Effects of Aerobic Exercise upon Cytosolic GAPHD and Mitochondrial MnSOD Activity of Pancreatic Cells in the Type 1 Diabetic Rats

유산소운동이 제1형 당뇨쥐의 췌장 세포질 GAPHD 및 미토콘드리아 MnSOD 활성에 미치는 영향

Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and manganese superoxide dismutase (MnSOD) has been hypothesized as a mediator in the activation of multiple pathways implicated in the pathogenesis of diabetic disease. The objective of this study was to understand the mechanism that aerobic exercise activate GAPDH and MnSOD in pancreatic cells. To achieve the purpose of this study, thirty male Sprague-Dawley rats were assigned to control group, diabetic group and diabetic exercise group. 10 rats were forced to exercise according to exercise protocol for 8weeks and 20 rats were untrained for control and diabetic group. Pancreatic tissue were extracted from the each. Expressions of GAPDH and MnSOD in diabetic pancreatic tissues were significantly decreased compare to control group. However, swimming (trained diabetic group) significantly increased expressions of GAPDH and MnSOD compare to diabetic group, respectively. In hyperglycemia, GAPDH and MnSOD in pancreatic cells is activated by aerobic exercise, and this inactivates multiple pathways implicated in the pathogenesis of diabetic disease. In conclusion, these findings suggest that increased activity of GAPDH and MnSOD by exercise have beneficial effects on mitochondrial dysfunction and arresting the progression of diabetic disease.

이 연구는 유산소운동이 1형 당뇨쥐의 체장세포질 GAPDH 및 미토콘드리아 MnSOD 활성에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 실험동물로는 SD계열 흰쥐를 대상으로 strepzotosine을 주입하여 당뇨를 유발시킨 후 수영운동을 8주간 적용시켰다. 실험 종료 후 췌장조직을 적출하여 시료를 분리한 다음 Western Blotting을 실시하여 GAPDH와 MnSOD를 분석하였다. 본 실험결과 췌장세포질 GAPDH의 그룹 간 활성정도는 정상 대조군(CON)과 당뇨군(D.M) 및 당뇨 운동군(D.M-Ex)의 MnSOD 활성 정도는 각 그룹 간 유의한 활성차이를 나타냈다[F(3, 27) = 57.9, P = .000]. 대조군과 비교했을 때 당뇨그룹의 활성은 나타났으며, 당뇨운동그룹 또한 대조군에 비해 낮은 활성을 나타냈다. 반면 당뇨운동그룹은 당뇨그룹과 비교했을 때 상대적으로 높은 활성을 보였다. 췌장의 미토콘드리아 MnSOD 활성 또한 유사한 결과를 보여 이들 또한 각 그룹 간 유의한 활성차이를 나타냈다[F(3, 27) = 572.472, P = .000]. 따라서 본 연구결과를 종합해 볼 때 유산소운동에 의한 GAPDH와 MnSOD 활성증가는 당뇨병 병소와 관련된 다양한 경로의 활성을 억제하고 미토콘드리아 기능회복에 긍정적인 영양을 미쳐 당뇨병 발병의 진행을 막는데 효과적인 것으로 생각된다.