• 대한물리의학회지
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• 제9권1호
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• pp.45-53
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• 2014

PURPOSE: In this study, we tried to find out what kind of exercise was more effective in sleep disorder by comparing melatonin in blood after applying low intensity with high intensity exercise to sleep disordered rats induced by experiment. METHODS: We used male Sprague-Dawley rats which were 8weeks old and weighted 300g. They were supplied with water and food without any restriction. We kept the room temperature at $25^{\circ}C$ and controld the length of day and night in 12 hours blocks, respectively. We divided the rats 60 into 2 groups. To one group we applied low intensity exercise, and to the other we applied high intensity exercise for 15minutes per day over a period of 4 weeks. We extracted the blood from abdominal aorta before, after exercise, moved into EDTA tube, performed centrifugation. We decanted the serum $200{\mu}l$ from the blood into microcentrifuge tube by samples and moved into polypropylene culture tubes with micro pipette. We split enzyme solution $50{\mu}l$ into the tubes with melatonin direct kits and make them react at $37^{\circ}C$ for 2 hours. We split assay buffer $50{\mu}l$ into each tube and mixed melatonin tracer $50{\mu}l$ and melatonin antiserum $50{\mu}l$, respectively. After we made them react in room temperature, we decanted the superficial layer with a centrifuge and measured the activity for 1 minute by competitive method with ${\gamma}$-counter equipment. We draw a standard curve through logit-log graph with CPM(counts per minute) and counted the melatonin by B/B0. We conducted independent t-test to examine the homogeneous of melatonin value of before low-intensity and high-intensity exercise. We performed paired t-test to compare before and after low-intensity and high-intensity exercise, respectively. We carried out independent t-test to compare melatonin value after low-intensity and high-intensity exercise. Significance level was .05. RESULTS: The results were as follows; firstly melatonin was more increased in the group who was exposed to high intensity exercise when we compared before to after high and low intensity exercise, respectively. Secondly, high intensity exercise was more effective than low intensity exercise when we compared the two. CONCLUSION: In conclusion, secretion of melatonin which is the material of sleep improvement could be promoted by high intensity exercise. Low intensity exercise acted as a stress rather than improving sleep and had a negative effect on the secretion of melatonin because the melatonin was affected by stress.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권12호
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• pp.1784-1795
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• 2017

Objective: The study examined the effect of intravenous administration of bacterial endotoxin-lipopolysaccharide (LPS) -on the nocturnal secretion of melatonin and on the expression of enzymes of the melatonin biosynthetic pathway in the pineal gland of ewes, taking into account two different photoperiodic conditions: short-night (SN; n = 12) and long-night (LN; n = 12). Methods: In both experiments, animals (n = 12) were randomly divided into two groups: control (n = 6) and LPS-treated (n = 6) one. Two hours after sunset, animals received an injection of LPS or saline. Blood samples were collected starting one hour after sunset and continuing for 3 hours after the treatment. The ewes were euthanized 3 hours after LPS/saline treatment. The concentration of hormones in plasma was assayed by radioimmunoassay. In the pineal gland, the content of serotonin and its metabolite was determined by HPLC; whereas the expression of examined genes and protein was assayed using real-time polymerase chain reaction and Western Blot, respectively. Results: Endotoxin administration lowered (p<0.05) levels of circulating melatonin in animals from LN photoperiod only during the first hour after treatment, while in ewes from SN photoperiod only in the third hour after the injection. Inflammation more substantially suppressed biosynthesis of melatonin in ewes from SN photoperiod, which were also characterised by lower (p<0.05) cortisol concentrations after LPS treatment compared with animals from LN photoperiod. In the pineal gland of ewes subjected to SN photoperiod, LPS reduced (p<0.05) serotonin content and the expression of melatonin biosynthetic pathway enzymes, such as tryptophan hydroxylase and arylalkylamine-N-acetyltransferase. Pineal activity may be disturbed by circulating LPS and proinflammatory cytokines because the expression of mRNAs encoding their corresponding receptors was determined in this gland. Conclusion: The present study showed that peripheral inflammation reduces the secretion of melatonin, but this effect may be influenced by the photoperiod.

• 한국수정란이식학회지
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• 제24권4호
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• pp.237-247
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• 2009

Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) is the major neurohormone secreted during the night by the vertebrate pineal gland. The circadian pattern of pineal melatonin secretion is related to the biological clock within the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus in mammals. The SCN coordinates the body's rhythms to the environmental light-dark cycle in response to light perceived by the retina, which acts mainly on retinal ganglion cells that contain the photopigment melanopsin. Calbindin-D9k (CaBP-9k) is a member of the S100 family of intracellular calcium- binding proteins, and in this review, we discuss the involvement of melatonin and CaBP-9k with respect to calcium homeostasis and apoptotic cell death. In future studies, we hope to provide important information on the roles played by CaBP-9k in cell signal transduction, cell proliferation, and $Ca^{2+}$ homeostasis in vivo and in vitro.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.605-610
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• 2013

GABA는 포유류의 신경전달물질의 분비를 억제하며, 신경안정 작용, 스트레스 해소, 우울증 완화, 불면 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 곡류식품에 존재하는 GABA 함량은 일반미 1~4 mg/100 g, 현미 4~8 mg/100 g으로 알려져 있지만, 그 함량이 낮아 자연 식품으로부터 섭취하는 양으로는 생리활성을 기대하기 어렵다. 본 연구에서는 mono sodium glutamate (MSG)발효로 얻은 GABA 코팅 쌀이 신경안정제 뿐만 아니라 수면유도제로 쓰이는 melatonin과 serotonin의 생성 촉진 효과를 알아보았다. 그 결과 melatonin의 경우 GABA (25 mg/mL) 투여군은 $3.515{\pm}0.149pg/mL$, 일반미 공급군의 경우 $2.632{\pm}0.188pg/mL$이며, GABA 코팅 쌀 공급군은 $3.578{\pm}0.158pg/mL$로 나타났다. Serotonin 함량을 측정한 결과 GABA (25 mg/mL), 일반미 공급군은 각각 $5.183{\pm}0.142ng/mL$, $4.784{\pm}0.108ng/mL$가 측정되었으며 GABA 코팅 쌀을 공급한 실험군은 $5.918{\pm}0.169ng/mL$의 serotonin이 생성되었다. GABA 코팅 쌀의 지속적인 섭취로 인해 melatonin과 serotonin은 유의적인 증가는 있었지만, 누적효과는 없었다. 기능성 식품으로 개발된 GABA 코팅 쌀을 지속적으로 섭취하면 일반미에서 섭취하여 얻을 수 있는 melatonin과 serotonin의 유도효과를 얻을 수 있고, GABA 25 mg/mL를 섭취하는 것과 비슷한 효과를 나타낼 수 있다고 사료된다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제34권2호
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• pp.89-94
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• 2010

Melatonin is induced by light information through the retina and leads to growth factor activation. Thus, we investigated the effects of melatonin by controlling the photoperiod of growing young rats. Male Sprague-Dawley rats (n=6; 4 weeks old) were divided into two experimental groups: the L/D group (normal photoperiod; light/dark: 12/12 h; lights on at 9:00 a.m.) and the L/L group (light/light: 24 h). Rat body weight and food consumption were measured daily for 8 weeks. After 8 weeks, the rats were anesthetized with a mixture of ketamine (50 mg/kg) and xylazine (10 mg/kg) and sacrificed. Tissue was then collected for RNA isolation (from brain, heart, liver, kidney, adrenal gland, testis, tibia, hind limb muscles). Also, serum was isolated from blood using a centrifugal separation. The L/L group had significantly lower body weight than the L/D group from 4 to 6 weeks (p<0.05). The L/D group had increased tissue mass, compared with the L/L group, but the difference was not statistically significant. The L/D group had a significantly higher melatonin concentration than the L/L group between the hours of midnight and 2:00 a.m (p<0.01). These results indicate that photoperiod length may affect the secretion of melatonin from the pineal gland. Also, the reduction of nocturnal melatonin secretion may retard the development of growing young rats. In future studies, we plan to compare exogenous melatonin administration with endogenous melatonin concentration induced by photoperiod control. Moreover, we will confirm whether the effects seen in pathological animal models can be reversed by controlling the photoperiod.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제5권1호
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• pp.1-8
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• 2001

골든 햄스터의 생식활동은 광주기(하루 중 조명 시간)에 의해 결정된다. 광주기는 일년 동안 예측할 수 있는 환경요인이다. 주간 길이가 야간 길이보다 긴 여름에 햄스터의 생식 활동은 왕성하다. 생식 기능을 유지시키는 조명 시간은 하루에 적어도 12.5시간이다. 송과선을 제거시키면 광주기의 정보가 억제되기 때문에, 광주기의 정보는 송과선을 통하여 중재된다. 송과선을 제거 당한 핼스터는 생식 활동이 유지되고, 생식소 기능을 억제하는 상황에서도 생식 기능을 촉진시킨다. 송과선은 멜라토닌을 분비하고 멜라토닌은 광주기 정보를 반영 한다. 멜라토닌을 적절히 투입하면 송과선과 무관하게 생식소 퇴화가 유도된다. 생식체계를 기능적으로 통합하는 신경내분비 신호로 환경 정보가 전환하는 기전을 멜라토닌이 조절함을 시사한다. 광범위한 연구에도 불구하고, 멜라토닌의 작용부위는 알려지지 않았다. 이는 멜라토닌이 생식 호르몬의 분비에 미치는 즉각적인 효과가 없기 때문이다. 그러나, 성적으로 퇴화된 동물들은 생식 호르몬 수준이 낮고 시상하부 내 GnRH 양이 증가한다. 광주기 혹은 멜라토닌 처리가 생식 기능을 억제하는 효과는 GnRH 신경계에 의해 중재됨을 의미한다. 멜라토닌이 GnRH 신경에 미치는 작용 기전이 조사되어야 한다. 멜라토닌 수용체가 클로닝되어, 목적 조직에 미치는 멜라토닌의 작용 기전과 해부학적 위치를 통하여 멜라토닌의 다양하고 잠재적인 능력을 분자수준에서 연구하는데 공헌할 것이다.

• 한국동물학회지
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• 제39권4호
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• pp.337-351
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• 1996

멜라토닌은 대뇌와 소뇌 사이에 위치한 송과선에서 분비되는 호르몬으로 빛이 없는 밤에만 분비된다. 멜라토닌은 분자적 수준에서부터 개체의 행동에 이르기 까지 다양한 기능을 보인다. 특히, 생식에 미치는 영향은 광범위하여, 온대지방에 사는 대부분의 동물은 주위 환경에 적응하여 종족을 유지하는 유일한 계절적 번식을 한다. 햄스터의 생식활동은 여름에 왕성하고 겨울에 정지된다.이는 많은 환경요소중 광주기의 효과가 송과선에 의해 제거하면 광주기의 영향은 사라진다. 즉 생식에 미치는 광주기의 효과가 송과선에 의해 중재 됨을 의미한다. 또한 송과선 호르몬인 멜라토닌의 적절한 처리는 생식활동을 억제한다. 따라서 멜라토닌은 생식에 미치는 광주기의 정보를 생식내분비계로 전달하는 신경전달물질로 사료된다. 시상하부의 특정부위를 절제한 후 광주기나 멜라토닌을 처리하여 멜라토닌의 작용부위에 관한 연구가 되었으나 동물마다 차이점을 보인다. 대부부의 동물에서 공통적인 부위는 suprachiasmatic nuclei와 pars tuberalis이다. 멜라토닌이 생식에 미치는 작용기작은 아직 밝혀지지 않았다. 이는 멜라토닌의 지속적 처리가 멜라토닌의 장기적처리는 이들 호르몬의 분비를 저하시키고, 시상하부에서의 gonadotropin-releasing hormone (GnRH)양을 증가시킨다. 이 결과는 멜라토닌의 지속적인 처리가 시상하부로부터의 GnRH 양을 분비를 감소킴으로써 생식활동을 억제하는 것으로 사료된다.그러나, 멜라토닌에서 GnRH 신경까지의 정보전달은 아직 밝혀지지 않았다. Opioid 신경에 대한 광주기와 멜라토닌의 효과가 동일한 점은 opioid신경의 매개체 역할을 제시하고 있다. 최근에 멜라토닌 수용체가 개구리의 피부와 몇몇 동물의 뇌와 시세포에서 크로닝되었다. 이수용체는 G protein과 관련되고 cAMP 생성을 억제한다. 앞으로 이 멜라토닌 수용체의 존재여부와 분자생물학적 연구는 멜라토닌의 작용부위와 표적세포에서의 작용기작을 설명하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제8권1호
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• pp.32-42
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• 2023

어류의 번식은 뇌에서 분비되는 다양한 신경호르몬과 뇌하수체에서 분비되는 생식소 자극 호르몬에 의해 조절된다. 극동산 뱀장어(Anguilla japonica)의 번식도 이 호르몬들의 작용에 의해 조절되지만 성 성숙 시 신경호르몬이 뇌하수체 호르몬을 조절하는 방법은 완전히 밝혀지지 않았다. 이전 연구에 의하면 progesterone (P4), melatonin 및 serotonin (5-HT) 등과 같은 신경호르몬이 일부 어류의 번식 과정 조절에 관여하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구에서는 뱀장어의 뇌하수체를 초대 배양하였고, 안정화된 뇌하수체 세포에 P4, 17β-estradiol (E2), melatonin 및 5-HT를 처리하였다. 이후 처리된 호르몬의 작용이 뇌하수체 세포에서 번식 관련 호르몬인 FSHβ, LHβ, GH 및 SL mRNA 발현에 어떤 영향을 미치는지 조사하였다. 본 연구를 수행한 결과, P4는 뇌하수체 세포에서 FSHβ와 LHβ 발현을 증가시켰고, melatonin은 FSHβ와 LHβ 뿐만 아니라 GH와 SL의 발현을 증가시켰다. 하지만 5-HT는 이 유전자의 mRNA 발현에 유의한 영향을 미치지 않았다. 이상의 결과는 P4 또는 melatonin이 뱀장어의 초기 성 성숙에 중요한 역할을 할 수 있음을 의미한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권5호
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• pp.486-493
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• 2024

Lighting has been used for a long time as a medium to convey brightness from darkness, and through incandescent lamps and fluorescent lamps, LED light sources have now become the standard in the lighting industry. Recently, the lighting equipment industry has been undergoing rapid digital transformation, starting with smart lighting, and is evolving into smart lighting customized for individuals and spaces through the development of IoT technology, cloud-based services, and data analysis. However, the blue light emitted from digital devices (computers, smartphones, tablets, etc.) or LED lights stimulates the melanopsin in the optic ganglion cells in the retina of the eye, which in turn stimulates the secretion of melatonin through the pineal gland, which regulates the secretion of melatonin. This can reduce sleep quality or disrupt biological rhythms. This interaction between blue light and melatonin has such a significant impact on human sleep patterns and overall health that it is essential to reduce exposure to blue light, especially in the evening. Human-centered lighting refers to lighting that takes into account the effects of light on the physical and mental areas, such as human activity and awakening, improvement of sleep quality, and health management. Many research institutes study the effects in the visible area and the non-visible area. By studying the impact, it is expected to improve the quality of human life. In this study, we plan to study ways to implement human-centered lighting by collecting sunrise and sunset data and linking commercialized LED packages and control devices with open-source hardware.

• 수면정신생리
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• 제21권2호
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• pp.51-60
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• 2014

A 'circadian rhythm' is a self-sustained biological rhythm (cycle) that repeats itself approximately every 24 hours. Circadian rhythms are generated by an internal clock, or pacemaker, and persist even in the absence of environmental time cues, collectively termed 'zeitgebers.' Although organisms generate circadian rhythms internally, they are entrained by environmental stimuli, particularly the light-dark cycle. Measurement of the endogenous melatonin rhythm provides relatively reliable surrogate way of assessing the timing of the internal circadian clock. Also, core body temperature and cortisol can be used as markers of circadian rhythms. The sleep-wake cycle, body temperature, and melatonin rhythm have a stable internal phase relationship in humans and other diurnal species. They play an important role in controlling daily behavioral rhythms including task performance, blood pressure, and synthesis and secretion of several hormones. In this review, we address not only the properties, methods of measurement, and markers of circadian rhythms, but also the physiological and psychological importance of human circadian rhythms.