The Effects of Hyperglycemia and Hyperlipidemia on Muscle Glycogen Utilization during Exercise in Rats

흰쥐에서 고혈당 및 고지질혈증이 운동 중 골격근 당원이용에 미치는 영향

The effects of hyperglycemia and hyperlipidemia on utilization of muscle glycogen during 45 minute Session of treadmill running(26 m/min, 8% grade) were evaluated using Sprague Dawley rats, and the characteristics of the 4 different type of muscles, I.e., soleus, white and red gastrocnemius, and plantaris, on glycogen utilization were simultaneously investigated. Hyperglycemia was induced by 145-165 mg/dL of oral glucose administration, and hyperlipidemia was induced by combined treatment of intraperitoneal heparine injection of 444 uEq/L and 10 % intralipose oral adminstration. During the hyperglycemic trial, the glycogen utilization of plantaris muscle was decreased by 13 % in 45 minute session of treadmill running compared to the control trial(p<0.05), and the glycogen utilization of white gastrocnemius was also decreased. The sparing tendency of glycogen was observed in soleus and red gastrocnemius by 5-13 % during 30 and 45 minute session of treadmill running in hyperglycemic trial. There was no glycogen sparing effect of hyperlipidemia in soleus, red gastrocnemius and plantaris muscle subjected in this experiment during exercise. However, only a slight sparing tendency of white gastrocnemius muscle was observed. In summary, the glycogen sparing effect of hyperglycemia during exercise was observed in plantaris and white gastrocnemius muscles in rats. However, there was no glycogen sparing effect of hyperlipidemia in the 4 hindlimb muscles. It was observed that the glycogen sparing effect of hyperglycemia is more prominent in fast glycolytic muscle fibers.

고혈당과 고지질혈증이 운동 중 골격근의 당원절약효과가 있는지 또는 골격근섬유의 특생에 따른 차이가 있는지를 규명하기 위해서 흰쥐(Sprague Dawley)를 대상으로 실험한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저 고혈당에 의한 결과는 하지근 중 족척근의 운동부하 45분군의 당원농도가 고혈당군에서 대조군의 그것보다 약 13% 높아서 고혈당에 의한 족척근의 당원절약효과를 관찰할 수 있었으며 또한 백색 비복근의 운동부하 45분군에서 절약효과를 관찰할 수 있었다. 그러나 서근인 가자미근과 서근의 특성이 강한 적색 비복근에서는 모든 실험군에서 5-13%의 절약경향이 있었다. 이때 고혈당군의 혈당농도는 운동부하 전, 운동부하 30 및 45분후에 각각 $145.7{\pm}7.4$, $164{\pm}6.2$ 및 $156{\pm}6.8mg/dL$로서 대조각군의 혈당농도보다 유익하게 높았다. 고지질혈증은 복강내 heparin투여와 10% 인트라리포즈를 경구 투여하여 유도하였으며 대조군, 대조운동부하군 및 고지질혈증군에서 유리지방산 농도(uEq/L)가 $247{\pm}41.1$, $260{\pm}58.6$ 및 $444{\pm}23.1$로서 고지질혈증군이 다른 양 군보다 유의하게 높았다. 고지질혈증에 의한 근당원절약효과가 있는지 여부를 관찰한 결과 가자미근, 적색 비복근 및 족척근 등에서 통계적으로 유의한 절약효과를 관찰할 수 없었으나 백색 비복근에서 절약의 경향을 보였다. 이상의 결과로 보아 흰쥐에서 비교적 단시간의 운동부하 중 평균 155mg/dL의 고혈당을 유지하였을 때 족척근과 백색 비복근에서 근 당원이 절약되었으며 고지질혈증에 의해서는 근당원의 절약효과가 없었다. 또한 속근섬유의 근육에서 고혈당에 의한 당원절약효과가 서근보다 뚜렷하였다.