Effects of Regular Treadmill Running on GLUT4 Protein of Skeletal Muscle in STZ-diabetic Rats

STZ-당뇨 흰쥐에서 규칙적인 Treadmill운동이 골격근 제 4 형 당수송체에 미치는 영향

The purpose of this study was to investigate the effects of regular treadmill running on GLUT4 protein of skeletal muscle in STZ-diabetic rats. I used 19 male Sprague-Dawley rats weighing 140 to 160 grams. Rats were randomly assigned into normal, diabetes(DM) and DE(DE) groups. The exercise was loaded with treadmill running for 5 days per week during 4 weeks. All experimental procedures were carried out following overnight fasting 48 hours after last exercise. Gain(gm) in body weight in DM rats(822.4) was lowered compared to normal rats(1092.8), and decreased by exercise. Plasma glucose concentration(mg/dl) in DM rats was 1433.1 which is higher than that of normal group of 1036.4. The concentration of DE group was lower than that of DM rats. Plasma insulin concentration(${\mu}U/ml$) of DM and DE rats was significantly lowerd compared to normal rats. There was no difference of plasma concentrations of FFA and HDL cholesterol among noraml, DM and DE groups. Plasma triglyceride concentration(mg/dl) was significantly highered in DM group compared to those of DM group, the concentration of DE group was lower. Glycogen concentration(mg/gm wet weight) of the plantaris muscle in DM and DE groups was significantly reduced compared to normal group. Glucose transporter 4(GLUT4) protein of soleus was analyzed by Western blot. In DM group, the GLUT4 protein level was markdly decreased compared to normal group, but the level was recovered to the level of normal group by 4 weeks treadmill running. In conclusion, the insulin resistance induced by STZ administration was partially improved by 4 weeks physical training in rats.

STZ-당뇨 흰쥐에서 규칙적인 treadmill운동이 당 및 지질대사와 골격근 제 4 형 당수송체에 미치는 영향을 연구한 본 논문의 결과를 요약하면 다음과 같다. 규칙적인 운동시작시와 4주간 운동후의 체중증가는 정상군에 비하여 당뇨-대조군은 정상군의 72%수준으로 증가의 정도가 작았으나 운동에 의하여 정상군의 92% 수준으로 회복되었다. 혈장 포도당(mg/dl)은 정상군의 $103{\pm}6.4$에 비하여 당뇨-대조군은 $143{\pm}3.1$로 증가하였으나 운동에 의하여 $115{\pm}2.9$로 낮아졌다. 혈장 인슐린(${\mu}U/ml$)은 정상군의 $19{\pm}4.9$에 비하여 당뇨-대조군 및 당뇨-운동군에서 각각 $8{\pm}2.0$과 $9{\pm}2.1$로 낮았다. 혈장 유리지방산(${\mu}Eq/l$)은 정상군의 $469{\pm}33.6$에 비하여 당뇨-대조군 및 당뇨-운동군은 각각 $491{\pm}69.5$와 $398{\pm}91.8$로 각군간의 유의한 차이가 없었다. 혈장 중성지방(mg/dl)은 대조군의 $42{\pm}4.1$에 비하여 당뇨-대조군은 $58{\pm}7.2$로 높았으며 당뇨-운동군은 $47{\pm}5.4$로 운동에 의하여 개선되는 양상을 보였다. 혈장 총콜레스테롤(mg/dl)은 정상군의 $54{\pm}3.9$에 비하여 당뇨-대조군은 $64{\pm}5.2$로 다소 높았으나 통계적인 유의성은 없었으나 운동에 의하여 $43{\pm}3.2$로 정상군보다 오히려 감소하였다. HDL-콜레스테롤(mg/dl)은 정상군의 $22{\pm}0.8$에 비하여 당뇨-대조군 및 당뇨-운동군은 각각 $23{\pm}1.9$ 및 $24{\pm}1.3$으로 차이가 없었다. 골격근 당원 (mg/gm wet weight)은 족척근에서 정상군의 $3.2{\pm}0.46$에 비하여 당뇨-대조군은 $2.6{\pm}0.39$(정상군의 81%), 당뇨-운동군은 $2.4{\pm}0.47$(정상군의 75%)로 각각 낮았다. 체중에 대한 가자미근 무게 비 (x $10^{-4}$)는 정상군의 $4.58{\pm}0.259$에 비하여 당뇨-대조군은 $4.22{\pm}0.301$(정상군의 92%)로 낮았으나 당뇨-운동군은 $5.06{\pm}0.153$(정상군의 110%)으로 정상군보다도 오히려 높았다. 골격근 제 4 형 당수송체 단백은 가자미근에서 정상군에 비하여 당뇨-대조군에서 낮았으나 운동에 의하여 정상수준으로 회복되었다. 이상의 결과로 미루어 보아 규칙적인 트레드밀 운동은 당뇨유도에 의해 악화된 혈장 포도당과 중성지방, 총콜레스테롤을 개선시키는 작용을 가지며 혈장 포도당 개선 기전의 하나로서 운동이 당뇨유도에 의해 감소된 골격근 당수송체의 양을 증가시키는 것으로 사료된다.