE group. Also, in the mitochondrial function-related variables, compared to AEE_0h and AEE_1h, there were significant in- creases at AEE_2h and in the CEE group while there were no statistical differences at AEE_2h and in the CEE group. Furthermore, H&E staining was conducted by the continuous coronal section of the left ventricle region to check morphological changes in the fibers of the myocardium. There were no big changes in each group, and it was found that a single bout of exercise would not cause any structural change in the myocardium. Also, as a result of the immunohistochemical experiment conducted to check the TUNEL-positive cells of the myocardium, there were no statistically significant differences, and consequently, it turned out that there were big changes in the myocardium with aa sin- gle bout of exercise. Through the results of this study, it could be found that a single bout of exercise would not cause excessive structural change or apoptosis of the myocardium, and the phenomenon of mitophagy induced by the exercise had a positive impact on the improvement of mitochondrial function.

참고자료

· 없음