운동과 항산화능력

 

 

 

 

  단기간 혹은 장기간 운동에 의하여 골격근이나 심장, 간에서 항산화 방어체계가 변화될 수 있는가?

많은 연구자들은 장기간의 일상적, 규칙적 유산소성 운동이 유리기(free radical)에 대한 신체 방어능력을 개선시키고 운동에 의하여 증가된 지질과산화를 감소시키는 등 항산화시스템의 긍정적 적응이 일어날 수 있다고 보고하고 있다.

 

격렬한 운동시 산소유리기 발생은 유도되는 것으로 알려져 있으며, 근육 수퍼옥시드디스뮤타제(SOD)와 카탈라제(CAT) 활성의 경우 운동에 의해 증가한다는 보고가 있는가 하면 변화가 없었다는 보고도 있다.

Jenkins(1988)는 CAT와 SOD 활성이 최대산소섭취량과 관계가 있으며, 인간의 골격근에서 Type 1(지근성섬유, 적근섬유)의 비율과도 상관이 있다고 보고하였다. 지구성 훈련은 골격근의 저항성을 증가시키며, 지질과산화 반응에 의한 상해를 제거할 수도 있다. 그러므로 지구성 훈련은 항산화효소 제거 시스템을 강력하게 한다고 볼 수 있다. Jenkins(1988)와 Sjodin(1990)은 운동에 대한 SOD효과와 항산화효소의 기능에 관하여 지적하고 있다. Reznik 등(1982)과 Kumar 등(1992)은 지구성 훈련후에 골격근과 심장의 SOD 활성도가 증가했다고 하였으며, jI(1993), Higuchi 등(1985), Kanter 등(1985)은 SOD 변화를 찾아볼 수 없으며 이러한 SOD 활성도에 관한 다른 견해는 골격근의 섬유 조성과 SOD 동위 효소가 다르기 때문이라고 하였다.

 

  단기간 운동과 장기간 운동시 항산화능력의 변화에 관한 연구들을 요약하여 소개하면 다음과 같다.

 

1. 단기간 운동시 항산화작용

 

1) Davies 등(1992) : 탈진운동후 유리기가 생성된다고 보고하고 있는데, 쥐를 이용한 한차례의 탈진운동(20m/min, grade 0%)에서 심장, 간과 외측광근에서 SOD의 활성도가 증가한 것으로 나타났다고 하였다.

 

2) Ji(1993) : 한 두 차례의 탈진 운동이 골격근에 미치는 영향을 관찰한 결과에서, CAT, GPX, GRD가 상승하였다고 보고하였다.

 

3) Caldarera 등(1973) : 쥐를 대상으로 1회의 단시간 운동에 따른 SOD와 CAT 변화에 대한 연구에 의하면, 1회 운동후 쥐의 심장, 간, 골격근의 CAT 활성이 증가하였다고 보고하고 있다.

 

4) Minami 등(1981) : 10분간의 격렬한 에르고미터운동을 한후 혈청 SOD 활성도를 관찰한 결과, 유의한 증대를 나타냈다고 보고하였다. 이러한 결과가 혈장 단백질과 혈액농축에서 나타나는 SOD의 증가로 생각된다고 하였다.

 

5) Ohno 등(1992) : 15분간의 자전거 에르고미터운동을 시킨 후 SOD 활성도가 감소하였다고 보고하였다.

 

6) Cooper 등(1986) : 마라톤 경기후에 SOD 활성의 효과가 나타나지 않음으로써  단시간의 운동이 사람의 SOD 활성도에 뚜렷한 변화를 관찰할 수 없었으며, 운동이 특수 조직에서 지질과산화 반응을 증가시킨다고 보고하였다.

 

7) Alessio와 Goldfarb(1988) : 단시간 운동에 따른 쥐의 간과 골격근의 SOD와 CAT 등을 관찰한 결과, 근육 CAT 활성도가 약간의 감소를 보였고, 간의 SOD 활성도는 뚜렷한 변화를 관찰할 수 없었으며, 운동이 특수조직에서 지질과산화 반응을 증가시킨다고 하였다.

 

2. 장기간 운동시 항산화작용

 

1) Kanter 등(1986) : 9주 동안 수영 훈련후 쥐의 간과 심장의 SOD, CAT, GPX 활성에 변화가 있으며, 21주 훈련후 이러한 변인에서 유의한 증가가 나타났다고 보고하였다.

 

2) Dembach  등(1993) : 남, 녀 조정선수를 대상으로 4주 동안 고강도의 운동을 실시하였을 때 산화 스트레스가 유의하게 증가되지 않았다고 하였다.

 

3) Mena 등(1991) : 20일간의 도로사이클 선수를 대상으로 적혈구 내 SOD 활성도를 관찰한 결과 SOD 활성도가 증가하였는데, 이것은 유산소성 지구성훈련의 적응과 밀접한 관련이 있음을 시사하였고, 적혈구, Cu, Zn, SOD 활성도는 장시간의 운동에 의해서 유의한 증가를 보였다고 하였다.

 

4) Sen 등(1994) : 쥐를 대상으로 8주간 통제군과 실험군으로 나누어 탈진운동을 시킨 결과에서, 혈장, 골격근, 심장, 폐 및 신장에서 Mn-SOD 활성도는 glutathione(500mg/kg)을 공급한 훈련된 쥐와 그렇지 않은 쥐의  두 그룹간에 Mn-SOD의 유의한 차이를 나타내었으며, 훈련하지 않은 동물을 훈련된 동물과 비교하였을 때, 훈련하지 않은 쥐에서 96%의 증가, 훈련 된 쥐에서는 43%의 증가를 보였다고 하였다.

 

5) Laughlin 등(1990) : 쥐를 대상으로 12주 동안 일주일에 5일, 32m/min 속도에서 하루 2시간씩 트레드밀 운동을 시켰을 때, 통제군과 비교하여 훈련군의 골격근엣의 GPX, SOD, CAT 활성도의 증가를 보고하였다.

 

6) Kihlstrom(1990) : 쥐를 하루에 4시간씩 주당 5회의 수영훈련을 시켰을 때, CAT 활성과 GRD 활성도가 감소하고, 비타민 E의 감소를 가져왔다고 보고하였으며, 또한 glutathione의 감소는 훈련군의 심장에서 더 높게 나타났다고 하였다. 이러한 결과는 수영훈련에 의해서 항산화효소 활성이 감소된 것을 의미한다고 하였다.

 

7) Powers 등(1993) : Sprague-dawely 8마리를 10주 동안 훈련시켰을 때, citrate synthase(CS), CAT, GPX의 변화는 관찰되지 않았으며, 고강도 훈련과 중정도 훈련이 SOD 활성을 증가시켰다고 하였으며, 고,중,저강도의 장기간 훈련은 효소 활성의 증가를 나타내었다고 보고하였다. 또한 지구성훈련은 간 또는 외측광근에서의 GPX 활성도를 감소시켰다고 보고하였다.

 

8) Lew 등(1985) : 장기간의 트레드밀 운동후에 혈장 glutathione 농도는 감소하고, 근육과 간에서의 증가를 나타내었다고 하였다.

 

9) Lew와 Quintanilha(1991) : 쥐를 대상으로 지구성 훈련을 시켰을 때 최대운동에서 훈련한 쥐는 glutathione 농도를 유지할 수 있지만, 훈련되지 않은 쥐는 glutathione 농도를 유지할 수 없었다고 하였으며, 골격근과 심장근의 GPX, GRD, CAT의 유의한 증가를 보고하였다. 간의 glutathione은 신체운동에 의해 영향을 받지 않으며, 한차례으 운동은 골격근내 GPX, GRD, SOD, CAT, glutathione의 활성도를 증가시킨다고 하였다.

 

10) Criswell(1993) : 12주 인터벌 트레이닝시 쥐 골격근에 대한 배경을 관찰하였는데, 5분간의 고강도 인터벌 트레이닝이 중강도의 지속적 운동보다 근육의 항산화능력을 향상시키는데 좋다고 하였다. 중강도의 지구성 운동이 생리적 항산화 방어능력을 증진시킬 수 있다고 생각되는 반면에 활동을 제한하게 되면 조직이 산화 스트레스에 견디는 방어능력이 약화되는 것이 관찰되었다고 하였다. 이러한 점으로 보아 습관적인 신체활동이 반응성 산소화합물에 방어할 수 있는 자연적 능력을 유지하고 향상시킬 수 있는 것으로 간주된다.