(*) 제 2형 당뇨
- 당뇨병의 90%를 차지하며, 인슐린 저항성 및 만성적 고혈당을 특징으로 하는 비만 관련 대사 질환
- 고혈당(chronic hyperglycemia) > 근육, 심장, 간, 뇌 등을 포함한 주요 기관의 생리적 기능저하 초래 > 다양한 합병증 발생 위험 증가시킴. > 엄격한 혈당관리 요구됨.
(*) 시상하부(hypothalamus) (*: 선행연구)
- 식욕 중추기관으로, 말초 에너지 상상성 유지를 위한 다양한 신호 통합, 전달
- 지방조직에서 분비된 렙틴, 혈관-뇌 장벽(Blood-Brain-Barrier, BBB) 통과하여 시상하부에 존재하는 수용체와 결합 > 체내 에너지 저장 상태에 관한 정보 제공 > 되먹임 기전(feedback mechanism)에 의해 에너지 섭취 및 체중 조절 관여
- 혈중 렙틴 농도 증가는 에너지 섭취 및 비만 완화에 긍적적. 렙틴 및 렙틴 수용체의 결핍은 과식 유발, 에너지 소비 감소(*혈중 렙틴 농도보다 시상하부 내 렙틴 수용체의 수준에 영향을 받는 것으로 짐작.)
- 에너지 섭취: 시상하부 내 당 수송체(glucose transporters, GLUTs)의 발현에 따른 포도당 감지 능력에 좌우(GLUT2 발현 수준과 관련)
- 시상하부로 유입된 포도당은 GLUT2에 의해 감지 > AMPK 활성 제어 > 에너지 항상성에 긍정적 영향 미침
- 시상하부에서 AMPK 활성 > 체중 및 식이 섭취 증가, AMPK 활성 억제 > 렙틴 신호전달 강화, 체중 및 식이 섭취 감소에 효과적
- 시상하부 렙틴 신호체계 강화: 교감/부교감 신경계 조절을 통해 골격근 내 당 흡수 증가, 췌장 글루카곤 및 간 글루코스 생성 등을 포함한 말초조직 당 대사에 직접적인 영향 미침.
(*) 뇌조직에서 당뇨병
- 매우 취약. 당뇨병에 동반된 염증 및 산화스트레스 반응 증가 등과 같은 부적 요인들은 세포에 존재하는 다양한 수용체의 손실 유도 > 정상적 뇌 기능 저하.
-시상하부 내 렙틴 수용체 및 GLUT2 발현 증가에 따른 에너지 항상성 개선이 제 2형 당뇨병의 병적 진행 상태 지연 기여 유추 가능.
(*) 운동
- 에너지 소비 + 에너지 섭취 감소 > 체중 조절에 긍정적 영향 + 다양한 대사장애 관련 질병 예방 및 개선 효과
- *자발적인 휠 달리기 운동이 OLETF 모델의 이상식용항진과 비만 완화에 효과적, 고지방 식이로 유도된 비만 모델 쥐의 시상하부에서 렙틴 신호 개선에 긍정적 영향. >> 유산소성 운동 기반 말초조직 내 렙틴 수용체 발현에 초점.
(*) 렙틴 leptin
- 지방조직에 의해 생성되는 호르몬으로 식욕, 체중, 신경내분비 및 혈당을 포함하는 다양한 생리적 과정에 관여하며, 이러한 작용은 중추신경계 뉴런에 의해 발현되는 렙틴 수용체와의 결합을 통해 나타난다.
(*) 기타
- Trizol reagent: 지질과 단백질 분해(lysis) 하여 세포막 파괴, acidic한 phenol 때문에 핵산 중 RNA만 선택 분리 가능
- Reverse transcriptase(역전사 효소): RNA를 주형으로 DNA를 합성할 수 있는 효소. RNA dependent DNA polymerase라고도 부름. mRNA로부터 cDNA 합성 증폭시키는 기술을 역전사-PCR이라고 함.
+)
1. 렙틴 및 렙틴 수용체 多 > 식욕 억제 > 혈중 포도당 농도 상승 방지
2. 이미 혈당이 상승한 경우 인슐린이 세포 표면으로 당 수송체 이동 촉진 > 근육 내 당 유입 증가
3. 운동에 의한 근수축 > AMPK 활성화 > 근육의 당 유입 촉진, 인슐린에 의한 당 흡수 증가 기전과 다름
4. 근육 내 AMPK 활성화 > 제 2형 당뇨병 환자의 인슐린 신호전달 저하 개선 > 당 유입 촉진 가능.
AMPK ↑(활성) GLUT2 ↓ 포도당 감지능력 ↓ 식이, 체중 ↑