저산소 환경에서 유산소 훈련이 db/db 당뇨쥐의 모세혈관 생성과 VEGF 및 HIF-1α 단백질 발현에 미치는 영향 (Effect of Hypoxic Exercise Training on VEGF and HIF-1α Protein Expression and Capillarity in db/db mice)

서지정보

· 발행기관 : 한국체육학회
· 수록지 정보 : 한국체육학회지 / 51권 / 6호 / 443 ~ 452페이지
· 저자명 : 여효성, 김창근, 김효정

초록

제2형 당뇨는 골격근에서 혈관생성 저하를 유발하는 주요 원인 중 하나로 알려져 있다. Hypoxia-inducible factor (HIF)는 혈관신생의 주요 지표로서 vascular endothelial growth factor (VEGF)와 함께 발현되며 운동이나 저산소 환경에 의해 유도된다. 이 연구는 제2형 당뇨쥐(db/db mice)를 대상으로 저산소 환경에서 수행되는 12주간의 유산소 훈련이 VEGF, HIF-1α 단백질 발현과 모세혈관에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. 총 28마리의 db/db 당뇨쥐(8주령)를 Pre-CON (Pre-control), Post-CON (Post-control), NET (Normoxic exercise training) 및 HET (Hypoxic exercise training) 집단으로 구분하였다. 운동 집단은 주 5일, 매회 1시간동안 VO2max 60%의 강도로 12주간 트레드밀을 이용한 유산소 운동을 수행하였으며 저산소실의 산소농도는 14.6%로 설정하였다. 실험결과, 유산소 훈련에 의해 심장근에서 HIF-1α와 VEGF165의 증가를 확인할 수 있었으며 모세혈관이 NET와 HET 집단의 가자미근에서 유의하게 증가하는 반면 장지신근에서는 NET 집단에서만 증가하였다. 따라서, 장기간의 저산소 운동 훈련은 심장근과 Type I 근섬유 유형인 가자미근의 혈관생성 능력 개선에 긍정적 효과를 나타내는 것으로 분석되었다.

영어초록

In diabetic skeletal muscle, impaired angiogenesis and reduced VEGF expression have been observed, whereas in healthy muscle exercise is known to have opposite effects. The hypoxia-inducible factor (HIF) is activated with vascular endothelial growth factor (VEGF) expression which stimulates angiogenesis. This study was performed to demonstrate the effect of long-term hypoxic exercise training on VEGF and HIF-1α protein expression in the skeletal muscle of db/db mice. Twenty eight db/db mice (8weeks) were randomly assigned to Pre-CON(Pre-control), Post-CON(Post-control), NET (Normoxic exercise training), and HET (Hypoxic exercise training) group. NET and HET group ran on the rodent treadmill (Daejong, Korea) for 1 hour at the level of 60% VO2max (12m/min) for 12 weeks(5d/w). The HET group was trained at 14.6% O2 in hypoxic chamber(b-Cat BV, the Netherlands). The change of VEGF165, Total VEGF, and HIF-1α protein expression were analyzed by western blotting with heart, soleus (SOL) and extensor digitorium longus (EDL) muscle. Capillarity was determined by periodic acid shiff (PAS) staining in SOL and EDL muscle. HIF-1α and VEGF165 protein expression were significantly increased with NET and HET compared with CON in heart muscle. Capillarity was significantly increased in soleus muscle with NET and HET but not in EDL muscle. These results suggest a possibility that long-term hypoxic exercise training may have a positive effect on the angiogenic capacity in the heart muscle and Type I muscle (soleus) of db/db mice.

참고자료

· 없음