[학위논문]운동효과와 급성감염에 따른 혈장 고밀도 지단백질들의 기능과 구조 및 성상의 비교 연구 Functional and structural correlations of high-density lipoprotein depends on sport type and acute infection원문보기
본 연구의 목적은 혈장에 존재하는 지단백질의 기능과 성상의 변화를 조사하기 위해, 운동효과와 급성감염에 의한 고밀도 지단백질의 변화 양상을 비교하는데 있다. 고밀도 지단백질 (High-density lipoprotein, HDL)은 혈액에서 콜레스테롤과 중성지방을 수송하는 기능이외에도 ...
본 연구의 목적은 혈장에 존재하는 지단백질의 기능과 성상의 변화를 조사하기 위해, 운동효과와 급성감염에 의한 고밀도 지단백질의 변화 양상을 비교하는데 있다. 고밀도 지단백질 (High-density lipoprotein, HDL)은 혈액에서 콜레스테롤과 중성지방을 수송하는 기능이외에도 항산화, 항염증, 항감염 기능이 있고 혈장에서 고밀도 지단백질-콜레스테롤 (HDL-C) 농도가 증가하면 심혈관질환이 감소하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 첫 번째로 운동종목에 따른 HDL의 기능개선효과를 국가대표급 운동선수들의 혈장에서 비교하였다. 중거리 (1500m) 육상선수 10명, 레슬링선수 10명, 햄머 투척선수 10명과 역도선수 8명의 혈청에서 HDL을 분리하고 운동의 형태에 따른 기능을 동일한 연령과 성별을 가진 정상인으로 구성한 14명의 대조군과 비교하였다. 운동선수와 대조군의 혈청을 분석한 결과 혈청 총콜레스테롤 (TC)과 중성지방 (TG) 농도는 모든 운동선수 그룹에서 대조군보다 매우 감소했으며, HDL-C 농도는 모든 운동선수 그룹에서 대조군보다 증가하였고 유산소 운동인 육상선수와 레슬링선수 그룹에서 가장 높았다. 항산화 활성은 육상선수가 가장 높았고 투척선수, 레슬링선수, 역도선수, 대조군 순으로 나타났다. HDL에서 LCAT과 PON 효소 활성과 발현은 모든 운동선수 그룹에서 대조군보다 증가하였고 유산소 운동인 육상선수와 레슬링선수 그룹에서 가장 높았다. HDL에서 CETP 효소 활성과 발현은 모든 운동선수 그룹에서 대조군보다 매우 감소하였으며, 이는 운동선수들의 동맥경화 위험성이 대조군보다 낮은 것으로 밝혀졌다. 육상선수와 레슬링선수의 혈청 단백질 발현 분석에서는 HDL의 기능에 관여하는 apoA-I의 농도가 가장 높고, apoA-II의 농도가 가장 낮게 나타났다. 전자현미경 관찰에서도 HDL의 크기 비교는 육상선수와 레슬링선수 그룹에서 가장 큰 것으로 밝혀졌다. 두 번째로 급성감염에 의한 HDL의 성상 변화를 조사하기 위해, 한탄바이러스 감염에 의한 신증후군출혈열 (hemorrhagic fever with renal syndrome, HFRS) 환자의 HDL 기능과 성상 변화 연구에서는 핍뇨기와 회복기 HFRS 환자와 대조군의 혈청 분석 및 지단백질 대사 조절 인자들을 분석하였다. 핍뇨기와 회복기 HFRS 환자와 대조군 혈청을 분석한 결과 핍뇨기의 혈청 콜레스테롤은 매우 감소하였고, TG는 증가하였다. 단백질 발현 분석에서 HFRS 환자의 HDL2와 HDL3에 있는 apoA-I 농도는 정상인에서보다 낮게 나타났고, 혈청 LCAT과 PON의 활성과 발현은 핍뇨기에서 감소하는 것으로 나타났다. 전자현미경 관찰에서 HFRS 환자 핍뇨기의 HDL 입자 크기는 정산인보다 작으면서 다양한 크기를 가지는 것으로 나타났다. SAA와 apoC-III는 핍뇨기에서 과량 발현이 나타났고, 특히 지단백질의 HDL 분획에서 과량 발현하였다. 세 번째로 SAA의 발현과 염증 및 동맥경화의 상관성을 조사하기 위해, 심혈관 질환의 염증인자로 알려져 있는 SAA와 HDL을 결합하여 합성한 결과, HDL과 결합된 SAA 또한 SAA와 유사하게 염증 주화인자인 CCL2의 생성을 촉진하고 동맥경화에 기여한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 밝혀낸 결과를 종합하면 모든 운동선수에서 대조군보다 혈장 리피드/지단백질 프로필이 좋은 것으로 밝혀졌다. 특히 유산소 운동인 육상선수와 레슬링선수 그룹에서는 HDL의 입자 크기 증가, HDL 결합 효소의 활성 증가와 항산화력이 가장 높았으며, 가장 품질이 뛰어난 지단백질 구조와 기능 및 성상을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서 모든 운동이 건강에 좋지만 유산소 운동이 HDL의 향상에 더 좋은 것으로 사료된다. 한편, HFRS 환자 핍뇨기에서는 HDL에 있는 apoC-III와 apoSAA의 과량 발현이 관찰되었고 혈청 항산화 효소들의 활성과 발현은 감소하였다. 회복기에는 apoA-I과 HDL-C의 농도 및 HDL의 입자 크기가 정상 수준으로 회복되었다. 이러한 핍뇨기의 결과들은 HDL의 구조, 기능 및 성상의 심각한 손상이 있었음을 시사하였다. 결론적으로 HDL은 혈액의 항산화/항염증 능력의 지표이며, 건강개선과 악화 상황에 따라 기능과 성상이 변화되는 것을 모니터링 할 수 있는 좋은 진단 마커로 사용될 수 있음을 의미한다.
본 연구의 목적은 혈장에 존재하는 지단백질의 기능과 성상의 변화를 조사하기 위해, 운동효과와 급성감염에 의한 고밀도 지단백질의 변화 양상을 비교하는데 있다. 고밀도 지단백질 (High-density lipoprotein, HDL)은 혈액에서 콜레스테롤과 중성지방을 수송하는 기능이외에도 항산화, 항염증, 항감염 기능이 있고 혈장에서 고밀도 지단백질-콜레스테롤 (HDL-C) 농도가 증가하면 심혈관질환이 감소하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 첫 번째로 운동종목에 따른 HDL의 기능개선효과를 국가대표급 운동선수들의 혈장에서 비교하였다. 중거리 (1500m) 육상선수 10명, 레슬링선수 10명, 햄머 투척선수 10명과 역도선수 8명의 혈청에서 HDL을 분리하고 운동의 형태에 따른 기능을 동일한 연령과 성별을 가진 정상인으로 구성한 14명의 대조군과 비교하였다. 운동선수와 대조군의 혈청을 분석한 결과 혈청 총콜레스테롤 (TC)과 중성지방 (TG) 농도는 모든 운동선수 그룹에서 대조군보다 매우 감소했으며, HDL-C 농도는 모든 운동선수 그룹에서 대조군보다 증가하였고 유산소 운동인 육상선수와 레슬링선수 그룹에서 가장 높았다. 항산화 활성은 육상선수가 가장 높았고 투척선수, 레슬링선수, 역도선수, 대조군 순으로 나타났다. HDL에서 LCAT과 PON 효소 활성과 발현은 모든 운동선수 그룹에서 대조군보다 증가하였고 유산소 운동인 육상선수와 레슬링선수 그룹에서 가장 높았다. HDL에서 CETP 효소 활성과 발현은 모든 운동선수 그룹에서 대조군보다 매우 감소하였으며, 이는 운동선수들의 동맥경화 위험성이 대조군보다 낮은 것으로 밝혀졌다. 육상선수와 레슬링선수의 혈청 단백질 발현 분석에서는 HDL의 기능에 관여하는 apoA-I의 농도가 가장 높고, apoA-II의 농도가 가장 낮게 나타났다. 전자현미경 관찰에서도 HDL의 크기 비교는 육상선수와 레슬링선수 그룹에서 가장 큰 것으로 밝혀졌다. 두 번째로 급성감염에 의한 HDL의 성상 변화를 조사하기 위해, 한탄바이러스 감염에 의한 신증후군출혈열 (hemorrhagic fever with renal syndrome, HFRS) 환자의 HDL 기능과 성상 변화 연구에서는 핍뇨기와 회복기 HFRS 환자와 대조군의 혈청 분석 및 지단백질 대사 조절 인자들을 분석하였다. 핍뇨기와 회복기 HFRS 환자와 대조군 혈청을 분석한 결과 핍뇨기의 혈청 콜레스테롤은 매우 감소하였고, TG는 증가하였다. 단백질 발현 분석에서 HFRS 환자의 HDL2와 HDL3에 있는 apoA-I 농도는 정상인에서보다 낮게 나타났고, 혈청 LCAT과 PON의 활성과 발현은 핍뇨기에서 감소하는 것으로 나타났다. 전자현미경 관찰에서 HFRS 환자 핍뇨기의 HDL 입자 크기는 정산인보다 작으면서 다양한 크기를 가지는 것으로 나타났다. SAA와 apoC-III는 핍뇨기에서 과량 발현이 나타났고, 특히 지단백질의 HDL 분획에서 과량 발현하였다. 세 번째로 SAA의 발현과 염증 및 동맥경화의 상관성을 조사하기 위해, 심혈관 질환의 염증인자로 알려져 있는 SAA와 HDL을 결합하여 합성한 결과, HDL과 결합된 SAA 또한 SAA와 유사하게 염증 주화인자인 CCL2의 생성을 촉진하고 동맥경화에 기여한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 밝혀낸 결과를 종합하면 모든 운동선수에서 대조군보다 혈장 리피드/지단백질 프로필이 좋은 것으로 밝혀졌다. 특히 유산소 운동인 육상선수와 레슬링선수 그룹에서는 HDL의 입자 크기 증가, HDL 결합 효소의 활성 증가와 항산화력이 가장 높았으며, 가장 품질이 뛰어난 지단백질 구조와 기능 및 성상을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서 모든 운동이 건강에 좋지만 유산소 운동이 HDL의 향상에 더 좋은 것으로 사료된다. 한편, HFRS 환자 핍뇨기에서는 HDL에 있는 apoC-III와 apoSAA의 과량 발현이 관찰되었고 혈청 항산화 효소들의 활성과 발현은 감소하였다. 회복기에는 apoA-I과 HDL-C의 농도 및 HDL의 입자 크기가 정상 수준으로 회복되었다. 이러한 핍뇨기의 결과들은 HDL의 구조, 기능 및 성상의 심각한 손상이 있었음을 시사하였다. 결론적으로 HDL은 혈액의 항산화/항염증 능력의 지표이며, 건강개선과 악화 상황에 따라 기능과 성상이 변화되는 것을 모니터링 할 수 있는 좋은 진단 마커로 사용될 수 있음을 의미한다.
Plasma high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) levels are inversely correlated with the risk of cardiovascular disease and are known to increase with repetitive exercise. HDL plays a critical role in reverse cholesterol transport (RCT), which is involved in the removal of excess cholesterol fro...
Plasma high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) levels are inversely correlated with the risk of cardiovascular disease and are known to increase with repetitive exercise. HDL plays a critical role in reverse cholesterol transport (RCT), which is involved in the removal of excess cholesterol from peripheral cells, and its delivery to the liver and steroidogenic cells for catabolism. However, patients suffering from acute phase such as hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) often showed strikingly reduced high-density lipoprotein (HDL)-cholesterol levels during the oliguric phase, indicating severe alterations in lipoprotein metabolism. In the first study, HDL fractions from athletes' sera were isolated and compared as a function of the type of sport [runners (n = 10), throwers (n = 10), wrestlers (n = 10), and weight lifters (n = 8)] and as an age- and gender-matched reference group (n = 14). Among athletes, HDL from runners had the strongest antioxidant activity. Immunodetection showed that runners and wrestlers had the highest levels of apoA-I and lowest levels of apoA-II in their HDL. Electron microscopy also revealed that HDL2 of runners and wrestlers were the largest in size. In the second study, lipoprotein metabolism parameters were analyzed in the sera of HFRS patients in the oliguric phase and after recovery. In the oliguric phase, serum cholesterol was substantially decreased and serum TG was increased. As observed by electron microscopy, the sizes of the HDL particles from the HFRS patients were smaller than those seen in the reference sera, with more heterogeneous distribution. However the levels of apoA-I in the HDL2 and HDL3 of the HFRS patients were lower than those of the reference HDL. Serum LCAT and PON activities were reduced significantly in the oliguric phase, which is associated with a reduction in HDL-cholesterol levels and HDL particle size. Serum amyloid A (SAA) and apoC-III were overexpressed in the oliguric phase, particularly in the HDL fraction. In the third study, we investigated the effect of SAA and HDL-conjugated SAA on the production of CCL2, an important mediator of monocyte recruitment, because an elevated level of serum amyloid A (SAA) has been regarded as a cardiovascular risk factor. These results support that SAA and HDL-conjugated SAA also stimulate CCL2 production and migration, which contribute to atherosclerosis. In conclusion, athletes' had the most desirable lipoprotein function and structure, including antioxidant activity, HDL-associated enzyme activities and increased particle size. Overexpression of both apoC-III and apoSAA in HDL and attenuated serum LCAT and PON activity were observed during the oliguric phase in HFRS patients. These results demonstrate that structural, functional, and compositional changes of HDL occurred to a substantial degree by the exercise and acute infection.
Plasma high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) levels are inversely correlated with the risk of cardiovascular disease and are known to increase with repetitive exercise. HDL plays a critical role in reverse cholesterol transport (RCT), which is involved in the removal of excess cholesterol from peripheral cells, and its delivery to the liver and steroidogenic cells for catabolism. However, patients suffering from acute phase such as hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) often showed strikingly reduced high-density lipoprotein (HDL)-cholesterol levels during the oliguric phase, indicating severe alterations in lipoprotein metabolism. In the first study, HDL fractions from athletes' sera were isolated and compared as a function of the type of sport [runners (n = 10), throwers (n = 10), wrestlers (n = 10), and weight lifters (n = 8)] and as an age- and gender-matched reference group (n = 14). Among athletes, HDL from runners had the strongest antioxidant activity. Immunodetection showed that runners and wrestlers had the highest levels of apoA-I and lowest levels of apoA-II in their HDL. Electron microscopy also revealed that HDL2 of runners and wrestlers were the largest in size. In the second study, lipoprotein metabolism parameters were analyzed in the sera of HFRS patients in the oliguric phase and after recovery. In the oliguric phase, serum cholesterol was substantially decreased and serum TG was increased. As observed by electron microscopy, the sizes of the HDL particles from the HFRS patients were smaller than those seen in the reference sera, with more heterogeneous distribution. However the levels of apoA-I in the HDL2 and HDL3 of the HFRS patients were lower than those of the reference HDL. Serum LCAT and PON activities were reduced significantly in the oliguric phase, which is associated with a reduction in HDL-cholesterol levels and HDL particle size. Serum amyloid A (SAA) and apoC-III were overexpressed in the oliguric phase, particularly in the HDL fraction. In the third study, we investigated the effect of SAA and HDL-conjugated SAA on the production of CCL2, an important mediator of monocyte recruitment, because an elevated level of serum amyloid A (SAA) has been regarded as a cardiovascular risk factor. These results support that SAA and HDL-conjugated SAA also stimulate CCL2 production and migration, which contribute to atherosclerosis. In conclusion, athletes' had the most desirable lipoprotein function and structure, including antioxidant activity, HDL-associated enzyme activities and increased particle size. Overexpression of both apoC-III and apoSAA in HDL and attenuated serum LCAT and PON activity were observed during the oliguric phase in HFRS patients. These results demonstrate that structural, functional, and compositional changes of HDL occurred to a substantial degree by the exercise and acute infection.
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