<h1>고 찰</h1><p>폐경 후 나타나는 만성질환은 비만과 관련되어 있으며 비만은 미토콘드리아 수를 감소시켜 인슐린저항성의 발병률을 높이는 것으로 보고되어 있다. 그러나 운동이 비만치료에 있어서 그 효과가 있음에도 불구하고 폐경관련 비만에서 미토콘드리아 생합성에 관련된 인자들의 발현차이를 규명한 연구는 여전히 부족하다. 따라서 본 연구는 난소절 제로 폐경 모델흰쥐를 대상으로 고지방식이로 비만을 유도함과 동시에 규칙적인 운동을 통해 미토콘드리아 생합성과 관련된 유전자 PPAR-\(\gamma\), PGC-1(\(\alpha\),\(\beta\)), TFAM, 그리고 NRf-1 의 발현양상을 알아보고자 하였다. 본 연구에서는 난소절제 후고지방식이로 증가된 체중과 피하 지방량을 알아보기 위해 무게를 측정하였고, 그 결과 H군이 다른 두 군에 비해 증가된 지방의 무게를 보여주었다. 이러한 결과는 고지방 식이로 지방의 증가로 체중이 늘어난 것으로 사료되며, 폐경에 따른 에스트로겐 호르몬 감소로 혈중 콜레스테롤의 수치를 높여 중성 지방의 축적을 증가시킨 것으로 볼 수 있다. 반면 운동은 폐경기 여성에게 체중 조절에 효과가 있는 것처럼 본 연구에서도 고지방식이와 운동을 함께 수행한 H+EX군의 피하지방무게는 H군에 비하여 유의하게 감소하였다. 이는 지속적으로 고지방식이를 섭취하였음에도 불구하고 규칙적인 운동에 따른 신체활동의 증가가 대사를 촉진시켜 지방산의 산화활동을 높였기 때문에 지방분해를 가속화시켜 결국 지방덩어리가 줄어들어 체중이 감소된 것으로 판단된다.</p><p>최근 지방조직에서 미토콘드리아의 활성은 지방분해(lipolysis)와 지질합성(lipogenesis)을 포함하여 지질대사에 도움을 준다고 알려지면서 이들 활성 기전에 관심이 모아지고 있다. 미토콘드리아는 성장 과 증식을 하기 위해 자신의 DNA를 쪼개며 그 수를 증가시키기 위해 PPAR-\( \gamma \), PGC-1, NRF-1, TFAM의 유전자들을 활성시킨다. 즉 지방조직에서 발현하는 PPAR-\( \gamma \)는 지질단백분해효소와 같은 adipocytic 유전자들의 발현을 상향조절하여 지방합성을 유도한다. 또한 PPAR-\( \gamma \)의 발현이 증가하면 TNF 생성을 억제시켜 염증을 저하시키고, adiponectine의 생산 활동이 증가되어 인슐린민 감성을 높여 지방세포속에 있는 미토콘드리아 수를 증가시킨다.</p><p>PGC-1은 \( a \) 와 \( \beta \) 로 구분하며 지방산산화와 관련된 유전자들을 증가시킨다고 알려져 있다. 즉 estrogen receptor related receptor인 핵수용체 와 결합하여 포도당산화를 막을 뿐만 아니라 미토콘드리아생합성 관련 유전자들의 활동을 높여 지방의 이용률과 지방산화를 증가시킨다. 게다가 PGC-1는 NRF-1와 TFAM의 upstream에 놓여 있기 때문에 미토콘드리아생합성인자들과 결합하여 산화 인산화 관련유전자들의 전사활동을 도와 미토콘드리아를 증식, 호흡, 열조절(thermogenesis), 그리고 DNA의 전사를 활성시켜 미토콘드리아의 수를 증가시킬 수 있으며 NRF-1의 활성을 유도한다. NRF-1은 TFAM의 합성을 자극하는 전사인자들을 중계하며, 최종적으로 TFAM을 합성시켜 mtDNA 분자들의 복제활동을 높여 그 수를 증가하도록 도와준다. 그러므로 이들 유전자들은 미토콘드리아를 복제하여 그 수를 증가시키는데 중요한 역할을 담당하는 인자들이기에 이들 유전자들의 발현 증가가 비만개선에 필요하다고 본다. 그러므로 본 연구는 고지방식이로 유도된 비만집단인 H군에서 PPAR-\(\gamma\), PGC-1(\(\alpha\),\(\beta\)), TFAM, NRf-1 발현을 조사하였고, 그 결과 다른 두 군에 비해 모두 억제된 것으로 나타났다. 그러나 운동을 수행한 H+EX군의 PPAR-\(\gamma\), PGC-1(\(\alpha\),\(\beta\)), TFAM, 그리고 NRf- 1의 발현은 H군 보다 더욱 증가된 것으로 나타났으며, 조직 내 산재하고 있는 미토콘드리아의 수 역시 유의하게 증가한 것으로 관찰되었다. 이러한 결과는 고지방식이에 따른 지방산의 증가로 미토콘드리아의 수와 산화 인산화(oxidative phosphorylation)를 모두 감소시켜 미토콘드리아의 생합성 관련 유전자들의 발현이 억제되어 그 수가 감소된다는 보고와 함께 폐경비만의 지방세포에서도 일치된 결과라 사료된다.</p><p>Fasshauer와 Paschke 에 의하면 PPAR-\( \gamma \) 의 결핍은 확실히 비만과 인슐린저항성이 나타난다고 하였으며, Civitarese 등은 비만이 지질과 탄수화물대사를 결함시키고, 이어서 미토콘드리아의 생합성을 억제한다고 보고하였다. 그러므로 폐경기 비만에 따른 지방세포에서는 미토콘드리아 생합성 관련유전자가 억제되는 것으로 판단된다.</p><p>반면 운동이 미토콘드리아의 생합성 관련 유전자들의 발현을 증가시킨 이유는 운동으로 근육 세포내 \( \mathrm{Ca}^{++} \)농도를 증가 시키고 연속된 신호전달이 AMP kinase (AMPK)의 활성으로 이어져 PGC-1의 발현을 유도시킬 수 있다. 또한 규칙적인 운동은 지속적인 \( \mathrm{Ca}^{++} \)증가로 calmodulin dependent kinase(CaMK) 활동을 높여 순차적으로 PGC-1\(\alpha\), \( 1\beta\), TFAM, NRf-1의 발현을 유도하여 미토콘드리아의 생합성을 증가시킨다. 뿐만 아니라 운동은 산소흡수량을 높여 산소이용률을 증가시키고 이어서 ROS생성을 높인다. 이때 ROS는 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)를 증가시키며, 증가된 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)는 PGC-1\(\alpha\)를 상승시켜 미토콘드리아 생합성을 유도하는 것으로 알려져 있다.</p><p>Suarez 등와 Vina 등은 운동으로 생성된 ATP 증가가 산화 인산화의 능력을 더욱 가속화시켰기 때문에 미토콘드리아의 기능과 복제 수를 증가시킨다고 보고하였다. 그러므로 본 연구는 운동을 통해 피하지방세포 내 미토콘드리아생합성 유전자들의 발현을 증가시켰고, 이들의 증가는 미토콘드리아 수 증가에도 영향을 미칠 것으로 사료된다. 따라서 규칙적인 운동은 폐경기 비만에 있어서 그 피하지방의 감소를 비롯하여 지방세포 내 미토콘드리아 생합성 유전자들의 활동에 긍정적 으로 작용될 가능성이 높다고 판단된다.</p>
최근 지방조직에서 무엇의 활성이 지방분해와 지질합성을 포함하여 지질대사에 도움을 준다고 알려졌는데 그것은 소포체와 리소좀, 미토콘드리아 중 무엇이야?
미토콘드리아