지구성 운동에 의한 PPARβ의 발현이 고지방 식이에 의한 골격근 미토콘드리아 H₂O₂의 배출과 GLUT4 발현에 미치는 영향 = The Effects of PPARβ on High Fat Diet Induced Mitochondrial H₂O₂ Emission and GLUT4 Expression in Skeletal Muscle

국문 초록 (Abstract)

고지방 식이는 골격근 미토콘드리아로부터 hydrogen peroxide (H2O2) 배출을 증가시키며, 과도한 H2O2의 배출은 인슐린 저항성의 원인이다. 본 연구는 지구성 운동에 의한 Peroxisome proliferator-activated receptor β/δ (PPARβ/δ, PPARβ)의 발현이 고지방 식이에 의한 미토콘드리아 H2O2의 배출을 감소시킬 수 있는지 확인하는 것이다. 생쥐는 8 주간 고지방 식이, 지구성운동 또는 지구성 운동과 고지방 식이를 병행 실시하였으며, 포화지방산에 의한 근세포(myotube) 미토콘드리아의 H2O2 배출과 항산화 효소에 대한 PPARβ의 효과를 살펴보기 위해 PPARβ, sodium palmitate 또는 PPARβ와 sodium palmitate를 병행 처치하였다. 8주간 고지방 식이는 골격근 미토콘드리아로부터 H2O2 의 배출을 증가시키며 glucose transporter 4 (GLUT4)와 superoxide dismutase (SOD)2의 발현을 유의하게 감소시켰다. 그러나 8주간 지구성 운동은 SOD2, catalase 및 GLUT4의 발현을 증가시켰으며, 고지방 식이에 의한 골격근 미토콘드리아의 H2O2 배출을 감소시켰다. 또한 근세포에 PPARβ의 과발현은 SOD2, catalase 및 GLUT4를 증가시켰으며, 포화지방산에 의한 미토콘드리아 H2O2의 배출을 감소시켰다. 따라서 지구성 운동에 의하여 증가된 PPARβ는 SOD2, catalase 를 증가시키며, 이는 고지방 식이에 의한 골격근 미토콘드리아로부터 H2O2의 배출을 감소시켜 GLUT4의 발현 감소를차단한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Chronic high fat diet (HFD) induced excessive hydrogen peroxide (H2O2) emission from mitochondria in skeletal muscle results in an increase insulin resistance. The aim of this study was to identify the effects of PPARβ induced by endurance exercise on excessive H2O2 emission from mitochondria in skeletal muscle by HFD. Studies of HFD, endurance treadmill exercise (Ex) and HFD+Ex in mice were conducted for 8 weeks. PPARβ transfection, sodium palmitate or PPARβ + sodium palmitate treatments in C2C12 myotubes were conducted to identify PPARβ effects on mitochondrial H2O2 emission induced by saturated fatty acids. HFD fed mice for 8 weeks result in an increase mitochondrial H2O2 emission and a decrease GLUT and SOD2, but endurance exercise for 8 weeks result in an increase SOD2, catalase and GLUT4 expression, and a decrease mitochondrial H2O2 emission in skeletal muscle. SOD2, catalase and GLUT4 expression were increased in myotubes by PPARβ overexpression result in a decrease mitochondrial H2O2 emission induced by palmitate. We concluded that an increased PPARβ by endurance exercise increases SOD2 and catalase that results in a decrease mitochondrial H2O2 emission, and blocks a decrease in GLUT4 expression.