과학연구

운동성피로가 해마의 신경신생과 학습기억능력에 미치는 영향

 2016.5.23.

체육경기수준이 부단히 높아짐에 따라 운동훈련강도도 극한점에 다달았으며 이러한 운동스트레스는 운동선수들속에서 과도한 피로를 일으킨다. 그러므로 운동성피로에 대한 연구사업 특히 피로기전과 그에 기초한 피로회복에 대한 연구사업은 세계의 초점으로 되고있다. 중추신경계통은 운동피로발생과정에서 중요한 작용을 하나 현재까지 운동성피로의 중추기전 즉 운동성중추피로는 정확히 밝혀지지 않았다. 운동성중추피로의 발생기전을 밝히는것은 중추성피로를 연장시키거나 없애는데서 중요한 의의를 가진다.

김일성종합대학 평양의학대학 기초의학부 생리학강좌에서는 새로운 운동성중추피로기전을 밝히기 위하여 운동과정에 내분비조절에서 중요한 중추적역할을 하는 해마와 련관시켜 운동성피로연구사업을 진행하였다.

우선 C57/6J생쥐(년령 8주, 체중 18~22g인 수컷)로 트레드밀운동부하를 주고 일반적인 운동피로평가지표들인 체중,혈중 젖산,뇨소(BUN),크레아틴키나제(CK), 코르티졸 등으로 평가하여 우리의 모형이 운동성피로모형으로서 의의가 있다는것을 밝히였다.

다음으로 운동성피로때 해마의 신경신생과 학습기억능력의 변화를 검토하였다.

신경신생은 Brdu+염색법을 리용하여 Brdu+세포수로써 평가하였다.운동피로모형에서 해마의 Brdu+세포수는 대조보다 더 크게 나타났으며(P<0.01) 이것은 과잉운동으로 인한 운동피로때 해마가 손상되며 대상적조절기능이 있다는것을 보여주고있다.

학습기억능력은 MWM(Morris water maze),RAM (Radial arm maze)을 리용하여 평가하였다. Morris공간탐색능력실험에서 운동피로모형은 잠복기가 대조무리와 실험1무리(운동대조)보다 유의성있게 증가하였으며(P<0.05) 작업통과수는 감소하였다(P<0.05).이것은 운동성피로때 해마의 학습기억능력이 감소한다는것을 의미한다. 또한 RAM정확도가 대조무리와 실험1무리보다 현저하게 감소하였으며(P<0.05) 이것은 운동성피로때 해마의 공간기억능력이 떨어진다는것을 보여주고있다.

운동피로모형에서 혈중 코르티졸농도는 운동대조보다 유의하게 높아졌는데(P<0.05) 이것은 해마의 시구하부-뇌하수체-신상선축의 억제성조절기능의 저하로 인한 증가라는것을 보여준다.

운동성피로때 해마의 이러한 기능변화의 분자적기전을 밝히기 위하여 운동부하후 해마의 뇌수기원성신경영양인자(BDNF)와 인술린양성장인자-1(IGF-1)함량의 변화를 평가하였다. BDNF와 IGF-1함량은 효소면역측정법(ELISA)을 리용하여 측정하였다.운동성피로모형에서 해마의 BDNF와 IGF-1함량은 대조무리와 실험1무리보다 유의성있게 높아졌으며(P<0.05) 이것은 과잉운동으로 인한 운동피로때 해마의 손상에 대한 수복기능이 활성화된다는것을 보여준다.

해마와 관련한 운동성중추피로기전연구는 계속 심화되고있다.