저항성 운동이 Vitamin D Receptor 및 Transforming Growth Factor-β1 유전자 발현에 미치는 영향

Abstract

저항 운동이나 체중 부하 운동은 골밀도를 향상시키는데는 가장 효과적인 운동이라 보고되었다. 저항성 운동은 근골격계 발달을 위해 가장 효과적이며, 신경과 근육 사이의 상호작용을 증진시킬 수 있도록 신체를 자극시킨다. 낮은 골밀도는 골다공증을 나타내는 가장 위험한 인자일 뿐 아니라, 골다공증에 의한 골절의 주요한 원인으로 다루어져 왔다. 또한, 골밀도는 성별, 신체조성, 운동 및 영양상태 등과 같은 환경적인 요인보다는 유전적인 요인이 더 큰 영향을 미치는 것으로 보고되었다. 이러한 유전적 요인들 중에서 VDR 및 TGF-β1 유전자는 골밀도 및 골다공증에 영향을 미치는 결정적인 후보 유전자로 주목되어 왔다. 본 연구의 목적은 Sprague - Dawley계 흰쥐를 대상으로 4주간의 저항성 운동을 실시한 후 체중의 변화와 골밀도 및 골다공증 관련 유전자인 VDR 및 TGF-β1 mRNA의 발현량을 비교 분석한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 실험기간에 따른 통제 집단과 저항성 집단의 체중 변화는 두 집단 모두 통계적으로 현저한 차이(p<.001)를 나타냈으며, 4주 후 두 집단간의 체중의 변화는 유의한 차이(p<.01)를 보였다. 각 집단은 실험이 진행된 후 체중이 꾸준히 증가하는 경향을 보였지만, 운동 수행 후 저항성 운동 집단이 통제 집단에 비교하여 체중 증가량이 낮게 나타났다. 2. 실험기간에 따른 VDR 유전자의 mRNA 발현량은 t-검증을 실시한 결과, 통제집단에서는 통계적으로 현저한 차이(p<.001)를 보였으며, 저항성 운동집단 또한 현저한 차이(p<.001)를 보였다. 4주간 저항성 운동을 실시한 후 VDR 유전자의 mRNA 발현량은 통제집단과 운동집단 사이에서도 통계적으로 큰 차이(p<.001)를 나타냈다. 결과적으로 저항성 운동 수행이 통제집단보다 저항성 운동 집단에서 VDR 유전자의 mRNA 발현량이 크게 증가하였다. 3. 실험기간에 따른 TGF-β1 유전자의 mRNA 발현량은 t-검증을 실시한 결과, 통제집단에서는 통계적으로 현저한 차이(p<.001)를 보였으며, 저항성 운동집단 또한 차이(p<.01)를 보였다. 4주간 저항성 운동을 실시한 후 TGF-β1 유전자의 mRNA 발현량은 통제집단과 운동집단 사이에서는 통계적으로 유의한 차이(p<.05)를 나타냈다. 결과적으로 저항성 운동 수행이 통제집단보다 저항성 운동 집단에서 TGF-β1 유전의 mRNA 발현량이 크게 증가하였다. 이상에서 살펴본 바와 같이, 저항성 운동이 통제 집단에 비해 저항성 운동 집단의 체중을 유의하게 감소 시켰으며, 골격근에서 골다공증 관련 유전자로 알려져 있는 VDR 및 TGF-β1 유전자의 mRNA 발현량에 있어서는 영향력을 미치는 것으로 나타났다.; It has been reported that resistance exercise or weight carrying exercise is the most effective exercise to increase bone density. Resistance exercise is most effective for developing bone and sinew structure, and stimulates body to give interaction between nerves and muscles. Low bone density is the major factor for osteoporosis, and also a main reason for a bone fracture due to osteoporosis. In addition, it has been reported that genetic inheritance has more effect on osteoporosis rather than factors of sex, body composition, and nutrition status. Among these genetic inheritance factors, VDR and TGP-β1 genes are the two candidates, having major effect on bone density and osteoporosis. The main purpose of this research is process on Spraque -Dawley white mice, giving them resistance exercises over 4 weeks and checking their weight changes and production rate of VDR and TGF-β1 genes (related to bone density and osteoporosis). After thorough comparison, following result was given. 1. The weight differences in the two groups in the experiment period appear to be significantly different (p<.001). There were similar differences in the change of weight of the two groups. Each group consistently increased its weight after the experiment, but the weight increase in the resistance group was less than that in the controlled group. 2. The mRNA appearance amount in VDR gene showed statistically a considerable difference (p<.001)in the controlled group in t-test during the experiment period. The resistance activity group also showed a similar difference (p<.001). After 4 weeks resistance activity, the appearance amount of mRNA in VDR gene showed statistically big differences in both groups. As a result, the mRNA appearance rate was increased more in the resistance activity group than in the controlled group. 3. After t-test, the mRNA appearance amount of TGF-β1 in the experiment period showed statistically big differences in the controlled group (p<.001), and there was also a difference in the resistance activity group (p<.01). After 4 weeks resistance activity, the appearance amount of mRNA in TGF-β1 gene showed statistically similar differences (p<.05) between the resistance group and the controlled group. As a result, in resistance activities, the mRNA appearance rate of TGF-β1 was increased more in the resistance activity group than in the controlled group. In conclusion, the resistance exercise significantly decreased the weight, and increased the mRNA production rate for VDR and TGF-β1, where they are know for having great effect on bone density and osteoporosis.