운동생리학 : 지구력 트레이닝이 골격근 GLUT-4의 발현 경로에 미치는 영향

하경수(KyoungSuHa),윤정수(ChungSuYoon),김재철(JaeCheolKim) 한국체육학회 2004 한국체육학회지 Vol.43 No.4

The aim of this study was to investigate the expression of GLUT-4, AMPK and PI3-kinase proteins in skeletal muscle by endurance training. Male Sprague-Dawley rats underwent endurance training(20~25m/min, 10~15°, 60min/day, 5days/week, 8weeks) on treadmill. The GLUT-4 expression, AMPK and PI3-kinase activity in gastrocnemius and soleus muscles were examined by Wester blotting.AMPK activity and the expression of GLUT-4 in both gastrocnemius and soleus muscle was significantly higher after endurance training, but PI3-kinase activity was unchanged.This observation suggests that GLUT-4 expression and AMPK activity play an important role in glucose transport in skeletla muscle but PI3-kinase may not involved by endurance training.

자연과학편 : 지구성 트레이닝에 따른 흰쥐 골격근 MAP kinase 및 GLUT-4 protein의 발현

조중석(JoongSeokJo),윤정수(ChungSuYoon),김재철(JaeCheolKim) 한국체육학회 2006 한국체육학회지 Vol.45 No.6

본 연구는 Sprague- Dawley rat을 대상으로 12주간 지구성 트레이닝을 통해 골격근내 phospho-ERK1/2 및 phospho-p38 MAPK와 GLUT-4 protein 발현 양상을 통해 글루코스 대사과정에 MAP kinase의 역할을 구명하기 위하여 실시하였다. 트레이닝이 끝난 후 장지신근과 가자미근을 적출한 다음 western blotting을 통해 MAP Kinases 및 GLUT-4의 발현 양상을 분석하였다. phospho-ERK1/2 발현의 경우 장지신근에서는 1회성 운동집단 및 12주 트레이닝 집단 모두 통제집단에 비해 증가하는 것으로 나타난 반면에 가자미근에서는 12주 트레이닝 집단에서만 증가하는 것으로 나타났다. phospho-p38MAPK의 경우 장지신근의 경우 1회성 운동 집단에서만 증가한 반면에 가자미근에서는 1회성 운동집단 및 12주 트레이닝 집단 모두에서 통제집단에 비해 증가하는 것으로 나타났다. GLUT-4의 발현에서는 장지신근에서는 통제집단에 비해 두 집단 모두 감소하는 것으로 나타난 반면에 가자미근에서는 12주 트레이닝 집단에서만 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 운동이나 트레이닝에 의한 MAP Kinase의 발현 기전이 근섬유의 수축 특성에 따라 상이하게 발현되어 GLUT-4의 발현을 조절함으로써 글루코스의 흡수 및 이동에 관여하는 것으로 사료된다. The aim of this study was to investigate the expression of phospho-ERK1/2, phospho-p38 MAPK, and GLUT-4 protein in skeletal muscles by endurance training. The expression of ERK1/2, p38MAPK, and GLUT-4 protein in EDL and soleus muscle were exzamined by western boltting. The expression of phospho-ERK1/2 protein in EDL muscle was significantly increased in a bout of exercise and endurance training group compare to the control group but in soleus muscle only was increased in endurance training group. The expression of phospho-p38MAPK in EDL only was increased a bout of exercise group but in soleus was significantly increased in a bout of exercise and endurance training group. The expression of GLUT-4 protein in EDL was decreased in a bout of exercise and endurance training group compare to the control group and in soleus only was increased in endurance training group. These results suggests that the MAP kianse signaling pathway by exercise and training was specifically expressed in the type of muscle fibers and involved in glucose transport by the regulation of GLUT-4 expression.

운동생리학 : 저산소증이 골격근 혈관 내피 세포 성장 인자의 발현에 미치는 영향

김재철(JaeCheolKim),하경수(KyoungSuHa),윤정수(ChungSuYoon),강희성(HeeSeoungKang),김창근(ChangKeunKim) 한국체육학회 2005 한국체육학회지 Vol.44 No.1

Low oxygen(O2) is the key stimulus for expression of vascular endothelial growth factor in skeletal muscle. The aim of this study was to investigate the expression of VEGF mRNA and proteins in skeletal muscle by hypoxia. Male Sprague-Dawley rats were exposed to hypoxia condition(8% O2) for 1, 2, 3, 6, and 12hours. The VEGF mRNA and protein in gastrocnemius and soleus muscles were examined by Northern blotting and Wester blotting.Expression of VEGF mRNA in gastrocnemius muscle was significantly increased after 1hours and reached a maximum after 2hours. In soleus muscle expression of VEGF mRNA significantly increased after 1^~ 2hours and then decreased gradually to the base line. The expression VEGF protein in gastrocnemius and soleus muscle was significantly increased after lhours and lasted after 12hours. A VEGF mRNA and protein expression were higher in gastrocnemius muscle consist of glycolytic fiber than soleus music consist of oxidative fiber. This VEGF increase in response to hypoxia support the concept that VEGF is involved in hypoxia-induced skeletal muscle angiogenesis.

자연과학편 : 운동강도가 고지방식이와 Streptozotocin 유도된 T2DM 흰쥐 골격근내 AMPK, PGC-1α와 GLUT4의 발현

희뢰(LeiJi),하태균(TaeGyunHa),윤정수(ChungSuYoon) 한국체육학회 2014 한국체육학회지 Vol.53 No.5

이 연구는 고지방식이와 streptozotosine 유도된 T2DM흰쥐가 운동강도에 따른 골격근내 AMPK, PGC-1α와 GLUT4의 발현에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 먼저 고지방식이와 streptozotosine(STZ; 40 mg/kg)로 쥐 제2형 당뇨를 유발하였다. 다음에 8 주간의 트레드밀 운동을 저강도(V˙O₂max 40%), 중강도(V˙O₂max 60%)과 고강도(V˙O₂max 80%)로 실시한 후 가자미근과 장지신근 적출하였다. Western blotting로 AMPK, p-AMPK, PGC-1α와 GLUT4 단백질을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 운동을 통해서 모두 당뇨운동군이 당뇨대조군에 비해 단백질 발현이 높게 나타났다. 둘째, 장지신근내 AMPK, p-AMPK와 PGC-1α의 발현이 고강도 운동군에 더 많은 영향을 미친 것으로 나타났지만, GLUT4의 발현이 중강도 운동군에 더 많은 영향을 미친 것으로 나타났다. 셋째, 가자미근내 AMPK, p-AMPK와 PGC-1α의 발현이 중강도 운동군에 더 많은 영향을 미친 것으로 나타났지만, GLUT4의 발현이 고강도 운동군에 더 많은 영향을 미친 것으로 나타났다. 이러한 결과로 운동강도와 근섬유의 유형에 따라 AMPK, PGC-1α와 GLUT4의 발현이 다르게 나타날 수 있음을 나타낸다. The purpose of this study was to examine the effects of exercise intensity on AMPK, PGC-1α and GLUT4 expression in skeletal muscle of High fat diet and streptozotocin induced T2DM rats. Type 2 diabetes was induced in rats by a combination of low dose streptozotocin(STZ; 40 mg/kg) and feeding of a high fat diet. The rats had trained by low intensity(VO₂max 40%), medium intensity(VO₂max 60%) and high intensity(VO₂max 80%) exercise on the treadmill for 8 weeks then the rat soleus(SOL) and extensor digitorum longus(EDL) were taken out. Western blotting was performed for the expression of AMPK, p-AMPK, PGC-1α, and GLUT4. The results of the analysis was as follow; First, the AMPK, p-AMPK, PGC-1α and GLUT4 expression level of exercise groups was increasd by exercise. Second, expression of AMPK, p-AMPK and PGC-1α of the EDL in the high intensity group was highest in the three intensity groups, but GLUT4 in the medium intensity group was highest. Third, expression of AMPK, p-AMPK and PGC-1α of the soleus in the medium intensity group was highest in the three intensity groups, but GLUT4 in the high intensity group was highest. This study can be concluded that the expression of AMPK, PGC-1α and GLUT4 proteins was differed with exercise intensity and the type of muscle.

운동생리학 : 저온환경에 따른 심장근과 골격근내 IGF-I mRNA의 발현

김재철(JaeCheolKim),이호근(HoKeunYi),황평한(PeungHanHwang),이대열(DeaYeoulLee),윤정수(ChungSuYoon),김창근(ChangKeunKim) 한국체육학회 2001 한국체육학회지 Vol.40 No.3

이 연구는 저온 환경이 근아세포, 섬유아세포 및 위성세포의 분화와 증식을 촉진하여 골격근 섬유의 비대와 성장을 유도하는 인자로 알려진 IGF-I mRNA의 발현에 어떠한 영향을 미치는 지를 구명하기 위하여 Sprague-Dawley계 흰쥐를 이용하여 단기간 (2, 4weeks)와 장기간 (20weeks) 저온 침수 (18±1˚)를 시킨 후 심장근, 비복근 및 가자미근을 적출한 다음 Competative-PCR 방법을 이용하여 심장근 및 골격근내 IGF-I mRNA의 발현을 조사하였다. 단기간 저온 침수시 IGF-I mRNA의 발현에 있어서 심장근에서는 유의한 변화를 보이지 않았으며, 비복근에서는 감소하는 것으로 나타난 반면에 가자미근에서는 침수 후 유의하게 발현량이 증가하는 것으로 나타났다. 장기간 저온 침수 시 심장근에서는 약간 증가하는 것으로 나타났으며, 비복근과 가자미근 모두 매우 현저하게 증가하는 것으로 나타났다.이러한 결과는 저온 환경에 적응하는 동안 IGF-I의 발현이 유도되어 근아세포, 섬유아세포 및 위성세포의 성장 및 분화를 촉진하여 골격근 섬유의 성장 및 비대를 유도한 것으로 사료된다. To investigate IGFI-I mRNA roles in a cold environments, we studied induction of IGF-I mRNA by cold immersion using Sprague-Dawley rats. The cold immersion was accomplished by submerging the rats in shoulder-deep water, maintained at 18±1℃, for 1hr/day, 5days/week, up to 1 hour, 2weeks, 4weeks, and 20weeks. The expression of IGF-I mRNA in cardiac, gastrocnemius and soleus muscles were examied by Competative-PCR.In expression of IGF-I mRNA was increased significantly higher in soleus muscle by cold immersion. Gastrocnemius muscle shows to increase the expression of IGF-I mRNA in only 20 weeks cold immersion.This result suggests that IGF-I mRNA induce the growth and regeneration of skeletal muscle by facilitating the growth and differentiation of myoblast, fibroblast, satellite cell for myogenesis.