클로렐라 섭취 및 저강도 지구성 운동이 흰 쥐 간조직의 항산화 효소에 미치는 영향

박세환 한국교원대학교 대학원 2014 국내석사

인체는 생리적인 조건하에서 운동시 발생되는 활성산소의 공격에 대응하기 위한 항산화체계를 보유하고 있다. 항산화체계는 효소적 · 비효소적 방어기전으로 구분된다. 효소적 방어기전으로 항산화효소는 과산화 음이온의 전환을 촉매하는 superoxide dismutase(SOD), 과산화수소를 물과 산소로 전환시키는 catalase(CAT), 과산화수소를 물로 환원시키는 glutathion peroxidease(GPx) 효소 등이 있다. 특히, 운동강도가 높고 스트레스를 많이 받는 운동을 장시간 지속할 때, 항산화효소는 활성산소를 제거하고, 산화적 스트레스를 저하시키기 위해 그 생성이 증가하게 된다. 한편, 비효소적 방어기전으로 외인성 항산화 영양소의 섭취는 활성산소의 위험성으로부터 벗어날 수 있는 보조적 수단이다. 이러한 비효소적 항산화제는 항산화효소와 함께 산화적 스트레스로부터 세포를 보호하고 노화의 억제 및 각종 질병으로부터 인체를 보호한다. 따라서, 신체활동을 지속적으로 할 때 항산화체계에 대한 이해가 필요하다. 특히, 최근에는 항산화체계 방어효과를 극대화하기 위하여 항산화 보조제에 대한 중요성이 부각되고 있다. 이에 수많은 천연물과 각종 식품류에 대한 1차적 기능을 넘어 식품의 생리활성 측면까지 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이에 따라, 이 연구는 12주간의 규칙적인 저강도 지구성 운동과 함께 항산화 기능성 식품인 클로렐라 섭취의 복합처치가 흰 쥐 간 조직에서 항산화효소 활성에 미치는 영향을 분석하고 이와 관련된 정보를 제공하는데 그 목적을 두었다. 7주령의 Sprague Dawely계 흰 쥐 32마리를 대상으로 1주간의 적응기를 거친 후 12주간 클로렐라 섭취 및 지구성 운동(트레드밀)의 복합처치가 간 조직에서 항산화 효소(SOD, CAT, GPx)활성에 미치는 영향을 살펴보고자 하였으며, 결과를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 가. 12주간의 지구성 운동군의 항산화효소 CAT와 GPX의 활성도는 통제군과 복합처치군(클로렐라+운동)에 비해 유의하게 낮았다(p<.001). 또한, SOD의 활성도는 통제군과 유의한 차이를 보이지 않았으나, 복합처치군(클로렐라+운동)에 비해 유의하게 낮았다(p<.001). 나. 12주간의 클로렐라 섭취군의 항산화효소 SOD, CAT, GPx의 활성도는 통제군, 복합처치군(클로렐라+운동)에 비해 유의하게 높았다(p<.001). 다. 12주간의 클로렐라 섭취와 저강도 지구성 운동 복합처치군의 항산화 효소 SOD, CAT, GPx의 활성도는 운동군에 비해 유의하게 높았으나(p<.001), 클로렐라 섭취군에 비해서는 모두 유의하게 낮았다(p<.001). 이상의 결과를 종합해 보면 12주간의 클로렐라의 섭취는 간 조직의 항산화효소 활성에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 에르고제닉 에이드 중 하나인 클로렐라의 섭취는 항산화 시스템의 개선에 효율적인 방법이라 생각된다. 또한, 항산화 영양소의 올바른 섭취는 주령의 증가에 따른 항산화효소 감소에 대한 보상으로, 항산화 방어체계에 긍정적 영향을 미치는 것으로 생각된다. 이러한 항산화 방어체계의 개선은 운동 및 다양한 요인에 의해 발생하는 활성산소에 대한 대응력을 높이고, 세포 손상 및 각종 질환을 예방할 수 있을 것으로 사료된다.

단기간의 운동이 마우스 대식세포의 Nitric Oxide 생성 및 조직의 반응성산소종과 항산화효소 활성에 미치는 영향

申晶喜 淑明女子大學校 1997 국내박사

최근 역학조사와 임상연구 결과에 의하면 적절한 운동은 면역기능을 향상시켜 여러 형태의 암 발생 억제 효과가 있는 것으로 보이나, 심한 운동을 지속하거나 전혀 운동을 하지 않을 경우 면역 기능이 감소되는 'inverted U - theory' 양상을 보이고 있다. 그 이유로는 운동강도의 다양성, 호르몬 분비의 영향, 체지방 등 생리적 기전에 의해 면역 기능이 영향을 받기 때문이다. 한편 외부로부터 침입한 병원성 미생물을 제거하거나 암을 방어하기 위한 인체의 면역 체계 중 대식세포는 선천성 면역 세포로 암세포의 증식과 다른 기관으로의 전이를 막아주는 숙주의 첫 번째 방어기전이며 활성화된 대식세포는 암에 대한 세포독성능이 증가되어 여러 형태의 암을 지연시킬 수 있는 것으로 보고 되고 있다. Endotoxin이 투여 된 동물에서 많은 양의 nitrate가 배설되는 것으로 보고 되었는데 이는 활성화된 대식세포가 endotoxin과 interferon-v 등 면역적 자극에 의해 많은 양의 nitric oxide(NO)를 생성하고 NO의 산화물로 nitrate와 nitrite를 배설하는 것으로 밝혀졌다. NO는 포유동물에서 생성되는 free radical 로서 매우 불안정하며 반응성이 강한 물질이나 면역적 자극에 의해 생성되는 대식세포의 NO는 항암작용과 항미생물작용을 한다. 운동에 의해 대식세포등 면역세포의 활성이 변화될 수 있으며 암에 대한 세포독성능이 증가됨이 보고 되어 있으므로, 본 연구에서는 마우스 대식세포를 thioglycollate broth로 활성화시킨 후 3일간 중간 정도의 강도 운동(ME;18 m/min,30 min/day, 5%grade)과 심한 강도의 운동(SE;18-35 m/min, 60 min/day, 5%grade)을 실시하여, 운동이 끝난 직후(ME, SE)와 6시간 후(MER, SER)에 희생시켜 운동효과에 의한 대식세포의 NO 생성량을 in vitro에서 Griess assay로 관찰하였다. 또한 운동(ME, SE)에 의해 각 조직에서 생성되는 superoxide radical과 항산화효소(superoxide dismutase, glutathion peroxidase, catalase)의 활성을 측정하고 운동 6시간 후(MER, SER)회복과정을 관찰하였다. 3일간의 treadmill 운동 후 LPS와 interferon-v로 활성화시킨 마우스 대식세포의 NO 생성량은 대조군에 비해 운동군(ME,SE)에서 증가하였고 운동 강도에 의한 변화는 나타나지 않았다. 운동 직후와 운동 6시간 후 희생된 회복군의 NO 생성량의 비교시 회복군에서의 NO 생성량이 더욱 증가하였다. 폐와 근육에서 운동에 의한 superoxide radical생성이 증가되었으나 유의적인 수준은 아니었다. 단기간의 운동 시 조직에서 SOD,Cu,Zn-SOD활성은 유의적으로 변화하지 않았으나, GPX활성이 유의적으로 변화하는 것으로 나타났다. 운동에 의한 catalase,xanthin oxidase의 활성은 유의적으로 변화하지 않았으나 대부분의 조직에서 운동에 의한 SOD와 CU,Zn-SOD,GPX,catalase등 항산화효소 활성 간에 높은 정의 상관관계를 나타냈다. 이상을 종합하면 단기간 운동에 의해 대식세포에서 NO 생성량과 운동 후 NO 생성이 증가되는 것으로 나타났다. 단기간 운동에 의해 조직에서는 superoxide radical생성이 증가하는 것으로 나타났으나 유의적인 수준은 아니었고 이로 인해 glutathion peroxidase를 제외한 항산화효소의 활성이 유의적으로 증가되지는 않았다. Macrophage comprises the first defensive mechanism against the exogenous pathogenes. Activated macrophages may induce antitumor citotoxicity, thereby resist the progression of cancer and prevent metastasis. Immunological stimulation may accelerate the generation of nitric oxide (NO) from macrophages, which in turn produce nitrate and nitrite as oxidation products. NO is a very unstable and reactive free radical produced in mammals, play significant roles in many physiological functions including antitumor activity when generated by immunological stimulation. The amounts of NO generated by abdominal macrophage were measured after exercise in mice. Thirty-two mice were inflammatory challenged with thioglycollate broth to activate peritoneal macrophage and randomly asssigned to control, exercise or recovery group. Mice exercised moderately (18m/min, 30 min/day, 5% grade) or severly (18~35 m/min, 60 min/day, 5% grade) on a motor-driven treadmill for 3 consecutive days. Mice were killed immediately after exercise or 6 hrs recovery. NO was quantified by Griess assay. And we have observed the effect of acute exercise and recovery pattern on the superoxide radical generation and antioxidant enzyme activities (superoxide dismutase, glutathion peroxidase, catalase) in mice tissues, such as lung, muscle, heart, liver, kidney, spleen. Exercised mice showed high NO generation than that of control, but the effect of exercise intensity did not make any difference in NO generation. Six hours of recovery after exercise made NO generation be greater than that of animals sacrified immediately after exercise. The results of this study suggested that acute exercise may induce macrophage-derived NO generation possibly for antitumor cytotoxicity. Acute exercise in mice was found to increase superocxide radical generation in lung and muscle tissues, though not significantly different. Acute exercise did not make difference superoxide dismutase (SOD) and Cu,Zn-SOD activities in most tissues investigated. On the other hand, activities of glutathion peroxidase were changed significantly in most tissues exept spleen. Significant positive correlations were observed among SOD, Cu,Zn-SOD, glutathion peroxidase, catalase in mice tissues. This study would suggest the valuable data to prove beneficial epidemiological findings of exercise against cancer.

유산소 운동과 저항성 운동에 따른 항산화효소, 지질과산화 및 호흡순환기능의 변화에 관한 연구

박종욱 전남대학교 대학원 2002 국내박사

본 연구는 신체 건강한 20대 여대생들을 대상으로 무부하훈련집단, 부하훈련집단 및 통제집단으로 구분하여 규칙적인 12주 동안의 유산소성 운동과 저항성 운동이 각 집단에 있어서 항산화 방어 시스템에 관련된 superoxide dismutase(SOD) 및 catalase(CAT) 활성도와 유리산소기 생성물로서 malondialdehyde(MDA) 농도의 변화와 안정시, 무산소성역치 수준, 최대상태에서의 심폐기능 변인에 미치는 효과, 그리고 안정시, 최대상태 및 무산소성역치 수준에서의 호흡변인과 지질과산화 및 항산화 효소 활성도 간에 상호 관련성을 규명하고 평가하는데 있다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 트레이닝 기간에 따라 최대상태에서의 호흡순환기능 변인은 부하훈련집단에서 상대치 산소섭취량, 절대치 산소섭취량, 이산화탄소배출량 및 환기량에서 각각 유의하게 증가하였으며, 무부하훈련집단 및 통제집단에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 최대운동지속시간은 무부하훈련집단에서 유의한 차이를 나타냈으나 부하훈련집단 및 통제집단에서 유의한 차이는 없었다. 또한 세 집단 간 차이검증에서는 트레이닝의 어떠한 시기에서도 호흡순환기능 변인에 유의한 차이가 없었다. 2. 트레이닝 기간에 따라 무산소성역치 수준에서의 호흡순환기능 변인은 부하훈련집단에서 상대치 산소섭취량, 호흡교환을 및 환기량에서 유의하게 증가하였으나, 무부하훈련집단 및 통제집단에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 집단 간 차이검증에서는 트레이닝 8주와 12주에서의 호흡교환율에서 그리고 환기량에서도 유의한 차이가 있었다. 3. 트레이닝 기간에 따른 혈청 MDA 농도는 무부하훈련집단 및 부하훈련집단에서 유의하게 감소되었으나, 통제집단에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 집단 간 차이검증에서는 트레이닝 12주에서 집단 간 유의한 차이가 있었다. 4. 트레이닝 기간에 따른 혈청 SOD 활성도는 무부하훈련집단과 부하훈련집단에서 유의하게 증가되었으나, 통제집단에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 집단 간 차이검증에서는 트레이닝 8주와 12주에서 각각 유의한 차이가 있었다. 5. 트레이닝 기간에 따른 혈청 CAT 활성도는 무부하훈련집단과 부하훈련집단에서 유의하게 증가하였으나, 통제집단에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 집단 간 차이검증에서는 트레이닝 8주와 12주에서 유의한 차이가 있었다. 6. 최대산소섭취량은 항산화효소활성도와 낮은 정상관 관계가 있었으며, 산화 및 항산화효소활성도 간에 상호 관련성이 있었다. 7. 무산소성역치 수준에서의 호흡순환기능 변인과 지질과산화 및 항산화효소활성도에 상호 관련성은 거의 없었으나, 지질과산화 및 항산화제 간에 낮은 상관관계가 있었다. The purpose of this study was to estimate the effect of aerobic and hand-held weight training in serum MDA, SOD & CAT activities and cardio-respiratory function in VO₂max and anaerobic threshold. The other aim in this paper was to analyzed the relationship between cardio-respiratory variables in VO₂max, anaerobic threshold levels and serum oxidants & anti-oxidants products. The results and conclusion in this study is obtained as follows. 1. Cardio-respiratory function variables following training period in maximal state was shown a significantly increased levels in relative VO₂(p<.001, 0wk vs. 8wk, 0wk vs 12wk, 4wk vs. 12wk, respectively), absolute VO₂(p<.05, 0wk vs. 12wk), VCO₂(p<.05, 0wk vs. 12wk) and V_E (p<.05, 0wk vs. 12wk) of LADTG, but it was not significant difference in UADTG and UTCG. Exhaustion time in treadmill was significantly increased in UADTG(p<.05, 0wk vs. 12wk), but no significant difference in LADTG and UTCG. Also, it was not significant difference in cardio-respiratory function variables between three group. 2. Cardio-respiratory function variables following training period in anaerobic threshold levels was shown a significantly increased levels in relative VO₂(p<.001, 0wk vs. 8wk, 0wk vs. 12wk, 4wk vs. 12wk, respectively), RER (p<.01, 0wk vs. 12wk), and V_E (p<.01, 0wk vs. 12wk), but it was not significant difference in UADTG and UTCG. Also, RER in 8wk (p<.05, LADTG vs. UTCG), in 12wk (p<.05, LADTG vs. UTCG) and V_E (p<.05, LADTG vs. UTCG) was shown a significant difference in compared to three group. 3. Serum MDA concentration following training period was shown a significantly decreased levels in UADTG (p<.01, 4wk vs. 12wk) and LADTG (p<.01, 0wk vs. 12wk, 8wk vs. 12wk), but no significant difference in UTCG. Also, serum MDA concentration was shown a significant difference between group in training 12wk (p<.01, UADTG vs. UTCG, LADTG vs. UTCG). 4. Serum SOD activity following training period was shown a significantly increased levels in UADTG (p<.001, 0wk vs. 8wk, 0wk vs. 12wk, 4wk vs. 8wk, 4wk vs. 12wk, respectively) and LADTG (p<.001, 0wk vs. 8wk, 0wk vs. 12wk, 4wk vs. 8wk, 4wk vs. 12wk, respectively), but no significant difference in UTCG. Also, serum SOD activity was shown a significant difference between group in training 8wk (p<.01, 0wk vs. 8wk) and in training 12wk (p<0.001, UADTG vs. UTCG, LADTG vs. UTCG, respectively). 5. Serum CAT activity following training period was shown a signicantly increased levels in UADTG (p<.01, 0wk vs. 8wk) and LADTG (p<.001, 0wk vs. 8wk, 0wk vs. 12wk, 4wk vs. 8wk, 4wk vs. 12wk, respectively), but no significant difference in UTCG. Also, Serum CAT activity was shown a significant difference in training 8wk (p<.001, UADTG vs. UTCG, LADTG vs. UTCG) and training 12wk (p<.001, UADTG vs. UTCG, LADTG vs. UTCG). 6. No significant relationship between cardioreaspiratory function variables and oxidants, anti-oxidants in the anaerobic threshold levels. However, it was proved a low correlation between oxidants and anti- oxidants variables. 7. It was shown a low positive correlation between VO₂max and anti-oxidants enzyme activity, and between oxidants and anti-oxidants enzyme activity. As results above, This study suggest that the hand-held weight training during aerobic training is positive effects by significantly improvement a cardiorespiratory function and serum oxidants and anti-oxidants enzyme activity.

옻나무 추출물의 첨가와 가스조절포장이 한우육의 산화특성에 미치는 영향

강선문 강원대학교 대학원 2011 국내박사

본 연구는 옻나무 추출물과 가스조절포장이 한우육의 항산화효소 활성을 비롯한 항산화 특성과 저장 중 산화안정성에 미치는 영향을 구명하고자 4단계의 실험을 수행하였다. 첫 번째 단계로서 한우육의 homogenate model system에서 옻나무 추출물의 항산화 특성을 옻나무의 대표적인 폴리페놀 성분으로 보고되고 있는 gallic acid(3,4,5-trihydroxybenzoic acid)와 fisetin(3,7',3',4-tetrahydroxyflavone)과 비교함으로서 구명하였다. Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC)와 ferric reducing/antioxidant power(FRAP)는 옻나무 추출물 첨가구가 대조구(무첨가구)에 비해 높은 활성을 보였으나, gallic acid 및 fisetin 첨가구들보다 낮은 활성을 보였다. TBARS(2-thiobarbituric acid reactive substances)는 옻나무 추출물 첨가구가 대조구와 gallic acid 첨가구보다 높은 억제력을 보였으나, fisetin 첨가구보다는 낮은 억제력을 보였다. 하지만 gallic acid 첨가구에서는 현저한 억제력을 보이지 못하였다. DNPH(2,4-dinitrophenylhydrazine)-carbonyl 역시 옻나무 추출물 및 fisetin 첨가구들이 TBARS와 동일한 억제력을 보였으나, gallic acid 첨가구는 현저한 억제력을 보이지 못하였다. MetMb의 축적과 OxyMb의 산화는 TBARS와 DNPH-carbonyl과는 달리 옻나무 추출물 첨가구와 gallic acid, fisetin 첨가구들 모두 억제시키지 못하였으며, 특히 gallic acid 및 fisetin 첨가구들에서는 옻나무 추출물 첨가구에 비해 빨리 촉진시키는 것으로 나타났다. 두 번째 단계로서 가열온도에 따른 한우육의 산화 촉진 환경에서 옻나무 추출물의 항산화 특성에 대해 구명하였다. 지방산 조성은 심부온도가 증가함에 따라 SFA, PUFA와 n6 지방산이 감소된 반면, UFA와 MUFA는 증가되었다. 또한 옻나무 추출물 첨가에 의해 높은 UFA, PUFA와 n6 지방산이 유지되었다. 전자코에 의한 향기패턴은 심부온도가 75.0℃일 때 분별되었으며, 옻나무 추출물 첨가시 대조구와도 분별되었다. 총환원력은 심부온도가 증가함에 따라 저장기간 동안 높게 유지되었으며, 저장 8일째에 44.2℃ 가열 처리구에서 옻나무 추출물 첨가구가 대조구보다 0.05만큼 높게 나타났다(p<0.05). TBARS는 심부온도가 증가함에 따라 저장기간 동안 더욱 빨리 촉진되었으며, 옻나무 추출물 첨가에 의해 저장기간 동안 약 1.5배 가까이 억제되었다. 이와 반대로 OxyMb은 심부온도가 증가함에 따라 유의적으로 감소되었으며(p<0.05), 옻나무 추출물 첨가에 의해 저장기간 동안 유의적으로 높게 유지되었다(p<0.05). 세 번째 단계로서 항산화효소가 MAP(가스조절포장)내 산소 농도에 따른 한우육의 산화안정성에 미치는 영향에 대해 구명하였다. 항산화효소 중 catalase (CAT)의 활성은 저장기간 동안 산소 농도에 따른 큰 차이를 보이지 않았다. 반면에 glutathione peroxidase(GPx)의 활성은 50% 및 75% 산소 처리구들이 저장 3일째부터 0% 및 25% 산소 처리구들에 비해 낮게 나타났으며, 특히 75% 산소 처리구에서 가장 현저하게 나타났다. 또한 total superoxide dismutase(SOD)의 활성은 25~75% 처리구들이 저장 3일째부터 0% 산소 포장구보다 현저하게 낮게 나타났다(p<0.05). 총환원력은 25~75% 산소 처리구들이 저장 3일째부터 0% 산소 처리구에 비해 현저하게 낮게 나타났으며(p<0.05), 특히 75% 산소 처리구는 6일째부터 다른 처리구들에 비해 가장 낮은 수치를 보였다(p<0.05). TBARS는 저장 3일째부터 산소 농도가 증가함에 따라 유의적으로 빨리 촉진되었다(p<0.05). 표면육색소의 농도는 OxyMb의 경우 저장 0일에는 25~75% 산소 처리구들이 0% 산소 처리구보다 높았으나(p<0.05), 3일째부터는 급격하게 감소하여 0% 산소 처리구에 비해 낮게 나타났다(p<0.05). 이와 반대로 MetMb은 25~75% 산소 처리구들이 저장 3일째부터 0% 산소 처리구보다 유의적으로 높게 나타났다(p <0.05). 표면육색은 L^(*) 값과 b^(*) 값의 경우 25~75% 산소 처리구들이 저장기간 동안 0% 산소 처리구보다 높았으며(p<0.05), 특히 11일째에는 50% 및 75% 산소 처리구들이 가장 높았다(p<0.05). a^(*) 값은 저장 3일째까지는 산소 농도가 증가함에 따라 높게 나타났으나, 7일째부터는 급격히 감소하여 25~75% 산소 처리구들이 0% 산소 처리구에 비해 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 네 번째 단계로서 고농도의 산소 환경(HiOx-MAP)에서 옻나무 추출물의 첨가가 한우육의 산화적 스트레스에 미치는 영향에 대해 구명하였다. 항산화효소 중 CAT의 활성은 gallic acid와 옻나무 추출물 첨가에 의해 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 특히 gallic acid에 의해 가장 현저하게 감소하였다. GPx와 total SOD의 활성은 gallic acid 첨가에 의해 유의적으로 감소하였으나(p<0.05), 옻나무 추출물 첨가시 유의적인 변화를 보이지 않았다. Glutathione reductae(GR)의 활성은 0.04% 옻나무 추출물 첨가에 의해 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), gluta -thione S-transferase(GST)와 ceruloplasmin의 활성은 gallic acid와 옻나무 추출물 첨가에 따른 유의적인 변화를 보이지 않았다. 총환원력은 gallic acid와 옻나무 추출물 첨가에 의해 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 특히 gallic acid 첨가시 가장 높은 총환원력을 보였으며(p<0.05), 0.04% 옻나무 추출물 첨가시 0.02% 옻나무 추출물보다 높게 나타났다(p<0.05). TEAC 역시 총환원력과 동일한 결과를 보였으나, 0.02% 및 0.04% 옻나무 추출물 첨가구들간에는 차이를 보이지 않았다. pH는 저장기간 동안 처리구들간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. TBARS는 옻나무 추출물 및 gallic acid의 첨가에 의해 저장기간 동안 현저하게 억제되었다(p<0.05). 특히 0.04% 옻나무 추출물 첨가시 가장 높은 억제력을 보였으며, gallic acid 첨가시 0.02% 옻나무 추출물보다 높은 억제력을 나타내었다. 표면육색은 L^(*) 값의 경우 옻나무 추출물 첨가에 의해 감소되어 저장기간 동안 대조구보다 낮게 유지되었으며, gallic acid 첨가시 저장기간 동안 급격하게 감소되어 9일째부터는 대조구보다 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). a^(*) 값의 경우 옻나무 추출물과 gallic acid 첨가에 의해 저장 3일째부터 대조구에 비해 유의적으로 높게 유지하였다(p<0.05). 특히 옻나무추출물이 3일째부터 gallic acid보다 높게 유지하였으며(p<0.05), 12일째에는 0.04% 옻나무 추출물이 0.02% 옻나무 추출물보다 유의적으로 높았다(p<0.05). b^(*) 값의 경우 저장기간 동안 처리구들간에 큰 차이를 보이지 않았다. DNPH-carbonyl은 옻나무 추출물과 gallic acid 첨가에 의해 저장 6일째부터 현저하게 억제되었으나(p<0.05), 옻나무 추출물과 gallic acid 첨가에 따른 유의적인 차이는 없었다. Myofibrillar fragmentation index는 옻나무 추출물 및 gallic acid 첨가시 저장 6일째부터 유의적으로 높게 유지되었으나(p<0.05), 옻나무 추출물과 gallic acid 첨가에 따른 차이는 보이지 않았다. Texture profile analysis는 0.04% 옻나무 추출물 첨가에 의해 저장 0일째에 hardness, gumminess 및 chewiness가 다른 처리구들보다 낮았으나(p<0.05), 이후부터는 처리구들간에 큰 차이를 보이지 않았다. 결론적으로 이상의 결과들을 종합해 보면, 옻나무 추출물의 한우육에 대한 항산화력은 fisetin보다는 낮았지만, gallic acid보다는 강력한 것으로 확인되었다. 또한 고산소 환경에서 발생하는 지방산화의 촉진은 한우육의 GPx와 SOD의 활성을 유의적으로 감소시킴으로서 산화안정성을 빠르게 감소시켰다. 하지만 옻나무 추출물을 첨가함으로서 항산화효소의 활성이 안정적으로 유지시키고 산화적 스트레스가 현저히 감소시킬 수 있었다. The overall objective of this study was to investigate the effects of addition of RVS extract and modified atmosphere packaging (MAP) on the oxidative characteristics of Hanwoo (Korean cattle) beef. This study was designed into four experiments. The first experiment estimated the antioxidant activity of RVS extract (15 ppm) by comparing with gallic acid (50 ㎛) and fisetin (50 ㎛), have been reported as general compounds of RVS, in beef homogenate model system oxidized by 30 ㎛ Fe(Ⅲ)/100 ㎛ ascorbic acid at 37℃ for 7 hr. The RVS extract had lower TEAC and FRAP compared with gallic acid and fisetin (p<0.05) but had higher inhibitory effects on the TBARS and DNPH-carbonyl than gallic acid. With regard on Mb oxidation, the RVS extract showed higher antioxidant effect than the other compounds but had no inhibitory effect compared with the control. The second experiment estimated the effect of RVS extract (2%) on the oxidative stability in 1% salted-beef patties cooked into 44.2 ℃, 62.1℃, and 75.0℃ of internal temperatures during storage at 4℃. The RVS extract showed stabilizing effect on PUFA content in all temperatures and changed the flavor pattern. Moreover, it showed inhibitory effect on TBARS and OxyMb oxidation but had slightly higher TRA compared with the control. The third experiment estimated the effect of antioxidant enzyme activities on the oxidative stability in ground beef with different oxygen concentration in MAP (0%, 25%, 50%, and 75% O2/20% CO2) during storage at 11℃. During storage, the higher O2 concentration more decreased GPx and total SOD (CuZn-SOD+Mn-SOD) activities and TRA but more accelerated TBARS, Mb oxidation, and browning in color. Moreover, the GPx and total SOD activities were more highly correlated with oxidative stability in higher O2-MAP. The fourth experiment estimated the effect of RVS extract (0.02% and 0.04%) on the oxidative stress of 2.5% salted and 1.5% grapedseed oil-added beef patties during storage at 8℃. The RVS extract and gallic acid treatments had lower CAT activity than the control (p<0.05) but gallic acid treatment had lower CAT activity compared with RVS extract treatments (p<0.05). The TEAC and FRAP were higher in RVS extract treatments than in the control (p<0.05) but lower than in gallic acid treatment (p<0.05). During storage, 0.04% RVS extract treatment showed higher antioxidant effect on TBARS and color stability than the other treatments. Moreover, RVS extract and gallic acid treatments had inhibitory effect on protein oxidation (DNPH-carbonyl and MFI) but there is little difference in protein oxidation stability between RVS extract and gallic acid treatments. Therefore, the RVS extract has the stronger antioxidant power than gallic acid, but lower than fisetin. The oxidative stability of Hanwoo beef is decreased by reduction of the activities of GPx and SOD with the induction of lipid oxidation in HiOx-MAP. But RVS extract stabilizes the activities of antioxidant enzymes and decreases significantly the oxidative stress in Hanwoo beef packaged in HiOx-MA.

일부 폐경 후 여성에서 골밀도와 항산화효소 활성에 대한 대두 이소플라본 보충 효과

이행신 淑明女子大學校 2001 국내박사

To elucidate the effect of soy isoflavone supplementaion on bone mineral density and blood antioxidative capacity in postmenopausal period, 60 women residing in Iksan area were recruited. First, Bone mineral density (BMD) was measured by dual energy X-ray absorptiometry, and food and nutrient intake of each individual subject was estimated by 24-hour recalls of 3 non-consecutive days. The biochemical markers including total protein, albumin, osteocalcin, calcium, phosphorus and hemoglobin were measured in fasting blood. In addition, parameters of antioxidative capacity including the activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), catalase (CAT) and total antioxidant capacity (TA) were monitored in blood, also. Then, 60 postmenopausal women were divided into 2 groups namely, control (n=29) and treatment group (n=31). The treatment group was given soy isolfavone supplements of 90 mg/day for 12 weeks. At the completion of supplementation, BMD, antioxidative capacity and other blood markers were measured again. The mean age, height, weight, and BMI of subjects were 65.0±7.7 years, 151.1±5.5 cm, 59.5±8.6 kg 26.0±3.2 cm/kg2, respectively. The macronutrient intake ratio of carbohydrate : protein : fat was 65 : 17.5 : 17.5 and the mean intake of energy and protein was 1532.7±420.4 kcal (86.3% of RDA) and 67.1±27.6 g (122% of RDA). And the mean intake of phosphorus, vitamin A, niacin and vitamin C were higher than Recommended Daily Allowance (RDA) for Koreans. On the other hand, calcium and riboflavin intake reached 84.6% and 70.4% of RDA, only. The mean BMDs of subjects were 0.85±0.17 g/cm2 (lumbar spine), 0.6±0.10 g/cm2 (Femoral neck), 0.49±0.10 g/cm2 (trochanter), and 0.40±0.14 g/cm2 (Ward's triangle). There was a significant difference in BMD among different age groups (50's, 60's and 70's) showing lower value with increasing age (p<0.05). The mean SOD, GPx, and CAT activities were 138.5±16.6 U/ml, 1,273.8± 276.8 U/ml and 314.3±196.6 kU/l respectively, and TA was 1.16±0.14 mmol/l without significant difference among different age groups. Among the parameters of antioxidative capacity, SOD activity was significantly lower in lean group (BMI<20) than that in the normal or overweight group (BMI≥20) (p<0.05). And TA of the groups with highest intake of vegetables and fruits was significantly higher than that of the groups with lower intake (p<0.05). Then, antioxidative capacity was compared among 3 groups of different nutrient intake level classified by the percentage of Recommended Daily Allowances (RDA) for Koreans as follows : low < 75% of RDA, 75% of RDA ≤ adequate < 125% of RDA, high ≥ 125% of RDA. The high protein and niacin groups showed significantly lower TA than those of the other intake groups (p<0.05). Meanwhile, SOD activity showed a positive correlation with BMDs of femoral neck, intratrochanter and trochanter (p<0.05). In addition to this, SOD activity and CAT activity showed positive correlation with serum albumin and/or hemoglobin, also (p<0.05). Isoflavone supplementation of 3 months did not resulted in any significant changes in BMDs or parameters of antioxidative capacity, implying the necessity of more intensive intervention for a substantial change. In conclusion, this study revealed that antioxidant enzyme activity holds a significant relationship with the bone mineral density in postmenopausal women and further systematic research on dose and period of isoflavone supplementation is needed to clearify the positive effect of isoflavone on BMD and/or blood antioxidative capacity in postmenopausal women. 본 연구에서는 폐경 후 여성에서 문제가 되고 있는 골밀도와 항산화효소 활성의 관계를 살펴보고, 대두 이소플라본 보충이 골밀도, 혈액지표 및 항산화효소 활성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 1차 연구에서는 전북 익산시에 거주하는 50∼77세의 폐경 후 여성 60명을 대상으로 신체계측, 일반사항, 모성요인과 생활습관을 조사하였으며, 24시간 회상법을 이용하여 3일간의 식품섭취량을 분석하였다. 혈액에서는 총 단백질, 알부민, 칼슘, 인, 헤모글로빈, 오스테오칼신과 항산화효소인 super oxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), catalase (CAT) 활성 및 total antioxidant capa -city (TA)를 분석하였고, 골밀도는 골밀도 측정기(Dual energy X-ray absorptiome -try ; DEXA)를 이용하여 대퇴경부(femoral neck), 대퇴전자내부(intratrochanter), 대퇴전자부(trochanter), 와드삼각부(Ward's triangle)와 요추(lumbar spine, L1∼L4)에서 측정하였다. 2차 연구에서는 1차 연구에 참여한 대상자들을 대조군(29명)과 보충군(31명)으로 나누어, 보충군에게 대두 이소플라본(1일 90mg)을 3개월 간 섭취하도록 한 후 상기한 지표들의 변화를 분석하였다. 1차 연구에서 대상자의 평균 연령은 65.0세, 신장은 151.1cm 그리고 체중은 59.5kg이었으며, 체질량지수(Body Mass Index ; BMI)는 평균 26.0을 나타냈다. 이들의 3대 영양소 섭취비율은 탄수화물 : 단백질 : 지방이 65 : 17.5 : 17.5%였으며, 평균 에너지 섭취량은 1532.7kcal, 단백질 섭취량은 67.1g으로 각각 한국인 영양권장량의 86.3%와 122%에 달했다. 그 외에 인과 비타민 A, 나이아신 그리고 비타민 C의 평균섭취량이 권장량보다 높았던 반면, 칼슘과 리보플라빈 섭취량은 각각 권장량의 84.6%, 70.4%로 나타나 권장량보다 낮았다. 연구대상자 혈청의 총 단백질은 6.5g/dl, 알부민은 3.7g/dl였으며, 칼슘과 인은 각각 8.8mg/dl와 3.4mg/dl였고, 오스테오칼신과 헤모글로빈은 각각 12.6ng/ml와 12.7g/100ml으로 모두 정상범위에 속했다. 평균 골밀도는 요추가 0.85g/cm2, 대퇴전자내부와 대퇴전자부는 각각 0.87g/cm2과 0.49 g/cm2, 대퇴경부는 0.60g/cm2 였으며, 와드삼각부는 0.40g/cm2로 나타났다. 항산화효소 활성은 SOD와 GPx가 각각 평균 138.5U/ml과 1273.8U/ml, CAT는 314.3kU/l였으며, TA는 1.16mmol/l인 것으로 나타났다. 신체계측치와 항산화효소 활성의 상관관계에서는 저체중군(BMI<20)이 정상과 과체중군(BMI≥20)에 비해 SOD의 활성이 낮았으며(p<0.05), 허리둘레, 엉덩이둘레, 체지방함량도 SOD와 양의 상관관계를 보였다(p<0.05). 연구대상자들의 식품군별 섭취량에 따른 항산화효소 활성을 비교한 결과, 과일류와 채소류의 섭취량이 많은 군에서 TA가 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 또한 한국인 영양권장량에 대한 영양소 섭취비율에 따라 대상자를 부족군(75%미만), 정상군(75∼125%), 과다군(125%이상)의 세 군으로 구분하여 항산화효소 활성을 비교해 본 결과, TA의 경우에는 단백질과 나이아신의 과다군에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 혈액지표와 항산화효소 활성에서는 혈청 알부민과 헤모 글로빈이 SOD와 양의 상관관계를 보였으며, 헤모글로빈은 CAT와도 양의 상관관계를 나타냈다(p<0.05). 골밀도의 경우 대퇴골의 대퇴경부, 대퇴전자부, 대퇴전자내부의 골밀도가 증가할수록 SOD의 활성이 증가하는 양의 상관관계를 보였다(p<0.05). 2차 연구에서 3개월간 대두 이소플라본 보충 후 대조군과 보충군의 신체계측치나 영양소섭취수준에는 유의적인 차이가 없었다. 이소플라본 보충 전후의 골밀도 및 항산화효소 활성은 대조군과 보충군 간에 유의적인 차이가 없었으나, 혈청 총 단백질 수준은 이소플라본 보충 후 대조군에 비해 보충군에서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 결론적으로, 본 연구의 일부 폐경 후 여성에서는 BMI가 낮을수록 SOD의 활성이 낮았으며, 식품군 중 과일류와 채소류의 섭취량이 많을수록 TA가 높았고, 단백질과 나이아신의 영양소 섭취수준이 과다한 경우 SOD와 TA의 활성이 오히려 낮게 나타나는 경향을 보였다. 또한 골밀도가 높을수록 SOD의 활성이 높은 양의 상관성을 나타내었으며, 항산화지표 중 SOD와 TA가 가장 많은 영향을 받는 것으로 보였다. 한편, 본 연구에서 사용된 이소플라본의 투여량(1일 90mg)과 투여기간(3개월)은 폐경 후 여성의 골밀도 및 항산화효소 활성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으나, 이소플라본의 투여량이나 기간 등의 조건 에 따라 골밀도 및 항산화효소 활성에 대한 효과가 달라질 수 있을 것으로 보인다. 따라서 본 연구결과에서 나타난 폐경 후 여성의 골밀도와 항산화효소 활성과의 관련성에 근거하여 이에 대한 보다 체계적인 연구가 이루어져야 할 것으로 생각되며, 특히 폐경 후 여성에서 골밀도와 항산화효소 활성에 긍정적인 효과를 기대할 수 있는 이소플라본의 투여량과 기간에 대한 연구도 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.

운동이 염증지표, 과산화지질 및 항산화 효소에 미치는 영향에 관한 고찰

정미경 용인대학교 일반대학원 2020 국내박사

The purpose of this study was to collect the research literatures of domestic and foreign research that tested the effects of exercise on inflammatory markers, lipid peroxide, and antioxidant enzymes, to examine factors related to inflammatory markers, oxidative stress, and to seek effective exercise types to improve them. It was studied with a literature review method, and it was studied using technical and analytical methods, which are sub-methods of humanities research. The literature has already been published, and the subjects are research literature on exercise, inflammatory markers, lipid peroxide and antioxidant enzymes. The conclusion of this study is as follows. To sum up the results of previous studies on the effects of aerobic exercise on inflammatory markers, in most studies, significant reductions in inflammatory markers were observed. It can be found out that as suggested in previous studies, positive changes in body composition related to body fat have a positive effect on the reduction of inflammatory markers. In addition, it can be judged that a decrease in the subcutaneous fat of the abdomen through exercise decreases the production of CRP, IL-6, and TNF-α, so a significant reduction in the area of the total abdominal fat and the subcutaneous fat area may be considered to affect the reduction of the inflammatory markers. It can be expected that regular participation in exercise over the long term, not short-term exercise, increases the individual's fitness level and significantly reduces the level of inflammatory markers in the blood. Regular, continuous, mid-grade or higher exercise can be seen to help reduce inflammatory responses in blood vessels. Therefore, in order to prevent cardiovascular disease and coronary artery disease, which are highly related to inflammatory markers, regular and persistent moderate or higher intensity may be appropriate. Elevated inflammatory markers may be associated with obesity and insulin resistance, and improvement of risk factors through exercise is thought to affect inflammatory markers. Short-term workouts such as one-time workouts and high-intensity high-intensity workouts increase the inflammatory response. So it is believed that the exercise of moderate intensity under the appropriate control of factors such as dietary control will be able to positively improve the inflammatory response through improvement of health indicators such as weight loss and blood lipid loss. Continued aerobic exercise for a long period of time can help improve body defenses against free radicals, thereby reducing lipid peroxidation due to oxidative stress. This is believed to be the increase in activity of the deoxidizing enzyme system as a result of physical adaptation. The possibility of free radical production due to exercise is controversial. However, it is thought that this possibility cannot be ruled out in many studies because intense and intense exercise causes oxygen deficiency and increases MDA in muscle tissues and tissues and reports tissue damage. Even if exercise at an anaerobic threshold level of VO2max 60∼70% increases lipid peroxide levels, it seems that it will help to increase antioxidant defense in the long term given the adaptation and oxidative adaptation of physical metabolism. Among aerobic exercise, resistance exercise, one-time exercise and complex exercise, many studies have shown that MDA level was significantly increased only in the aerobic exercise group, and it can be seen that the importance of aerobic exercise in reducing lipid peroxidation is great. Exercise intensity was found to have the greatest effect on the increase of antioxidant enzymes, and it was difficult to show a significant change in low to medium intensity of VO2max 40∼60%, but in the exercise at intensity of VO2max 70∼80%, it was shown that the antioxidant enzyme and free radical levels increased significantly. In view of this, it is thought that the action of antioxidant enzymes and free radicals reacts over a certain stimulus. It can be seen that the degree of activity of antioxidant enzymes is regulated according to the type of exercise, intensity, duration and physical training of the individual. It is believed that continuous exercise performance improves the defense function that can respond to increased free radical species and reduces the oxidative damage caused by exercise, so the importance of continuous exercise performance is emphasized and in order to increase the activity of antioxidant enzymes such as SOD, CAT, GPX, etc., an aerobic exercise that can maintain at least 15 minutes at a strength of 60% to 80% of the maximum oxygen intake is required. Based on the results of this study, the following should be suggested. First, in future studies, studies should be conducted to examine the relevance according to the period, etc. in setting the intensity of the middle grade or higher, which was suggested to be relatively effective in previous studies, and dietary control or various environmental variables should be considered. Second, in the previous studies, the reason why the change of inflammatory markers through exercise was inconsistent is not considered to be because the level of pre-inflammatory markers in the exercise group or control group was not high, and therefore, it was considered that the effects related to the significant decrease were not shown. Since most of the study participants were limited to middle-aged, elderly, and cardiovascular disease who had no exercise experience and were unable to perform a study exercise intensity that could have a positive effect, in the follow-up studies, it seems that various attempts should be made, such as targeting young adults or adolescents by expanding the biased research subjects. Third, it is thought that continuous research will be needed in the future that supplementation of antioxidants such as vitamins other than exercise may affect the increase of antioxidant function through the activity of antioxidant enzymes. 본 연구의 목적은 운동이 염증지표, 과산화지질, 항산화효소에 미치는 영향을 실험한 국내외 연구 문헌을 수집하여, 염증지표, 산화스트레스와 관련된 요인을 살펴보고 이들을 개선 시키는데 효율적인 운동 형태를 모색해보는 데 있다. 문헌적 고찰방법으로 연구하였으며, 인문학적 연구의 하위 방식인 기술적 방법과 해석적 방법을 이용하여 연구하였다. 문헌은 기존 발표된 것들이며, 주제는 운동과 염증지표, 과산화지질 및 항산화 효소에 관한 연구문헌들이다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 유산소 운동이 염증지표에 미치는 영향에 관한 선행연구들의 결과를 종합해 보면, 대부분의 연구에서 염증 지표들의 유의한 감소가 나타났으며, 선행연구에서 제시된 것과 같이 체지방과 관련한 신체조성의 긍정적인 변화가 염증 지표들의 감소에 긍정적인 영향을 주고 있음을 알 수 있다. 또한, 운동을 통한 복부의 피하지방 감소는 CRP, IL-6, TNF-α의 생성을 감소시켜 전체 복부지방의 면적과 피하지방면적의 유의한 감소는 염증 지표를 감소시키는데 영향을 미치는 것으로 판단할 수 있다. 단기간의 운동이 아닌 장기적으로 규칙적인 운동 참여가 개인의 체력수준을 증가시켜 혈중 염증지표 수준이 유의하게 감소되는 결과를 기대할 수 있다. 규칙적이고 지속적인 중등도 이상의 운동은 혈관 내 염증 반응을 줄이는 데 도움이 된다고 볼 수 있다. 그러므로 염증 지표들과 관련이 높은 심혈관계 질환, 관상동맥질환 등을 예방하기 위해서는 규칙적이고 지속적인 중간 이상의 강도가 적합하다고 볼 수 있다. 염증지표들의 상승은 비만 및 인슐린 저항성과 관련이 높은 것으로 볼 수 있고 운동을 통한 위험요인 요소들의 개선이 염증지표에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 1회성 운동 등의 단기간 운동, 강도 높은 고강도 운동은 오히려 염증반응을 증가시키기 때문에 식이조절과 같은 요인의 적절한 통제하에 적당한 강도의 운동이 체중, 혈중지질의 감소 등 건강지표들의 개선을 통한 염증반응의 긍정적 개선이 가능할 것으로 사료된다. 유산소 운동을 장기간 지속적으로 수행하는 것은 프리라디칼에 대응하는 신체 방어능력 개선에 도움을 줄 수 있고 이로 인해 산화적 스트레스로 인해 증가된 지질 과산화를 감소시킬 수 있는데 이는, 신체적 적응 결과로 인한 산화제거 효소체계의 활성 증대로 사료된다. 운동으로 인해 프리라디칼 생성 가능성에 대해서는 논란의 여지가 있다. 하지만 많은 연구에서 격렬하고 강도높은 운동이 산소결핍을 초래하고 근조직, 조직 내의 MDA를 증가시켜 조직 손상 등을 보고하고 있기 때문에 이러한 가능성을 배제할 수는 없다고 생각한다. 최대산소섭취량의 60%∼70% 즉, 무산소성 역치 수준에서의 운동이 지질과산화물 수준을 증가시키더라도 신체적 대사의 적응과 산화적응을 감안했을 때, 장기적으로 항산화방어 기능을 증가시키는데 도움이 될 것으로 사료된다. 유산소 운동, 저항운동, 1회성 운동 및 복합운동 중 유산소 운동 집단에서만 MDA 수준을 유의하게 증가시켰다는 연구들이 많은 것을 봤을 때, 지질 과산화 감소에 유산소성 운동의 중요성이 크다고 볼 수 있다. 운동강도는 항산화 효소의 증가에 가장 많은 영향을 주는 것으로 나타났고 최대산소섭취량의 40∼60% 저∙중강도에서는 유의한 변화가 나타나기 어려웠으나 최대산소섭취량의 70∼80% 강도의 운동에서는 항산화효소와 활성산소 수준이 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 점으로 미루어보아 항산화 효소와 활성산소의 작용은 일정 자극 이상에서 반응한다고 사료된다. 항산화 효소 활성 수준의 정도는 운동 형태, 강도, 기간과 개인의 신체적 훈련 정도에 따라 조절됨을 알 수 있다. 지속적인 운동 수행을 행하는 경우에는 증가된 활성산소종에 대응할 수 있는 방어기능을 향상시키고 운동에 따른 산화적 손상을 감소시킬 수 있으므로 지속적인 운동 수행의 중요성이 강조되며, SOD, CAT, GPX 등의 항산화 효소 활성을 증가시키기 위해서는 최대산소섭취량의 60%∼80% 강도로 최소 15분 이상 유지할 수 있는 유산소 운동이 필요하다고 사료된다. 본 연구결과를 바탕으로 다음과 같은 제언을 하고자 한다. 첫째, 향후 연구에서는 선행연구들에서 비교적 효과적이라고 제시되었던 중등도 이상의 강도 설정에서 기간 등에 따른 관련성을 살펴보는 연구가 이루어져야 하고 식이조절 또는 다양한 환경적 변인들이 고려되어야 할 것이다. 둘째, 선행연구들에서 운동을 통한 염증지표의 변화가 일관적이지 못했던 이유는 운동집단이나 통제집단의 사전 염증지표 수준이 높지 않았기 때문에 유의한 감소 등과 관련된 영향을 나타내지 못한 것으로 생각할 수 있으며 대부분 연구 참여 대상자들이 운동경험이 없고 긍정적 효과를 줄 수 있는 연구 운동강도를 수행하기 어려운 중년이나 노인, 심혈관계 질환자로 국한되어 있었기 때문으로 후속연구에서는 편중되었던 연구 대상자를 보다 확대하여 젊은 성인 또는 청소년을 대상으로 하는 등 다양한 시도가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 셋째, 운동 이외의 비타민 등과 같은 항산화제 보충이 항산화 효소 활성을 통한 항산화 기능 증가에 영향을 줄 수 있다는 부분에 대해서는 추후 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

뉴스포츠 운동프로그램이 여중생의 혈중 항산화 효소 및 지질과산화물에 미치는 영향

한건 강원대학교 대학원 2010 국내석사

본 연구는 비만과 정상인 여중생을 대상으로 12주 동안 규칙적인 뉴스포츠 운동프로그램을 실시한 후 항산화체계와 관련된 superoxide dismutase(SOD) 효소의 활성도와 활성 산소의 생성물인 malondialdehyde(MDA) 즉 지질과산화물의 농도가 비만과 정상집단 각각에 어떤 효과를 미치는가와 비만집단과 정상집단간에 어떠한 차이가 있는가를 알아보고자 하였다. 연구대상자는 중학교에 재학중인 여학생을 대상으로 체지방률 30%이상인 비만집단을 11명, 정상집단을 8명으로 구성하였다. 측정항목은 신체구성, 항산화효소인 SOD, 지질과산화물인 MDA이며 뉴스포츠 운동프로그램 실시 전 1회, 12주간 운동프로그램 실시 후 1회 측정하였으며 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 신체구성의 변화에서는 비만집단에서 체지방율이 유의하게 감소하였다. 2. 항산화 효소 SOD의 활성도는 정상집단에서 유의하게 감소하였다. 3. 지질과산화물 MDA의 농도는 정상 및 비만집단 모두 유의하게 감소하였다. 4. 항산화 효소 SOD 활성도의 집단간 차이는 발견되지 않았다. 5. 지질과산물 MDA 농도의 집단간 차이는 발견되지 않았다. 이상과 같은 결론을 통하여 볼 때 뉴스포츠 운동프로그램은 여중생의 신체구성 및 지질과산물 MDA의 농도에 긍정적인 영향을 미쳤다. 따라서 비만 여중생의 체지방 감소 및 산화스트레스 감소에 효과가 있는 것으로 사료되나 비만 여중생의 항산화 효소 활성도 및 산화스트레스와 운동형태와의 관계를 파악하기 위해서는 실험대상의 직접적인 식이통제 및 보다 면밀한 신체적 특성의 검토가 필요하다고 생각된다. 또한 산화스트레스가 운동강도 및 시간 등 운동형태와 밀접한 관계가 있다는 선행연구들을 살펴보았을 때 뉴스포츠 운동프로그램 적용 시 보다 과학적인 운동강도의 측정으로 실험 대상이 느끼는 상대적인 운동 강도에 대한 보다 정확한 관리가 필요하다고 생각된다. The purpose of this study to target obesity and normal schoolgirls, 12 weeks newsports exercise program conducted when changes in activity of antioxidant enzymes and lipid peroxide concentrations evaluate the changes. The study subjects enrolled in a junior high school girl who has, more than 30% body fat mass in obese group consists of less than 30% were normal. This study measured the body composition variables, antioxidant enzymes (superoxide dismutase), lipid peroxide (malondialdehyde), and was measured before starting an exercise program, conducted after 12 weeks were measured. Analyzed results were as follows: 1. Changes in body composition in the obese group significantly decreased the body fat%. 2. Activity of antioxidant enzymes(SOD) was significantly lower in the normal group. 3. The concentration of lipid peroxidation(MDA) in normal and obese group were significantly reduced. 4. Antioxidant enzyme(SOD) activity of the significant differences between groups were not found. 5. MDA concentration of the significant differences between the groups were not found.

Selenium, 비타민 E 보충과 단기간의 운동이 마우스 조직의 항산화효소 활성과 혈청 IL-2 농도에 미치는 영향

전미설 淑明女子大學校 1998 국내석사

산화적 스트레스는 일반적으로 많은 질병의 잠재적 요인으로 알려져 있으며, Se과 비타민 E는 이러한 산화적 스트레스를 조절하는 요인 중 효과가 큰 것으로 보고되고 있다 (Burk et al, 1980). 또한 많은 역학 연궁서 비타민 E 같은 항산화 비타민이 심장병을 예방하는 것으로 나타났으며, Se은 oxygen free radical 에 의한 과산화 손상으로부터 보호하고, 생체내 항산화적 방어계의 강화에 영향을 미치는 것으로 보고되었다(Walsh et al, 1993). 또한 운동은 산소소비를 증가시켜 운동시 근육에 만응성 산소종 생성을 증가시키며 따라서 이를 제거하기 위한 항산화 효소 활성이 촉진됨이 보고되었다 (Clarkson et al, 1995). 본 연구에서는 식이 Se과 Vit E 첨가와 단기간의 운동이 조직내 항산화효소 활성과 혈청 IL-2 농도에 미치는 영향을 관찰하고자 하였다. 본 연구에 사용된 마우스 실험군은 Se 과 Vit E의 식이내 수준에 따라 대조군, Se 첨가군, Vit E 첨가군, Se+Vit E 첨가군으로 분류하여 총 8주간 실험식이를 제공하였다. 실험 8주째, 마우스를 운동군과 비운동군으로 분류하여 3일간의 training 기간을 거친 다음 마지막 3일 동안 18m/min, 60min/day, 5% grande에서 treadmill 운동을 실히사였다. 운동이 끝난 직후 혈액을 채취하고, 조직(간, 폐, 신장, 심장, 근육)을 적출한 다음 각 조직에서 항산화효소 활성(GPX, SOD, catalase) 변화와 혈청내 IL-2 수준을 측정하였다. 본 실험 결과 Se+Vit E 첨가시 폐조직에서 Cu,Zn-SOD 와 Mn-SOD 활성이 유의적으로 증가하는 것으로 나타났으며, Cu,Zn-SOD 활성은 운동시 근육조직과 신장에서 유의적으로 증가했다(p<0.05). GPX 활성은 Se+Vit E 동시 첨가시 폐조직에서 유의적으로 증가했으며, (p<0.05), 그 외의 조직에서는 유의적인 차니를 보이지 않았다. 운동의 효과로는 간과 신장에서 비운동군에 비해 감소했으나, 그 외의 조직에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다. Catalase 는 대조군에 비해 Se+Vit E 첨가시 높은 경향을 보였으나 유의적이지는 않았다. 운동군은 신장조직에서 감소했으나 (p<0.05), 그외의 조직에서는 유의적인 차이를 보이지 않앗다. 혈청 IL-2 농도는 본 연구 결과 Se 과 비타민 E 동시 첨가시 대조군 보다 유의적으로 높았고, 운동의 영향으로는 단기간 운동을 한 군의 혈청 IL-2 농도가 비운동군에 비해 유의적으로 낮게 나타났다. 따라서 식이 Se과 비타민 E 첨가에 의한 마우스 항산화효소 활성도는 조직 특이성이 큰 것으로 나타났으며 단기간의 운동에 의해서 혈청 IL-2 농도가 변화될 수 있는 것으로 보이나 앞으로 다양한 운동강도와 기간을 고려한 연구가 계속 진행되어야 한다고 생각된다. Selenium, as a component of GPX and vitamin E, as a lipid soluble free radical scavenger, serve as biological antioxidant defense system. The purpose of this study was to investigate the effect of dietary selenium, and/or Vit E supplementation and acute exercise on the antioxidant enzyme activities and immune system. Sixty-four ICR male mice were randomly assigned and fed with into contro (Se 0.2ppm, Vit E 40mg/kg diet), Se supplemented (Se 2 ppm, Vit E 40mg/kg diet), Vit E supplemented (Se 0.2ppm, Vit E 160mg/kg diet), or both Se and Vit E supplemented (Se 2ppm, Vit E 160mg/kg diet) diets for eight weeks. At the last week of dietary treatment, all mice were further divided into either exercised or sedentary control group. Mice in exercised grup were accoustomed to moter-driven treadmill running by exosing to 30 min running at 10-12m/min for 3 days. After 3 days of training, mice conducted the treadmill running for 60min at a seed of 18 m/min for 3days. Immediately after exercise, blood was collected by heart puncture to measure serum IL-2 concentrations. Mouse tissues such as lung, muscle, heart, liver, and kidney were obtained to investigate the antioxidant enzyme activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPX), and catalase. Both Se and Vit E supplementation was found to increase Cu,Zn-SOD and Mn-SOD activities in mouse lung. Treadmill exrcise made Cu,Zn-SOD activity increase in musle and kidney. GPX activity was significantly increased in the lung tissue of mice fed with Se+Vit E supplemented diet. Treadmill exercise resultsed in decrease of GPX activity in liver and kidney unlike other tissues which showed no significant differences. Catalase activity was not significatnly affected by either exercise or dietary treatment. Serum IL-2 concentration was shown to be increased by dietary Se+Vit E supplementation, and acute treadmill running resulted in decrease of serum IL-2 levels.

식이내 비타민 E 수준과 단기간의 운동이 마우스 조직의 항산화효소 활성과 혈청 IL-2 농도에 미치는 영향

이소연 숙명여자대학교 일반대학원 1998 국내석사

사람을 포함한 고등동물의 필수 영양소인 비타민 E 는 불포화지방산의 과산화작용을 저해하여 과산화물로부터 생체를 보호하고 면역기능에 영향을 주어 암세포의 성장을 억제하며, 운동은 산화적 스트레스를 증가시키고 면역능력을 변화시켜 암발생에 대한 억제효과가 있음이 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 식이내 비타민 E 수준과 단기간의 운동이 조직에서 생성되는 항산화효소 (superoxide dismutase, glutathione peroxidase, catalase)의 활성과 혈청 IL-2 농도에 미치는 영향을 알아보고자 ICR 계 수컷마우스 (4-6 주령, 48마리)를 식이 비타민 E 수준에 따라 저비타민 E 식이군 (40mg/kg diet vitamin E), 정상수준의 대조군 (80mg/kg diet vitamin E), 고비타민 E 식이군 (200mg/kg diet vitamin E)으로 분류하여 8주간 실험식이를 제공하고 실험종료 직전 3일간에 걸쳐 treadmill 운동 (18m/min, 60min/day, 5% grande)을 실시하여 실험기간 종료후 비타민 E 수준을 측정하고 식이내 비타민 E 수준과 단기간의 운동에 의한 효과를 비교하였다. 8주간의 실험식이후 혈청과 간의 비타민 E 농도는 식이내 비타민 E 수준이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였으며 total SOD 활성은 신장에서 저비타민 E 식이와 고비타민 E 식이시 감소하였으나 심장에서는 고비타민 E 식이시 증가하였다. Cu, Zn-SOD 활성은 신장에서 고비타민 E 식이시 유의적으로 감소했지만 근육에서는 저비타민 E 식이시 증가하였으며 Mn-SOD 활성은 모든 조직에서 식이 비타민 E 수준에 따른 유의적인 차니가 없었다. GPX 활성은 폐에서는 저비타민 E 식이시, 심장에서는 고비타민 E 식이시 증가하였으며 catalase 활성은 심장에서 고비타민 E 식ㅇ시 증가하였다. 운동에 의해서는 폐에서 total SOD, Cu, Zn-SOD, Mn-SOD, GPX, catalase 활성이 모두 증가하였으나 간과 신장에서의 GPX 활성은 감소하였다. 또한 항산화효소 활성에 대한 식이 비타민 E 수준과 운동간의 상호작용은 모든 조직에서 나타나지 않았으며 혈청 IL-2 농도도 식이 비타민 E 수준과 운동에 의해 유의적인 차이가 없었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 식이 비타민 E 수준은 항산화효소 활성에 대한 조직 특이성이 있어 고비타민 E 식이시 신장에서는 감소하고 심장에서는 증가하는 것으로 나타났으며, 단기간의 운동에 의해서 특히 폐조직의 항산화효소 활성이 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 비타민 E의 항산화효과와 함게 생체내에 운동에 의해 생성된 radical 을 제거해주는 방어기전이 있음을 규명하는데 도움이 될 것으로 사료된다. Vitamin E, essential for life in higher animals including human, is thought to protect the body by inhibiting polyunsaturated fatty acid peroxidation and modulate the immune functions. While, exercise increases the oxygen consumption in the body, thereby enhances the oxidative stress to various organs and alter the immune response. The effect of dietary vitamin E levels and acute exercise on tissue antioxidant enzyme activities (superoxide dismutase, glutathione peroxidase, catalase) and serum IL-2 concentration were studied in mouse. Forty-eight one-month-old ICR mouse were fed with one of three different diets : low vitamin E (40mg/kg diet vitamin E), control (80mg/kg diet vitamin E), high vitamin E (200mg/kg diet vitamin E) diet for 8 weeks. Mouse exercised (18 m/min, 60 min/day, 5% grade) on a motor-driven treadmill for the last three consecutive days. Mice were killed immediately after exercise, blood and tissue(liver, lung, kidney, heart, and muscle) were collected to investigate the antioxidant enzyme activities and serum IL-2 concentration. Dietary vitamin E supplementation increased serum and liver vitamin E concentration. The activity of total superoxide dismutase(SOD) was significantly decreased (p<0.05) in the kidney of low and high vitamin E group and increased (p<0.05) in the heart of high vitamin E group. The activity of Cu, Zn-SOD was significantly decreased (p<0.05) in the kidney of high vitamin E group and increased (p<0.05) in the muscle of low vitamin E group. However, no significant differences in Mn-SOD activity were observed in all mouse tissues. The activity of GPX was significantly increased (p < 0.05) in the lung and heart of high vitamin E group. the activity of catalase was significantly increased (p<0.05) in the heart of high vitamin E group. Acute exercise significantly increased (p<0.05) total SOD, Cu, Zn-SOD, Mn-SOD, GPX, catalase activities in lung, but decreased (p<0.05) GPX activity in liver and kidney. there was no significant differences in serum IL-2 concentrations among different diet and exercise groups. The result suggested that the change of mouse antioxidant enzyme activities by different diatary vitamin E levels were tissue specific. And acute exercise was found to increase antioxidant enzyme activities in lugn tissue.

훈련지속과 훈련중지가 심혈관계 위험군 근로자의 황산화효소활성과 염증마커 유전자 발현에 미치는 영향

박정연 동아대학교 대학원 2018 국내박사