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유산소 운동과 케르세틴 섭취 및 저지방 식이 복합 처치가 비만 쥐 골격근의 지질대사, 미토콘드리아 생합성 및 염증성 싸이토카인에 미치는 효과

Effects of either aerobic exercise training or quercetin supplementation with a low-fat diet on lipid metabolism, mitochondrial biogenesis, and inflammatory cytokine in skeletal muscle of high fat diet-induced obese mice

이왕록|윤아람|민경은|권순미|이영란
한국운동생리학회|2013.05|운동과학 (Exercise Science)|제22권 제2호|pp. 113-123|DOI 10.15857/ksep.2013.22.2.113

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비만QuercetinObese유산소운동Aerobic exercise미토콘드리아 생합성Inflammatory cytokines케르세틴Mitochondrial biogenesis염증성싸이토카인

초록

본 연구의 목적은 중강도 유산소 운동과 케르세틴 섭취 및 저지방식이 병행이 비만 쥐 비복근의 지질대사, 미토콘드리아 생합성, 그리고 염증성 사이토카인의 발현에 미치는 영향을 규명하는데 있다. 5 주령 C57BL/6J 마우스(n=28)를 이용하여 12주간 고지방식이 (45 % 지방)로 비만을 유도한 후 8주간의 처치기간동안 저지방식이(10 % 지방)로 전환하였다. 비만 쥐를 무작위로 4집단으로 나눈 후, 저지방식이 통제집단(HLC; n=7), 저지방식이와 케르세틴 섭취(HLQ; n=7), 저지방식이와 운동(HLE; n=7) 및 저지방식이와 운동 및 케르세틴 복합 처치(HLEQ; n=7) 집단으로 분류하였다. 운동집단(HLE, HLEQ)은 트레드밀을 이용한 유산소 운동으로 주 5일, 60분간, 22m/min의 중강도 운동을 실시하였고, 케르세틴 섭취집단(HLQ, HLEQ)은 10㎎/㎏ 농도로 주 5일 8주간 구강투여 하였다. 연구결과 운동과 저지방식이 병행은 체중과 비만지수 및 혈중지질 변인에 독립적인 효과를 나타내었다. 또한 골격근에서 지방합성 효소(FAS, ACC)감소와 지방분해 효소(LEPTIN, ACOX)를 증가시켰다. 아울러 미토콘드리아 β-산화에 관여하는 PGC-1α와 Tfam의 발현을 유의하게 증가시키고, 염증성 싸이토카인 변화에서 TNF-α와 IL-6의 발현을 유의하게 감소시켰다. 하지만 케르세틴 섭취와 저지방식이 병행은 혈중지질, 미토콘드리아 생합성 및 염증성 싸이토카인의 발현에 있어서 독립적인 효과를 가지지 못하였다. 결론적으로 유산소 운동과 저지방식이의 병행은 비만 쥐의 골격근에서 지방대사, 미토콘드리아 생합성을 개선시키고 염증성 사이토카인의 발현을 억제함으로써 비만으로 발생된 대사적 불균형을 조절하는 효과를 알 수 있었다. 그러나 케르세틴과 저지방식이의 병행은 비만과 관련된 분자적 기전에 그 효과가 제한적임을 알 수 있었다.

Abstract

The aim of this study was to compare the effectiveness of aerobic exercise training or quercetin supplementation with a low fat diet on lipid metabolism, mitochondrial biogenesis and inflammatory cytokine in skeletal muscle of high fat diet-induced obese mice. C57BL/6J mice(5 weeks old, n=28) were fed high fat diet (45 % fat) for 12 weeks first and then fed low fat diet for 8 weeks later. The mice were divided into 4 groups：low-fat diet control (HLC; n=7), low fat diet with quercetin(HLQ; n=7), low fat diet with exercise (HLE n=7) and low fat diet with exercise plus quercetin (HLEQ; n=7). The exercise groups (HLE, HLEQ) performed treadmill running for 30-60 min/day at 10-22 m/min, 0 % grade, 5 times/week for 8 weeks and the quercetin groups (HLQ, HLEQ) received a daily dose of quercetin (10 mg/kg of body weight), 5 days/week for 8 weeks. In the results, the low fat diet with exercise training was significantly reduced in body weight, Lee-index, and blood lipid profile. Also, The low fat diet with exercise training was significant improvements in lipid metabolism (FAS, ACC, LEPTIN, ACOX), mitochodrial biogenesis (PGC-1α, Tfam) and inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6). In conclusion, low fat diet with exercise training has a positive effects to ameliorate the metabolic disturbance in obese mice. However, it seems that the effect of low fat diet with quercetin was limited in lipid metabolism, mitochondria biogenesis and anti-inflammatory cytokines

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