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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10013536&local_id=10019106
비만 및 대사질환 동물모델에서 운동이 비만과 지방대사에 미치는 분자기전연구
Reports NRF is supported by Research Projects( 비만 및 대사질환 동물모델에서 운동이 비만과 지방대사에 미치는 분자기전연구 | 2006 Year | 오기숙(숙명여자대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
사업별 신청요강보기
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number G00008
Year(selected) 2006 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2009년 07월 30일
Year type 결과보고
Year(final report) 2009년
Research Summary
  • Korean
  • 식이로 섭취하는 포타슘 (K+) ion는 위장에서 포타슘 이온을 인지하는 작용에 의해 신장과 신장 밖으로의 포타슘 방출을 증가시키며, 이를 조절하는 humoral factors가 있음을 밝히고자 하였다.
    이러한 결과는 신장의 K+ 방출 증가는 plasma K+농도 증가때문이 아님을 보여주며, 신장의 K+ 방출을 조절하는 humoral factor가 있음을 제시한다. 다음으로 신장의 K+ 을 함유하는 식이 섭취에 의해 K+ 방출을 증가시키는 요소가 gut에서 방출된 순환하는 호르몬인지를 알아보기 위해, K+ 섭취에 따라 쥐의 plasma에서 glucagon-like peptide 1, glucose-dependent insulinotropic polypeptide, guanylin, uroguanylin 등 K+ 항상성에 관여하는 호르몬을 조사하였다.
    그 결과로 K+ 섭취 차이에 따라 이들 호르몬의 변화가 관찰되지 않아 이들 gut factor가 신장의 K+ 방출을 조절하지 않는 다는 사실을 발견하고, 현재 이러한 K+ 방출을 조절하는 다른 humoral factors조사하는 실험을 계속하고 있다. 하이포살라무스가 포타슘 ion 항상성을 조절하며 이때 pituitary melanocyte stimulating hormones 방출이 중요한 것으로 알져져 있다. 따라서 현재까 연구 결과로는 gut에서의 K+ 인식이 신경경로를 통하여 하이포살라무스로 전달되어 MSH 방출을 증가시키고, 이러서 신장의 K+ 방물을 증가시키는 것으로 생각된다.
  • English
  • The aims have not been modified. Aim 1. Test the hypothesis that there is a gut factor that enhances both renal and extrarenal K+ handling during dietary K+ intake. Aim 2. Test the hypothesis that the gut factor involves K+ sensing in the intestine and secretion of humoral factors, but not neural regulation.
    To exclude the possibility that the small difference in plasma [K+] (rather than sensing of dietary K+ intake) was responsible for the difference in renal K+ excretion, a third group of rats received the 0% K+ diet, and plasma [K+] profile was altered to match that of the 1% K+ group by variable K+ infusion via a tail vein. While plasma [K+] was quite well matched, renal K+ excretion was still significantly greater in the 1% K+ diet group during the final 3 hours of the experiments, compared to the 0% K+ diet group with K+ infusion (P<0.01). Thus, the increase in renal K+ excretion after 1% K+ diet cannot be fully explained by a rise in plasma [K+]. These data provide compelling evidence for the existence of a gut factor activated by K+ containing diet for stimulation of renal K+ excretion.
    We next tested whether the enhancement of renal K+ excretion with K+ containing diet was associated with changes in circulating hormones secreted by the gut, such as glucagon-like peptide 1 (GLP-1), glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP), guanylin, and uroguanylin, as these peptide hormones have been implicated in K+ homeostasis.
    Male Wistar rats were fasted overnight and given either a 1% K+ or 0% K+ diet, and plasma samples were taken at various times before and after the meal and analyzed for GIP, GLP-1, guanylin, and uroguanylin. Our data show that none of the peptide hormones showed plasma profiles altered by dietary K+ content (data not shown), excluding them as a gut factor. However, there is still the possibility that other known or unknown humoral factors are released from the gut in response to dietary K+. To determine whether kaliuretic factors are accumulated in the intestinal mucosa after a K+-containing meal, we prepared saline extracts of duodenal, jejunal, ileal mucosa in rats fed with a 1% K+ diet. Infusion of these extracts into overnight-fasted rats did not increase renal K+ excretion (data not shown), suggesting the absence of kaliuretic substances in the intestinal mucosa during dietary K+ intake. Taken together, these data support the absence of humoral factors released from the gut that increase renal K+ excretion during dietary K+ intake.
Research result report
  • Abstract
  • 현대사회는 운동부족(hypokinetics)으로 인한 비만이 계속 증가하고 있으며, 이러한 비만에 동반되는 대사성질환(metabolic syndrome)인 당뇨병, 동맥경화증과 같은 질병도 전 세계적으로 그 환자수가 지속적으로 증가하고 있다.
    미국의 Worldwatch Institute는 세계적으로 약 11억의 인구가 비만으로 고생하고 있으며, 미국에서만도 매년 약 30만 명이 비만으로 인한 합병증으로 사망한다고 보고하고 있다. 미국의 경우 비만으로 지출되는 비용이 연간 약 992억불로 추정되고 있고 비만과 동반된 당뇨병, 동맥경화증으로 소모되는 비용이 직접비용의 77%달하는 것으로 알려져 있다. 우리나라에서도 식생활의 서구화, 생활습관의 변화 등으로 비만환자와 이에 동반되는 당뇨병, 동맥경화증 환자가 급격하게 증가하고 있다. 따라서 치료에 따른 부작용이 적고 비만 및 대사질환의 총체적인 치료수단으로서, 가장 이상적인 효과로 비만을 해결 할 수 있는 운동이 비만 및 이와 동반된 대사질환의 mechanism에 어떠한 영향을 미치는지 밝혀내는 것은 매우 중요하다. 그러나 아직까지 이들 병의 근본적인 기전이 밝혀져 있지 않은 상태이다.
    따라서 본 연구자는 이번 연수과정을 통해 지금까지 알려져 있는 연구결과들과 본 연구자가 지금까지 해온 연구결과를 바탕으로 비만과 대사질환 발생에 중요한 역할을 할 것으로 생각되는 새로운 경로에 대한 연구를 하고자 하였다. 이러한 연구는 비만과 이에 동반되는 대사질환의 근본적인 병태생리를 밝히는데 일조할 수 있을 것이며, 이를 바탕으로 국내에서도 진행되고 있는 학제간 공동연구를 위한 좋은 경험과 새로운 연구를 진행하기 위한 기반을 조성할 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구자가 해외 연수과정을 지원한 것은 연수기관이 대사질환 당뇨병 연구를 활발히 수행하는 기관으로 동물실험을 통하여, 당뇨 및 비만 대사질환을 조절하는 유전자의 작용에 대한 분자기전을 연구할 수 있는 여건이 갖춰져 있기 때문이다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구자는 비만과 대사질환 동물모델에서 운동이 당뇨 및 비만 대사질환에 미치는 영향에 대한 분자기전을 연구하고자 하면서, 비만, 당뇨를 비롯한 대사질환 치료제 개발 연구에 관심을 가지게 되었다. 따라서, 연수에서 배운 동물 모델을 이용한 대사질환의 기전연구는 물론 운동을 비롯한 대사질환 치료제의 작용기전을 향 후 연구하고자 한다. 대사질환 치료제 개발 현황을 보면, 미국의 경우 비만으로 지출되는 비용이 연간 약 992억불로 추정되고 있고 비만과 동반된 당뇨병, 동맥경화증으로 소모되는 비용이 직접비용의 77%달하는 것으로 알려져 있다. 현재 세계적인 비만치료제는 애보트사의 리덕틸 (시브트라민)과 로슈사의 제니칼 (Xenical)등이며 이들의 매출액은 지속적으로 늘어나고 있다. 비만은 당뇨병 특히 제2형 당뇨병의 원인으로 작용한다. 제1형 당뇨병은 인슐린 부족으로 야기되며, 제2형 당뇨병의 특징은 인슐린 저항성이며 비만은 인슐린 저항성을 유도한다. 인슐린저항성이 증가된 상태가 지속되면 결국 췌장의 부담을 증가시켜서 기능이 떨어지게 되고 결국 제2형당뇨를 유발하게 된다. 고혈당과 고인슐린혈증은 혈관벽을 손상시켜 동맥경화를 유발한다. 혈중지방의 증가는 염증을 잘 생기게 하여 혈전생성의 위험을 높이게 되며, 고혈압도 심혈관계의 부담을 높이는 큰 요인이다. 당뇨병 치료제의 시장은 2012년 350억 달러 규모로 성장 할 것으로 예상되며 현재 metformin, phenformin, rosiglitazone 등 치료제들이 다국적 제약회사에 의해 판매되고 있다. 동맥경화는 대표적인 만성대사질환의 하나로 현재 Statins 계통의 치료제가 사용되고 있으나, 미국 등 선진국을 중심으로 새로운 동맥경화 치료제 개발과 기전 연구에 당뇨병과 마찬가지로 많은 돈과 인력이 투자되고 있는 실정이다. 대사질환 및 대사증후군은 체내에 인슐린이 있지만 저항성으로 인해 고혈당이 개선되지 않고, 인슐린 농도만 높아지는 것으로 당뇨, 고혈압, 고지혈증, 비만 등 운동을 통해 산소를 공급함으로써 심장과 폐의 순환기능을 활발하게 한다. 본 연구자가 대사증후군의 치료방법으로 관심을 가지는 운동은 이미 여러 가지 기전으로 대사질환에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 운동은, 심장 근육을 단단하게 만들고 동맥에 탄력을 주어 고혈압을 예방하고, 혈중 콜레스테롤 감소하며, 심장의 곁순환을 발달시켜 관상동맥 막히는 것을 막아준다. 또한 세포의 인슐린 감수성을 유지시켜 대사를 조절함으로써 대사 증후군을 억제한다. 하지만 운동이 이러한 대사질환의 치료로 작용하는 분자 기전에 대해서는 알려진 것이 거의 없다. 따라서 본 연구자는 연수기관에서의 연수 경험을 바탕으로 향후 1) 운동이 당뇨 및 비반등의 대사질환에 미치는 분자세포생물하적 기전에 대한 연구를 계속하고, 2) 천연물로부터, 대사질환에 효과가 있는 후보물질을 분리하고 약효를 검색하는 연구를 계속적으로 수행하고자 한다.
    또한 연수과정에 참여하여 배운 최신 연구기술, 연구 방법, 연구 자료의 처리와 분석에 방법을 향후 본 연구자의 연구에 적극 활용할 예정이다. 이러한 연구는 운동이 대사질환 및 지방세포의 대사에 미치는 분자기전에 대한 새로운 방향을 제시할 수 있을 뿐만 아니라 운동을 통한 대사질환 치료에 대한 분자 기정을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
  • Index terms
  • 운동부족, 대사성질환, 대사질환 조절, 분자기전
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