본 연구는 남자 대학생을 대상으로 12주간의 규칙적인 태권도 운동이 체구성, 체력, 뇌파활성 및 뇌신경성장인자(BDNF, IGF-1, NGF)에 미치는 영향을 규명하는데 목적이 있었다. 이를 위해 의학적 질환이 없는 대학생 24명을 대조그룹(CG), 유산소 트레이닝 그룹(ATG) 그리고 태권도 트레이닝 그룹(TTG)에 각각 8명씩 무선 배정하여 연구를 실시하였다. 12주 유산소 및 태권도 트레이닝은 주 3회 실시되었으며, 운동강도와 시간은 4주단위로 조정되었다. 뇌파활성 검사 및 채혈은 12주 유산소 및 태권도 트레이닝 전과 후 각각 실시되었으며, 그룹과 시기에 따른 체력요인 및 생화학성분에 대한 차이를 검증하기 위하여 채혈 시점을 반복 측정하는 이원변량분석(two-way repeated ANOVA)을 실시하였다. 이에 대한 연구결과는 다음과 같다. 12주간의 유산소 및 태권도 트레이닝은 신체구성과 뇌파활성에 영향을 미치지 못한 것으로 나타났다. 그러나 유산소 트레이닝과 태권도 트레이닝 모두 체력요소 중 평형성을 증가시키는 것으로 나타났으며(p<.05), 12주 유산소 트레이닝은 뇌신경성장인자인 BDNF를 증가시키는 것으로 나타났다(p<.05). 이상의 결과 12주 유산소 운동은 체력과 뇌신경영양인자에 긍정적인 효과가 있는 반면 태권도 운동은 뇌파 활성화 및 뇌신경영양인자에 영향을 미치지 못한 것으로 나타났다.
운동은 중추와 말초의 각종 성장인자(BDNF, IGF-1, VEGF)들의 상호작용에 의해 뇌신경가소성을 증진시키고 인지기능을 향상시킨다. 지금까지 저·중강도 지속성 유산소 운동의 효과를 검증하는 선행연구가 주로 이루어졌기 때문에 고강도 운동에 따른 뇌신경성장인자의 발현 및 인지기능 개선 효과에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 하지만 최근의 과학적 증거들은 고강도 인터벌 운동이 시간 효율성, 안전성, 심폐지구력 개선 및 체중 감소에 효과적임을 암시하고 있으며, 미스포츠의학회(ACSM)에서 권장하는 일반인을 위한 운동지침에서도 무리가 되지 않는 수준에서 고강도 인터벌 운동 수행을 강조하고 있다. 특히 최근에 발표된 선행 연구에서 고강도 인터벌 운동은 말초조직과 뇌에서의 BDNF, IGF-1, VEGF의 발현을 증가시키고 그로 인한 인지기능 발달에 기여한다는 것을 보고하였으며, 관련된 유력한 생리학적 기전으로 고강도 인터벌 운동으로 인한 뇌의 저산소화와 뇌신경대사의 부가적인 에너지원이 될 수 있는 젖산 이용성 증가가 대두되고 있다. 따라서 향후 저산소화 및 젖산 이용성 증가에 따른 뇌신경성장인자 발현 개선에 어떤 분자생물학적 기전이 관여하는지를 탐구할 필요가 있으며, 또한 동일한 운동량을 가진 저·중강도 지속성 유산소 운동과의 비교 연구를 통해 뇌신경성장인자의 발현 및 인지기능 개선에 있어 고강도 인터벌 운동의 우수성을 입증하는 연구가 요구된다.
본 연구는 규칙적인 태권도 트레이닝이 비만 중년 여성의 뇌신경성장인자 및 인지기능에 미치는 영향을 알아보는데 목적이 있었다. 본 연구를 위하여 중년 비만 여성 33명이 연구대상자로 선정되었으며, 연구대상자들은 태권도 그룹(TG, n=15)과 대조그룹(CG, n=18)에 무선 배정되었다. 태권도 그룹은 16주간 일주일에 5번 태권도 트레이닝을 실시하였으며, 두 그룹 모두 트레이닝 전과 후 각각 brain-derived neurotrophic factor(BDNF), vascular endothelial growth factor(VEGF), insulin-like growth factor-1(IGF-1) 농도 검사와 Stroop Color and Word test를 실시하였다. 연구 결과 태권도 그룹의 BDNF와 IGF-1이 트레이닝 후 유의하게 증가한(p<.05) 반면 VEGF와 Stroop Color and Word Test 결과는 유의한 차이가 나타나지 않아 규칙적인 태권도 트레이닝이 비만 중년 여성의 뇌신경영양인자에는 긍정적이지만 뇌 인지기능에는 영향이 없는 것으로 나타났다.
운동은 신경의 생성, 적응, 보호 기능을 통해 뇌 기능 및 생성에 긍정적인 영향을 미치며, 유산소운동은 뇌신경 성장인자(GH, IGF-1, estrogen, serotonin)를 변화시키는 것으로 보고되었다. 본 연구는 여자 아동의 뇌기능 발달 및 뇌세포 생성 유도인자의 유산소운동 효과를 알아보고자 유산소운동 프로그램에 따른 뇌신경 성장인자(GH, IGF-1, estrogen, serotonin)의 변화를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 반복측정 분산분석에 의해 운동군과 대조군의 평균을 비교한 결과 유산소운동은 집단간 유의한 차이를 보이며 체중, BMI, 체지방량, 체지방률을 감소 시켰으며, 제지방률을 증가시켰다. 또한 뇌신경 성장인자인 serotonin을 감소시켰으며, GH와 IGF-1을 증가시켰다. 본 연구결과 유산소운동 프로그램이 아동의 체중, BMI, 체지방, 체지방률 감소와 제지방률 증가에 효과적이다. 또한 serotonin이 운동 후 감소된 결과를 볼 때 유산소운동 프로그램이 아동의 중추피로 감소에 효과적이며, GH, IGF-1의 운동 후 증가된 결과를 볼 때 유산소운동이 아동의 뇌기능 발달 및 뇌세포 생성 유도에 긍정적인 프로그램임을 알 수 있다.
히스톤 탈 아세틸 효소(HDAC)와 인슐린유사성장인자(IGF-I)는 근육 관련 유전자들의 활성 및 발현을 조절하여 골격근의 성장 및 발달을 조절하지만 이들이 근신경계 발달 및 대사 기능에 중요한 역할을 담당하는 뇌신경성장인자(BDNF)의 발현에 미치는 영향에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 IGF-I과 HDAC의 억제제인 SAHA가 C2C12 골격근 세포에서 BDNF 발현에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 IGF-I은 농도와 시간 의존적으로 BDNF의 mRNA 및 단백질 발현을 감소시켰지만 HDAC을 억제하자 IGF-I에 의해 감소되었던 BDNF의 발현이 증가하는 경향을 관찰할 수 있었다. 따라서 IGF-I은 BDNF의 발현을 억제하며, HDAC의 억제는 IGF-I에 의한 BDNF의 발현 억제를 감소시킬 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
본 연구는 경증 치매 여성노인을 대상으로 12주간 유산소 운동 프로그램을 통해 BDNF 및 혈중지질의 변화를 살펴보고자 주 3회 빈도와 운동자각도 9-14로 50분간 실시하였다. 이와 같은 목적과 절차를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, BDNF의 결과 운동군에서 12주간 유산소 운동 프로그램 실시 후 유의한 증가가 나타났다. 둘째, 혈중지질의 결과 운동군에서 12주간 유산소 운동 프로그램 실시 후 중성지방에서는 유의한 감소가 나타나지 않았으며 총콜레스테롤, 저밀도 지단백 콜레스테롤에서 유의한 감소가 나타났고 고밀도 지단백 콜레스테롤에서는 유의한 증가가 나타났다. 따라서 본 연구에서 실시한 유산소 운동 프로그램이 치매 예방과 함께 지질개선에 긍정적인 영향을 미쳤으며 이를 통하여 신체적 및 정신적 건강에도 도움을 주며 노인들의 삶의 질을 개선시킬 수 있다고 사료된다.
We investigated whether an aqueous extract of Chong-Myung-Tang inhibits secretion of tumor necrosis $factor-{\alpha}$$(TNF-{\alpha})$ from primary cultures of mouse astrocytes. Chong-Myung-Tang dosedependently inhibited the $TNF-{\alpha}$ secretion by astrocytes stimulated with substance P (SP) and lipopolysaccharide (LPS). Interleukin-1 (IL-1) has been shown to elevate $TNF-{\alpha}$ secretion from LPS-stimulated astrocytes while having no effect on astrocytes in the absence of LPS. We therefore investigated whether IL-1 mediated inhibition of $TNF-{\alpha}$ secretion from astrocytes by Chong-Myung-Tang. Treatment of Chong-Myung-Tang to astrocytes stimulated with both LPS and SP decreased IL-1 secretion. Moreover, incubation of astrocytes with IL-1 antibody abolished the synergistic cooperative effect of LPS and SP. These results suggest that Chong-Myung-Tang may inhibits $TNF-{\alpha}$ secretion by inhibiting IL-1 secretion and that Chong-Myung-Tang has a antiinflammatory activity in the central nervous system.
목 적 : 규칙적인 운동이 신경보호 효과와 도파민성 신경원의 재구축, 운동기능 향상에 영향을 미친다는 실험실적 연구결과에도 불구하고, 아직까지 파킨슨병 질환자의 트레드밀 운동이 뇌신경 변화에 영향을 미치는지에 대해서는 논란이 되고 있는 상황이다. 더군다나, 증상의 진전이 흑질선조체의 뇌신경 변화에 의한 것인지, 운동에 의한 전반적인 효과인지, 의욕에 영향을 받은 것이지 또한 확실치 않은 상황이다. 이에 본 연구자는 트레드밀 운동이 파킨슨 유발 실험쥐의 뇌신경 변화를 유발하는 것을 밝히고자 본 실험을 수행하였다. 방 법 : 본 실험에서는 파킨슨 모델을 만들기 위해 수컷 C57BL/6 쥐에 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine(MPTP) 30 mg/kg과 프로베네시드 20 mg/kg을 매 12시간마다 10회 투여(총 5일)하여 파킨슨병을 유발하였다. 이후 운동군을 경사도 $0^{\circ}$, 18 m/min의 속도로, 하루 40분의 트레드밀 운동을 수행하였다. 운동수행의 마지막에는 모든(염류 비교군, 비운동 비교군) 동물의 뇌를 적출하여 신경원성, 신경화학적 변화가 어떤지 비교군, 비운동군과 비교분석하였다. 본 실험에서 Synphilin 단백질은 알파시누크린의 발현 징후로 사용되었다. 흑질과 선조체의 뇌세포를 western blotting에 의해 염색하여 분석하였다. 결 과 : 염류 비교군의 경우 synphilin 단백질의 발현이 발견되지 않았다. 파킨슨 유발을 위한 MPTP(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine) 투여는 알파시누크린의 응집을 의미하는 synphilin 단백질의 발현이 급증하였다. 하지만, 트레드밀 운동군에서는 synphilin 단백질의 발현이 비운동군에 비해 유의하게 낮았다. 이는 트레드밀 운동이 알파시누크린의 응집도를 낮추는데 영향을 미친다는 것으로 사료된다. 결 론 : 본 연구에는 트레드밀 운동이 파킨슨 모델의 뇌에서 알파시누크린 응집체의 제거를 촉진하고, 병의 진행, 세포사멸을 억제하는 것으로 밝혀졌다.
본 연구는 중앙대서전에 인삼의 주 효과중 건망증 방지작용이라고 수록되어 있는 것을 확인하기 위하여 행하여졌다. Step through 시험에서 $GRb_1$과 $GRg_1$은 기억력 획득을 용이하게 하였으며 전기충격 쇼크에 의해 야기되는 기억상실 효과를 억제하였다. 게대가 $Rg_1$은 에타놀 야기 기억재생 저해작용을 방지하였다. Stepdown test에 있어서 $Rb_1,\;Rb_2,\;Rg_1$은 전기충격쇼크에 의해 야기되는 기억보지 저해효과를 방지하였다. 또한 $Rg_1$은 에타놀에 의해 야기되는 기억재생 저해효과를 방지하였으며 단기적 기억력 획득을 용이케 하였다. Shuttle box와 lever press 시험에서도 $Rb_1$을 제외하고 나머지는 기억획득과 재생에 효과를 미치지 못했다. $Rb_1$은 shuttle box 시험에서 조건회피반응의 재생 (retrieval)을 억제하였다. 이와 같은 4가지 시험이 끝난후에 인삼의 구강투여가 진정, 진통, 해열, 진경효과와 자발 및 탐색활동에 미치는 영향을 500 mg/kg 투여 범위내에서 조사하였으나 아무런 반응도 관찰되지 않았다. 현재까지 연구결과는 $Rg_1$이 기억의 재생 및 학습반응의 획득과정에 대하여 효과가 있다는 것을 의미한다. 최근의 신경성장인자(NGF)가 성숙동물에 있어 뇌신경세포의 생존, 재생 및 조절에 미치는 작용에 관한 연구결과는 지능장해와 건망증에 대한 신경성장인자의 중요성을 시사했다. NGF에 의해 야기된 신경세포돌기 성장의 특이성에 관한 연구결과를 병아리 배배근 신경절에 있어서 NGF의 영향은 $Rh_1$에 의해 증가되었다. 다음으로 $Rb_1$은 병아리 배의 감각 및 교감신경단위에 있어서 NGF-관련 신경섬유 증가를 강화시켰다. NGF와 $Rb_1$을 함께 했을 때도 역시 쥐 대뇌피질의 신경세포 생존수를 증가시키는 경향을 보였다. NGF는 쥐의 배격부 부근의 신경세포를 배양했을 때 cholineacetyl transferase 활성을 증가시키지 않았다. 이러한 결과로 $Rb_1$은 뇌에 있어서 신경세포의 생존이나 재생에 중요한 역활을 한다는 것은 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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