• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.771-782
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• 2017

본 논문은 노약자들의 발목근력보조를 위한 착용형 로봇에 대해서 서술하였다. 기존 착용형 로봇들은 보행 시 필요한 근력을 보조하기 위해 대부분 모터와 감속기를 사용하였다. 하지만 모터와 감속기의 조합은 무게가 무거울 뿐만 아니라 감속기 치차의 마찰때문에 실제 사람의 근육과 달리 강성과 토크를 동시에 제어하기 어려운 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 모터/감속기 조합보다 가볍고 안전하며 근력을 보조하는 힘을 충분히 발휘할 수 있는 Mckibben 공압 근육을 사용하였다. 발목의 피칭 모션에 이용되는 종아리 가자미근 및 앞정강근의 힘을 한 쌍의 공압 근육을 사용한 상극구동으로 보조하였으며, 상극구동제어를 위해 상극구동 모델 파라미터들을 실험적으로 도출하였다. 사용자의 보행의지를 판단하고자 발바닥에 부착된 압력변위센서로 압력과 압력중심위치를 측정하여 발바닥의 하중과 발목토크를 계산하였고, 이를 기반으로 공압 근육 관절의 강성과 토크를 동시에 제어하였다. 최종적으로, 트레드밀에서 근전도 신호를 측정하여 발목근력보조로봇의 성능을 실험적으로 입증하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권3호
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• pp.804-812
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• 2019

The purpose of this study was to investigate the effects of different types of exercise training on neurodegeneration and cognitive function in mice with impaired glucose tolerance (IGT). Thirty-six male C57BL/6 mice were randomly assigned to the control (CO, n = 9) and impaired glucose tolerance (IGT, n = 27) groups. The IGT group consumed 45% high fat diet for 4 weeks and received 40 mg/kg of streptozotocin twice in the lower abdomen to induce IGT. After the IGT induction period, the IGT group was subdivided into IGT + sedentary (IGT, n = 9), IGT + endurance exercise (IGTE, n = 9), and IGT + resistance exercise (IGTR, n = 9). The IGTE and IGTR groups performed treadmill and ladder climbing exercises 5 times per week for 8 weeks, respectively. Fasting glucose and glycated hemoglobin (HbA1c) levels were significantly higher in IGT group than in CO, IGTE, and IGTR groups (p < 0.05). HOMA-IR was significantly higher in IGT group than CO group (p < 0.05). Hippocampal catalase (CAT) was significantly lower in IGT group than in CO group (p < 0.05), while beta-amyloid ($A{\beta}$) was significantly higher in IGT group than in CO group (p < 0.05). Hippocampal tau was significantly higher in IGT group than in CO, IGTE, and IGTR groups (p < 0.05). The Y-maze test performance for cognitive function was significantly lower in IGT group than in CO, IGTE, and IGTR groups (p <0.05). These results suggest that IGT induces neurodegeneration and negatively affects cognitive function, while regular exercise may be effective in alleviating neurodegeneration and cognitive decline regardless of exercise type.

• 운동영양학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-7
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• 2009

It has been shown that both caloric restriction and exercise, enhances glucose uptake through translocation of GLUT-4 protein. It remains unclear how exercise and caloric restriction affect the changes in VAMP (vesicle-associated membrane protein) in skeletal muscle and GLUT-2 in liver. This study investigated the effects of exercise training and caloric restriction on the expressions of glucose transport relating proteins in muscle and liver tissues in diabetic rats. Forty male Sprague-Dawley rats (250±10 g; 8 week in age) were assigned equally to four different groups; control (C), exercise only (E), dietary restriction only (D) and dietary restriction and exercise (DE). Daily food consumption was monitored to establish baseline intake. Both C and E groups consumed baseline food intake while D and DE groups were provided with only 60% of baseline total food intake. Forty-eight hours after intraperitoneal injection of STZ (50 mg/kg), diabetes was confirmed (8-hr fasting blood glucose levels ≥300 mg/dl). Rats in the E and DE groups exercised on a motorized treadmill for 30 min/d, 5 days/week for 4 weeks (5 min running at 3 m/min, 0% grade; 8 m/min for the next 5min, and then 15 m/min for 20 min). Rats were sacrificed 48 hrs after the last bout of exercise. Soleus muscle and liver were extracted to analyze for GLUT-4, VAMP-2, and GLUT-2, respectively. All variables were analyzed using the Western Blotting technique. All values were expressed as optical volume measured by optical density. A Two-way ANOVA was used to examine the difference between groups and applied Duncan's test for post-hoc. No significant differences in GLUT-2 expression were found among groups. However, E (280133±13228 arbitrary units{AU}) and DE (268833±14424 AU) groups showed significantly higher (p<.001) levels of GLUT-4 as compared with C (34461±2099 AU) and D groups (27847±703 AU). VAMP-2 protein expression increased (p<.001) in E (184137±7803 AU) and DE (189800±10856 AU) groups as compared to C (74201±8296AU) and D (72967±863 AU) groups. These results suggest that either exercise with or without caloric restriction increases the up-regulation of GLUT-4 and VAMP-2 in skeletal muscle of diabetic rats. However, GLUT-2 protein in liver was not affected by either exercise or exercise with caloric restriction.

• 대한한방내과학회지
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• 제45권1호
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• pp.11-30
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• 2024

Objectives: This study evaluated the effects of Ssanghwa-tang (SHT) on lung injury and muscle loss in a COPD mouse model. Methods: C57BL/6 mice were challenged with cigarette smoke extract and lipopolysaccharide, and then treated with two concentrations of SHT (250 and 500 mg/kg). After sacrifice, the bronchoalveolar lavage fluid (BALF) or lung tissue was analyzed by cytospin, ELISA, real-time PCR, flow cytometry analysis, and H&E and Masson's trichrome staining. The grip strength of COPD mice was measured using a grip strength meter. The running time of COPD mice was measured by a treadmill test. Muscle tissue of the quadriceps was stained with H&E and Masson's trichrome staining. Results: SHT significantly inhibited the increase in neutrophil numbers in BALF and significantly decreased immune cell activity in BALF and lung tissue. It also significantly inhibited the increase in TNF-α, IL-17, and MIP2 in BALF. Real-time PCR analysis revealed that the mRNA expression of TNF-α, IL-17, MIP2, and TRPV1 in lung tissue showed a significant decrease compared with the control group. Lung tissue damage was significantly reduced in the histological analysis. The grip strength and running time of the COPD mice showed a significant decrease compared with the control group. In histological staining, SHT was found to reduce the damage to muscle tissue. Conclusions: This study indicates that SHT can be used as a therapeutic agent for COPD patients by inhibiting lung injury and muscle loss.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권10호
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• pp.1409-1416
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• 2012

본 연구는 한방소재인 가시오가피와 맥문동을 단일음료형태 또는 매실을 첨가한 혼합음료 형태로 음용하였을 때 이들 한방스포츠음료가 운동 시의 지구력 및 체지방 변화에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보고자 하였다. 이를 위해 대조군(C)과 가시오가피(A), 맥문동(L) 추출물 음료 급여군, 매실과 가시오가피 추출물 혼합음료(PA), 매실과 맥문동 추출물 혼합음료(PL) 급여군으로 나누어 6주간 점증부하 운동을 실시한 후, 실험 마지막 날 최대 운동수행시간을 측정하였다. 한방스포츠음료의 음용은 식이효율뿐만 아니라 체중증가량과 신주위 백색지방 무게를 낮추는 경향을 나타내었으며 부고환 지방과 견갑골 백색지방 무게도 유의적으로 감소시켰다(p<0.05). 특히 매실 혼합추출물인 PA와 PL군의 식이섭취량 및 체중증가량이 대조군에 비해 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.05). 반면 비복근의 무게는 대조군에 비해 모든 한방스포츠음료 음용군에서 증가하는 경향을 보였으며 그중 A군에서 유의적인 차이가 났다(p<0.05). 또한 A의 음용으로 가자미근의 무게가 대조군에 비해 증가하는 경향을 나타내었다. 혈장 유리지방산과 당 농도는 한방스포츠음료 음용군과 대조군 간의 유의적인 차이는 없었으나 음료군 중 A군이 혈장 유리지방산 농도를 대조군에 비해 증가시킨 반면, 혈장 당 농도를 낮추는 경향을 보였다. 또한 혈장 중성지질 농도가 C군에 비해 A군에서 유의적으로 감소하여 가시오가피 추출물을 함유한 음료군은 지방을 주에너지원으로 이용하고 탄수화물을 절약시키는 것으로 사료된다(p<0.05). 운동수행시간이 맥문동을 제외한 3종 한방스포츠음료 음용군에서 증가하는 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 가시오가피와 맥문동을 매실과 혼합하여 공급한 혼합음료군에서 가장 두드러지게 나타났다. 한편, 혈장 피로물질인 암모니아, 젖산, 무기인산 농도와 혈장 근육효소 활성도는 군간 유의적인 차이가 없었으나, 비복근조직의 LDH 효소 활성도는 PA군과 PL군이 C군에 비해 유의적으로 높게 나타났으며, 이러한 경향은 최대 운동수행시간과도 일치하였다. 이상의 실험결과에서 지구력운동과 함께 급여한 4종 한방스포츠음료는 체지방과 체중 감소 및 혈장 중성지질개선에 전반적으로 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 한방스포츠음료섭취에 의한 식이효율 감소와도 연관이 있을 것으로 사료된다. 가시오가피 추출물은 맥문동 추출물에 비해 근육량, 운동수행시간, 혈장 유리지방산 농도를 증가시키고 혈장 중성지질과 당 농도를 낮추는 경향을 보였으며, 매실 추출물 첨가에 의해 이러한 변화가 증가(운동수행시간)하거나 감소(근육량, 혈장 중성지질, 유리지방산 및 당 농도)하였다. 본 연구에서 확인된 매실, 가시오가피, 맥문동 혼합음료의 지구력 증강 효능이 피로물질 변화, 체내에너지기질 이용도 증가 및 비복근 LDH 활성도 증가와 관련이 있는 것으로 추정되나 추후 더 구체적이고 체계적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1214-1222
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• 2015

본 연구는 난소 제거 수술을 시행하여 폐경기를 유도시킨 뒤 고지방 식이를 섭취한 쥐에게서 나타난 신체 변화에 있어 운동과 갈근/지황 섭취에 의한 개선 효과를 관찰하고, 그러한 효과가 골격근에서의 후성 유전적 발현 변화에 의한 것임을 규명하고자 하였다. 8주령의 쥐(rat, n=60)의 난소를 제거한 뒤 고지방 식이를 유도하면서 트레드밀 운동(exercise)을 실시하는 그룹과 비운동(sedentary) 그룹으로 나누었다. 두 그룹을 각각 estradiol, 갈근과 지황의 3:1 복합물(HT051), 그리고 물 섭취 군으로 다시 나누어 총 8주간 경구 투여를 함께 실시하였다. 그 결과 운동 그룹과 갈근/지황 섭취 그룹에서 체중이 유의하게 감소하였고, 가자미근과 족저근의 근질량 또한 운동 그룹과 갈근/지황 섭취 그룹에서 유의하게 증가하였다. 한편, 가자미근에서 물을 섭취하며 운동하지 않은 그룹의 H3K9 아세틸화가 억제 되었고 H3K9의 메틸화에는 변화가 없었다. 족저근의 경우 운동 그룹에서 H3K9 아세틸화가 현저하게 눈에 띄었고, 반대로 메틸화는 줄어든 것이 관찰되었다. 나아가 H3K9의 아세틸화와 메틸화를 조절하는 대표적인 효소 중 HDAC4, HDAC5, G9a 유전자의 mRNA 발현양을 정량한 결과, 가자미근에서는 모두 유의한 차이가 없었고 족저근에서 운동 한 그룹의 HDAC5와 G9a 유전자의 mRNA 발현양이 유의하게 감소하였지만 HDAC4의 mRNA는 차이가 없었다. 또한 운동과 갈근/지황의 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 본 연구를 통하여 운동과 갈근/지황 섭취가 체중 감소, 근질량 증가에 영향을 미치고, 이러한 현상은 히스톤 H3K9 부분의 아세틸화와 메틸화에 의한 유전자 발현 조절이 그 기전으로 작용한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한핵의학회지
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• 제33권1호
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• pp.40-48
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• 1999

목적: 운동부하 심전도검사에 나타나는 ST-분절의 하강은 운동부하의 정도에 영향을 받는다. 그러나 운동부하의 정도가 운동부하 심근관류영상의 관동맥 질환 진단능에 미치는 영향은 보고자마다 달라 아직도 논란이 되고있다. 본 연구는 운동부하의 정도가 심근관류 영상의 관상동맥 질환 진단능에 미치는 영향을 규명하고자 시행하였다. 대상 및 방법: 111명(남자 73명, 여자 38명, 평균연령: 56세)의 안정된 환자를 대상으로 운동부하검사와 함께 Tc-99m MIBI를 이용한 심근관류 스캔을 실시하고 3개월 이내에 관상동맥촬영술을 실시하였다. 운동부하의 정도는 운동시 최대 예측 심박수의 85%에 도달했는가를 기준으로 하고, 운동심전도 소견을 첨가하여 4군으로 구분하고 각각의 군에서의 진단능을 비교하였다. 결과: 1) Tc-99m MIBI 심근관류스캔의 예민도와 특이도는 심전도검사의 소견이나 심박수의 증가정도에 따른 차이는 없었다. 2) 운동부하 Tc-99m MIBI SPECT의 예민도는 87%, 특이도는 79%였고 전례를 대상으로 한 경우 운동부하 심전도는 예민도 55%, 특이도 74%로서 예민도는 SPECT가 운동부하 심전도보다 유의하게 높았으며 특이도는 유의한 차이는 없었으나 SPECT가 더 높은 경향을 보였다. 3) 최대 예측 심박수의 85% 이상의 운동량에 도달한 경우의 관동맥 질환 진단 예민도는 85% 이하의 운동량에 도달한 군과 유사하였다(88% vs 87%, p=NS). 4) 운동부하 정도가 적었으나 조기에 심전도 검사상 양성 소견을 보인 경우에는 다혈관 질환에서 개개 혈관의 협착 진단능은 낮은 경향을 나타내었다. 결론: 이상의 결과로 볼 때 운동부하 Tc-99m MIBI 심근관류 스캔의 관동맥 협착 진단능은 운동부하 심전도검사보다 높았고, 답차를 이용한 증상 제한적 운동부하검사에서 심박동수의 증가로 평가란 운동 정도가 운동 목표량에 도달하지 않아도 진단능이 감소되지 않음을 알 수 있었다.