합토글로빈 단백질 표현형이 유산소 운동에 의한 혈청 철분대사 변인에 미치는 영향

Abstract

합토글로빈은 간에서 합성되고 혈액으로 방출되는 혈장단백질의 일종으로 용혈시 방출된 헤모글로빈에 의한 철분 소실 및 산화적 스트레스에 의한 신장 상해를 방지하는 생리적인 역할을 수행한다. 이 혈장단백질은 부등위교차 (unequal crossing over)에 의한 결과로 다형성을 나타내며 이로 인해 인류 집단에서는 Hp11, Hp21 및 Hp22로 이루어진 3종류의 표현형이 존재한다. 이에 본 연구에서는 25명의 남자 대학생을 대상으로 하여 합토글로빈 다형성의 분포 및 철분대사와 관련된 변인들과의 관계를 조사하였다. 또한, 본 연구에서는 Hp21 및 Hp22 표현형을 갖는 각각 7명씩의 연구대상자들을 별도로 선정하여 이들을 대상으로 유산소 운동을 시킨 후, 나타나는 혈청 철분 및 합토글로빈 농도에서의 변화 양상을 분석하였다. 합토글로빈 다형성은 단백질 분석을 이용하여 결정하였으며, 혈청 철분대사 관련 변인들은 자동분석기를 이용하여 측정하였다. 연구를 수행한 결과, 다음과 같은 사실을 확인할 수 있었다. (1) 합토글로빈 다형성의 분포 25명의 남자 대학생들을 대상으로 합토글로빈 다형성의 분포를 조사한 결과, Hp11, Hp21, 그리고 Hp22의 3가지 표현형이 모두 관측되었으며, 그들의 빈도는 각각 8.0%, 44%, 및 48%인 것으로 나타났다. (2)합토글로빈 다형성이 철분대사 변인에 미치는 영향 합토글로빈 다형성이 혈청 철분대사 변인과 어떠한 관련성을 나타내는 지를 분석하였는데, 그 결과 혈청 합토글로빈 농도에서 각각의 표현형들 간에 통계적으로 유의한 차이가 관측되었으며, 사후 검증을 수행한 결과 Hp21 표현형을 갖는 개체들이 Hp22 표현형을 갖는 개체들에 비해서 보다 더 높은 농도의 혈청 합토글로빈 농도를 나타내었다(P < 0.05) (3) 유산소 운동에 의한 혈청 철분대사 변인의 농도변화에 미치는 합토글로빈 다형성의 효과 유산소 운동에 의한 철분대사 변인의 농도에서의 변화에 미치는 합토글로빈 다형성의 효과를 조사한 결과, 혈청 철분 및 합토글로빈 농도에서 회복 후 30분까지 감소하는 양상을 나타내다가 그 이후에는 점차 정상 농도 이상까지 회복되는 양상을 나타내었다. 하지만, 이러한 변화 양상을 합토글로빈 다형성에 의해 나누어서 분석하였을 경우에는 Hp21 표현형을 갖는 개체들은 채혈의 전 시점에서 Hp22 표현형을 갖는 개체들에 비해서 보다 더 높은 혈청 철분 및 합토글로빈 농도를 나타내었다. 결국, 유산소 운동에 따른 연구 대상자의 철분 대사관련 변인의 농도변화에 있어서 합토글로빈 다형성에 의한 개체간 차이가 존재한다는 사실을 암시하며, 이러한 개체간 차이가 나타나는 이유를 규명하기 위한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.; Haptoglobin is a plasma protein that is produced by liver and released to blood, and its function is the pevention of iron loss by released hemoglobin from erythrocyte and the protection of kidney damage from oxidative stress. Also, haptoglobin indicatetes genetic polymorphism among individuals due to unequal crossing over, and names as Hp11, Hp21 and Hp22 by electrophoretic patterns. In this study, I firstly, investigatedthe distribution of haptoglobin polymorphism and its association with iron metabolism associated with parameters in 25 normal males. Secondly, I divided my study subjects into 7 individual with Hp21 phenotype and 7 individuals with Hp22 phenotype, respectively, and investigated the changes in serum iron and haptoglobin levels following aerobic exercise traing according to haptoglobin polymorphism. The phenotype and allele distribution of haptoglobin polymorphism were determined in the protein level, and iron metabolism associated with parameters measured by automatic analyzer. (1) The distribution of haptoglobin polymorphism The phenotype distriburion of haptoglobin polymorphism was 8.0%, 44% and 48% for Hp11, Hp21 and Hp22 phenotypes, respectively. Observed phenotype distribution were in Hardy-Weinberg equilibrium. (2) The relationship between haptoglobin phenotype and serum iron parameters Haptoglobin polymorphism was significantly associated with serum haptoglobin level in our subjects (P < 0.05). Especially, the significant difference in serum haptoglobin level were observed between Hp21 and Hp22 genotypes. (3) The change in serum iron parameters following aerobic training When the changes in serum iron and haptoglobin levels following aerobic trainining were analyzed, the levels in serum iron and haptoglobin were decreased until 30 min after recovery, and thereafter, returned to nearly level before test. (4) The change in serum iron parameters following aerobic training according to haptoglobin polymorphism When the changes in serum iron and haptoglobin levels following aerobic trainining according to haptoglobin polymorphism were analyzed, the inter-individual difference of changes in serum iron and haptoglobin levels were observed between Hp21 and Hp22 phenotypes. In this case, serum iron and haptoglobin levels in individuals with Hp21 phenotypes were higher in all sampling period than those with Hp22 phenotype. Therefore, our results suggest that the inter-individual difference in changes of iron metabolism following aerobic training may be dependent on the phenotype of haptoglobin polymorphism. Therefore, further studies to clarify the mechanism behaind this metabolic adaptation will be required.