단기간의 운동이 마우스 대식세포의 Nitric Oxide 생성 및 조직의 반응성산소종과 항산화효소 활성에 미치는 영향 = Effect of acute exercise on nitric oxide generation from macrophages, and oxygen radical production and antioxidant enzyme activity in mouse tissues
저자
발행사항
[]: 淑明女子大學校, 1997
학위논문사항
학위논문(박사)-- 淑明女子大學校 大學院: 食品營養學科 食品營養學 1997
발행연도
1997
작성언어
한국어
주제어
KDC
594.000
발행국(도시)
대한민국
형태사항
viii, 86 p..
소장기관
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.
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