제1부: 일회성 운동에 따른 근육-뼈 Crosstalk 인자의 변화
제1부에서는 여대생을 대상으로 운동 강도에 따른 근육-뼈 Crosstalk 인자의 작용을 검토하고 운동강도 의존 여부를 검토하기 위하여 20~24세의 여대생 10명을 대상으로 최대 운동부하 검사를 실시하여 VO2max ...
제1부: 일회성 운동에 따른 근육-뼈 Crosstalk 인자의 변화
제1부에서는 여대생을 대상으로 운동 강도에 따른 근육-뼈 Crosstalk 인자의 작용을 검토하고 운동강도 의존 여부를 검토하기 위하여 20~24세의 여대생 10명을 대상으로 최대 운동부하 검사를 실시하여 VO2max를 측정하고, 각각 비운동 안정시 및 2가지 운동 강도(60% 및 80% VO2max)를 Cross over 반복측정을 실시하여, 운동전, 운동직후, 운동후 90분 후의 혈액 성분을 비교분석 하였다. 운동부하 시에는 운동량을 차이를 없애기 위하여 동일하게 250kcal의 열량을 소비하도록 운동 시간을 조정하였다. 실험 결과는 다음과 같다.
1) 근육-뼈 Crosstalk 인자의 변화
근육에서 생산되어 뼈의 분화와 성장에 작용하는 Osteonection과 뼈에서 생산되어 근육 성장에 영향을 미치는 Sclerostin은 각각 시기(p=.000, p=.011)에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 운동강도 및 상호작용에 있어서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나, Osteoglycin과 Osteocalcin에서는 운동강도 및 시기, 상호작용에 있어서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
2) 성장 인자의 변화
성장인자인 GH는 운동강도(p=.048) 및 시기(p=.010)에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, IGF-1은 시기(p=.005)에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. VD는 운동강도 및 시기, 상호작용에 있어서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
3) 혈청 골대사 표지자의 변화
골흡수 지표인 CTx는 운동강도(p=.006) 에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, Mg 및 ALP, Alb는 각각 시기(p=.002, p=.005, p=.039)에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, P는 시기(p=.000) 및 상호작용(p=.017)에 있어서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. Ca과 Ajusted Ca은 운동강도 및 시기, 상호작용에 있어서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
4) 혈청 골흡수성 사이토카인의 변화
TNF-alpha는 시기(p=.001)에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, IL-6는 운동강도 및 시기, 상호작용에 있어서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
이상의 결과로부터 여대생을 대상으로 한 일회성 운동은 뼈의 분화와 근육 성장에 작용하는 근육-뼈 Crosstalk 인자 및 골대사 표지자에 영향을 미치며, 특히, 골흡수 지표인 CTx는 운동강도에 의존하여 변화하는 것이 밝혀졌다.
제2부: 장기간의 복합운동 운동에 따른 근육-뼈 Crosstalk 인자의 변화
제 2부 연구에서는 건강한 여대생을 대상으로 장기간의 운동 효과를 검토하기 위하여 비운동집단과 복합운동집단으로 나누고, 복합운동집단에는 12주간의 유산소운동과 저항성운동으로 구성된 복합운동을 부하하였다. 12주간의 운동트레이닝 실시 전과 실시 후의 신체조성 및 골밀도의 변화를 검토하고 혈액을 채취하여 혈청 중의 근육-뼈 Crosstalk 인자의 경시적 변화를 검토하는 한편, 혈액으로부터 백혈구세포를 분리 배양하여 백혈구세포로부터 발현되는 근육-뼈 Crosstalk 인자 및 근육 성장 인자, 골관련 사이토카인, RANKL신호전달인자의 mRNA를 분자생물학적으로 검토하여 장기간 운동에 의한 근육-뼈 Crosstalk 인자의 역할에 대하여 검토하였다. 연구로부터 얻어진 결론은 다음과 같다.
1) 신체조성의 변화
생체전기저항법 및 DEXA를 이용하여 신체조성 변화에 대하여 면밀히 조사한 결과, 체중 및 근육량, 제지방량, 골격근량, 지방량, 체지방률, 복부지방률 등에서 유의미한 변화는 나타나지 않았다.
2) 골밀도 및 골염량의 변화
DEXA를 이용하여 전신 골밀도를 측정한 후, 머리 및 다리, 팔, 골반, 요추, 전신 BMD와 전신 BMC를 비교한 결과, 요추 및 전신 BMD는 운동 집단에서 감소하였지만, 골반에서는 운동 집단의 BMD가 유의하게 증가하는 것으로 나타나, 골밀도는 부위 특이적으로 변화하는 것으로 밝혀졌다.
3) 최대산소섭취량 관련 변인들의 변화
최대산소섭취량 관련 변인들을 비교한 결과 최대산소섭취량과 최대심박수는 비운동집단에서는 유의하게 감소하였지만, 복합운동집단에서는 유지하는 것으로 밝혀졌으며, 다른 변인들에서는 유의미한 변화를 발견할 수 없었다.
4) 등척성 최대근력 및 기초 체력의 변화
등척성 최대근력 및 기초 체력을 검토한 결과, 오른팔 굴근 근력 및 오른다리 신근 근력, 왼다리 신근 근력, 왼손 악력 등에서 비운동집단에서는 변화하지 않았지만 복합운동집단에서 유의하게 증가하는 것으로 밝혔다. 다른 체력 변인에서는 유의미한 변화를 발견할 수 없었다.
5) 혈중 미네랄 농도의 변화
알부민, 칼슘, 인, 마그네슘 등의 혈중 미네랄 농도에 있어서는 유의미한 변화를 발견할 수 없었다.
6) 성장 인자의 변화
성장인자인 혈청 GH와 IGF-1에서는 유의미한 변화를 발견할 수 없었다. 혈청 VD는 비운동집단에서는 증가하였지만 복합운동집단에서 유지하는 것으로 밝혀졌다.백혈구세포로부터의 mRNA 발현에 있어서도 GH와 IGF-1에 있어서 12주후 유의하게 감소하는 것으로 나타났으나, 두 집단간에 통계적으로 유의한 변화는 없었다.
7) 혈청 골대사 표지자의 변화
골흡수 지표인 CTx는 두 집단 간 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
8) 근육-뼈 Crosstalk 인자의 변화
혈청 Osteonection과 Osteocalcin, Sclerostin에서는 두 집단 간 유의한 차이가 없는 것으로 나타났으나, Osteoglycin은 복합운동집단에서 유의하게 감소하는 것으로 밝혀졌다. 백혈구세포로부터의 mRNA 발현에 있어서도 Osteonectin, Osteoglycin에 있어서는 통계적으로 유의미한 변화는 나타나지 않았지만, Osteocalcin과 Sclerostin에서는 두 집단 모두 12주후에 감소하는 것으로 나타났다.
9) RANKL pathway 인자의 변화
파골세포의 분화와 증식에 작용하는 혈청 RANKL에서는 변화가 없었지만, 파골세포의 분화와 증식을 억제하는 OPG에 있어서는 운동집단에서 운동 후 유의하게 감소하는 것으로 밝혀졌다. 백혈구세포로부터의 mRNA 발현에 있어서도 RNAK, RANKL에 있어서는 두 집단 모두 12주후에 감소하는 것으로 나타났으며, OPG mRNA 발현은 복합운동집단에서 유의하게 감소하는 것으로 밝혀졌다.
10) 골흡수성 사이토카인의 변화
TNF-alpha와 IL-6에서는 혈청 및 백혈구세포로부터의 mRNA 발현에 있어서 모두 통계적으로 유의한 변화는 없었다.
이상의 결과로부터 여대생을 대상으로 12주간 주 3회 복합운동을 실시하면, 일부 유산소성 체력과 일부 등척성 최대근력에 있어 향상을 불러일으키지만, 골밀도개 개선되지 않으면, 뼈의 분화와 근육 성장에 작용하는 대부분의 근육-뼈 Crosstalk 인자 및 골대사 표지자는 거의 변화하지 않으며, RANKL pathway와 골흡수성 사이토카인에도 미치는 영향은 미미한 것으로 밝혀졌다. 단, 근육에서 유래되는 골형성 인자인 혈청 Osteoglycin은 운동에 의해 감소하는 것으로 밝혀졌다.