한국체육대학교 운동생화학실
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1. 실험실 소개
한국체육대학교 체육과학연구소 소속으로, 2002년에 개설된 운동 생화학실은 체육학 분야에서는 이례적으로 운동과 생화학이라는 학문을 접목, 생화학·유전학·분자생물학적인 실험기법들을 이용하여 알츠하이머 질환(Alzheimer's Disease), 당뇨(Diabetics), 노화(Aging)와 같은 생명현상에서 발생하는 각종 질병과 우수한 운동수행능력이 요구되는 엘리트 운동선수들의 경기력 향상 등 체육학적, 영양학적 방법을 적용하여 다양한 체육학 분야의 연구를 활발히 수행하고 있습니다.
2. 연구 분야
(1) 알츠하이머 질환(Alzheimer's Disease)
알츠하이머 질환은 노년층에서 흔히 발생하는 신경퇴행성질환으로 한국의 경우, 평균 수명의 연장으로 인한 노인 인구 증가에 따라 2020년까지 65세 이상 노인 인구의 약 8.3%인 62만 명이 알츠하이머 환자가 될 것으로 추정하고 있으며 현재, 알츠하이머 질환은 노령인구에서 뿐만 아니라 30~60세 사이에서도 발생하여 사회문제로 대두되고 있으며 발병기전도 명확하게 규명되지 않은 상태입니다.
이와 같은 알츠하이머 질환에 대한 약물학적 연구는 활발히 진행된 상태이지만 운동학적, 영양학적 연구는 아직 미흡한 실정입니다. 따라서 저희 연구실에는 국민체육진흥공단의 체육학술진흥사업에 의한 연구보고서로서 hAPP695sw 돌연변이(mutants)를 neuron-specific enolase(NSE) 유전자의 프로모터 조절 하에 연결시킨 융합 유전자(pNSE/APP695sw fusion gene)를 과 발현시킨 알츠하이머질환 모델 생쥐를 대상으로 16주간의 지구성 운동과 항산화제인 α-lipoic acid 투여가 독립적으로 혹은 상호작용하여 알츠하이머질환 모델생쥐의 인지적?행동적 학습능력(escape velocity, escape distance, escape latency)의 결함을 개선시킬 수 있는지를 검증하고 뇌 조직에서 APPsw 유전자의 발현을 확인한 후 Aβ42, 세포사멸 관련 단백질(Bcl-2, Bax, caspase-3), GLUT-1, BDNF, HSP-70, SOD-1와 Catalase 발현량을 Aβ42
그 결과 지구성 운동과 α-lipoic acid 투여는 알츠하이머 질환 모델 생쥐의 인지적?행동적 학습능력을 개선시켰으며 세포 보호 작용 단백질과 항산화 효소 단백질 및 포도당 수송체 발현 수준을 현저하게 증가시켰습니다. 특히, α-lipoic acid 투여는 알츠하이머 질환을 일으키는 주병변인 Aβ42의 발현 수준을 현저하게 감소시키는 등 긍정적인 결과를 도출하였습니다.
(2) 당뇨 (Diabetics)
당뇨병은 인슐린 분비의 결핍과 수용체 민감도 저하, 그리고 고혈당 증상을 보이는 대사성 질환으로 세포 내 단백질 변형과 산화적 스트레스로 인한 세포 내 방어 시스템에 손상을 초래합니다.
특히, 고혈압을 동반한 심혈관질환들은 당뇨병성 심근증, 출혈성 심기능 부전, 심장 자율신경계의 장애 등 합병증을 발생시키며 당뇨 질환 모델의 동물실험에서 심실 확대, 심근 손상을 통한 세포 손상이 보고되고 있습니다.
현재, 당뇨관련 심근 질환에 대한 약리학적, 의학적 접근들이 많이 수행되고 있으나 운동학적 방법에 대한 연구들은 미흡한 실정입니다. 따라서 저희 연구실에서는 STZ-유도 당뇨 질환 흰쥐를 이용하여 허혈에 의해 촉진되는 심근 손상을 방지하기 위한 운동의 전 처치 효과를 검증하고 HSP-60의 발현을 통한 심근 세포 보호와 심근 내의 AMPK 활성도에 따른 PGC-1α, GLUT-4의 발현을 통한 당대사 개선을 알아보았습니다.
경기력 향상을 위한 스포츠 과학은 선수들의 운동능력을 극대화하여 최상의 운동결과를 창출해 내는 것을 목적으로 하며 최근에는 스포츠 과학의 급격한 영역 팽창과 함께 운동 생화학, 스포츠 의학, 분자생물학, 스포츠 공학, 스포츠 전산 등과 같은 전문화된 영역들이 발생하기 시작하였으며 다양한 학문들의 상호작용을 통하여 더 많은 엘리트 선수들이 좋은 성적을 거둘 수 있도록 연구하고 있습니다.
3. 연구실 구성
4. 연구실 생활
5. 학술 논문 (국외/국내)
-국외 논문
Cho, JY et al (2009).The ACE DD genotype is unfavored with the power althletes. International Journal of Sports Medicine. (심사 중)
Cho, JY et al (2009). Effects of exercise training and selenium on glucose and lactate transport capacity in skeletal muscles of diabetic Goto-kakizaki rats. Euroupean Journal of Applied Physiology. (심사 중)
Um HS, Kang EB, Leem YH, Cho IH, Yang CH, Chae KR, Hwang DY, Cho JY. (2008). Exercise training acts as a therapeutic strategy for reduction of the pathogenic phenotypes for Alzheimer's disease in an NSE/APPsw-transgenic model. International journal of molecular medicine. 22(4), 529-39.
-국내 논문
배희숙, 박준영, 엄현섭, 강은범, 박노환, 양춘열, 이용로, 이창국, 오유성, 조준용 (2009). 지구성 운동이 STZ-당뇨 유발 쥐의 허혈/재 관류 후 심근의 당대사 관련 표현형 단백질과 HSP-60 단백질 발현에 미치는 영향. 생명과학회지. (심사 중)
곽이섭, 구우영, 유병인, 진영완, 최경석, 조준용, 우진희, 황혜진 (2008). 운동강도의 차이가 제2형 당뇨병 환자와 비만인의 초과산소섭취량, 안정시 대사량 및 생화학적 변인에 미치는 영향. 생명과학회지, 제18권 제10호, 1455-1463.
엄현섭, 강은범, 임예현, 조인호, 김영수1, 채갑룡2, 황대연2, 조준용 (2008). 지구성 운동이 NSE/APPsw 알 츠하이머 질환 생쥐의 인지 능력, Aβ-42, BDNF, GLUT-1과 HSP-70 단백질 발현에 미치는 영향. 생명과학회지. 제 18권 제 6호, 796 - 803.
6. 운동 생화학실 연락처
주소 : 서울특별시 송파구 오륜동 88-15 체육과학관 2층 운동 생화학실 전화 : 02-410-6867 Fax : 02-418-1877
블로그 : http://blog.knsu.ac.kr/chojy86Email : chojy86@knsu.ac.kr (조준용 교수님)