Wang (1996) 등의 선행연구의 고찰

Strauss(1984) 등의 많은 연구자들은 sports heart '에 대한 생리학적인 변화를 논하였고, 정의하였다. sports heart '는 주로 좌심실(left ventricle)이 비대(hypertrophy)된 것을 의미 하며, 이 비대 양상이 장거리 선수와 단거리선수사이에 차이가 있다. 단거리선수 는 심실 벽이 두꺼우나, 좌심실용적(left ventricle cavity)의 크기에는 별 증가가 없는데 반해, 장거리선수는 좌심실용적은 증가하나 심실 벽의 두께에는 별 변화 가 없는 것이 특징이다. 이러한 생리학적변화는 성인의 안정시심박수(HRrest )는 분당 약 70회 정도이며, 장기간의 훈련을 통하여 안정시심박수가 차차 감소하게 된다. 특히, 장거리선수는 endurance training을 주로 하므로, 안정시심박수가 60 회 이하로 낮아지는 서맥(bradycardia)을 이루게 되며, marathon선수 중에는 이 안정시심박수(HRrest)가 40회 이하인 선수도 있다. 장기간 걸친 훈련으로 vagal tone이 항진되고, 심근(cardiac muscle)의 수축력이 강하여 일회 박출량이(stroke volume, SV) 크므로, 서맥인데도 심박출량(cardiac output )이 감소하지 않는다. 그 러므로 적은 심박수(Heart Rate, HR)로써도 충분한 혈액을 효과적으로 공급할 수 있는 심장기능이 우수한 sports heart '가 되는 것이다.

이와 같이 안정시심박수(HRrest )로써 심장기능과 체력 특히 지구력을 평가할 수 있다. 또한 장기간 훈련을 쌓으면 쌓을수록 운동 중에 심박수가 서서히 증가되고 운동 중에 증가된 심박수가 빨리 회복된다. 이것은 최대 심박수(HRmax)에 도달 하는 시간이 연장되며, 더 강한 부하로 운동을 하여야 최대 심박수(HRmax)에 도달하게 됨을 의미한다.

이와 같이 운동 중에 심박수(HR)의 변화범위가 적을수록 심장기능과 지구력이 우수 하며, 더 강한 운동을 할 심장의 예비능력이 있는 것으로 정의하였다〈fig-4〉.

Fig- 4 . 지구력선수와 비 지구력선수의 좌심실 비대 양상

그러나, Sakai(1996) 등은 이러한 sports heart 의 현상은 만성심부전(chronic heart failure)과 유사하며, 이 만성심부전 환자들의 심근세포의 배양하여 조사한 결과 운동으로 인한 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)의 세포의 증가와 유사함을 발 표하였다. 그리고, 이는 운동은 심부전을 유발할 수 있음을 보고하였다.

이러한 연구결과에 대하여 부정적인, Shubeita,(1990) 등의 연구자들은 좌심실 심 근세포의 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)유전자를 연구 조사하였고, 이어서 Wang(1996) 등은 쥐 심근의 혈관에 인공적으로 만들어진 풍선을 삽입하여 인공 적인 혈관형성을 유도하여, 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1) mRNA와, 한편으로는 운동으로 훈련된 쥐의 심근의 혈관 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)mRNA 비교 분 석한 결과 운동으로 인한 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)mRNA양이 현저히 증가 하였음을 보고하였고, 또한 운동으로 인한 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)mRNA 의 peptide양도 현저하게 증가하였음을 보고하였다. 또한 sport heart의 생성의 원 인을 분자생물학적인 방법으로 규명하였다.

본 연구자가 고찰을 종합해보면, 지구성 운동은 심근의 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)mRNA 전사효율을 증가시켜 심근의 생합성(biosynthesis)을 증가시키고, 이 는 지구성 운동으로 증가된 유전정보DNA증가로 인한 mRNA 정보수행능력이 증 가됨을 알 수 있었다.

그러나 Sakai(1996) 등의 'sports heart '는 만성심부전과 유사하다는 연구결과에 대하여, Maeda(1998)등의 많은 연구자들은 sports heart 의 생성원인과 심부전과 의 유사성이 없음을 밝혀 내었고, 즉, 부연하자면 sports heart 는 심부전 등의 심 장질환 비독립적인 이라는 결과를 보고하였고, 지구성 운동으로 인한 sport heart 는 심근의 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)mRNA의 증가로 인한 RNA의 전사작용 이 증가된 원인이라고 논하였다.

한편, Albert (1995)등은 RNA 합성 및 종류와 기능에 대하여 논하였는데, RNA 전사(transcription)는 DNA에 암호로 수록되어 있는 유전정보가 복사되어 RNA 가 합성되는 과정이라 하였는데, 이는 다시 말해서 핵 내에 있는 RNA 중합효소 (RNA polymerase)가 필요한 정보를 가지고 DNA 의 promoter부분에 결합할 때 그 부분의 DNA 나선이 풀려지고, 한 가닥의 DNA의 염기서열과 상보적인 염기 서열을 만들면서 RNA 를 합성하게 된다. 진핵동물에서는 세 종류의 서로 다른 RNA 중합효소가 각기 서로 다른 종류의 RNA를 형성한다고 보고하였다.

또한 RNA 를 합성하는 DNA가닥을 주형 DNA(template DNA)라고 부르며, 두 가닥중 한 가닥만이 주형으로 되고, 반드시 어느 한쪽 가닥만이 되는 것은 아니 며, 그리고 종결신호(termination signal)가 나타날 때까지 계속되고, 주형으로 되 었던 DNA는 다시 2중 나선구조로 되돌아가며, DNA유전정보를 전사 받은 RNA 는 핵공을 통하여 세포질의 리소좀으로 이동한다고 논하였다<fig-5> .

본 연구자의 소견으로는 RNA의 전사를 자세히 고찰해보면, 5'말단에서 3'말단 으로 진행되며, 합성되는 RNA 5'말단에는 메틸화된 3인산 구아닌 nucleotide가 결합하여 cap 구조를 형성하여, 이러한 과정은 합성된 RNA가 분해되지 못하게 하고, mRNA가 리소좀에 결합하여 위치를 정하는 것을 도와주게 된다고 생각된 다.

Fig- 5. A section of double- stranded DNA showing the strand copied during transcription(temple strand) and the understanding or sense strand. The RNA strand is complementary to the template and has the same base sequences as the sense strand with uracil(U) in RNA replacing thymine(T ) in DNA ( Houstone, M.E. 1995).

Albert (1995)등은 RNA의 종류는 세 가지 종류가 있는데, 전령 RNA(messenger RNA, mRNA), 운반 RNA(transfer RNA, tRNA), 리소좀 RNA(ribosomal RNA, rRNA)나누어져 있는데, mRNA는 900- 1500 nucleotide로 구성되어 있으며, RNA 중합효소에 의해 합성되며, 유전정보의 전달체 기능을 담당하며, 원핵생물의 mRNA는 cap과 poly- tail이 없으며, 하나의 mRNA로부터 한 종류의 이상의 폴리 펩타이드가 합성된다. 그리고 진핵생물에서는 하나의 mRNA가 한 개의 유전자로 서 한 종류의 폴리펩타이드만 합성된다고 논하였다.

운반 RNA(transfer RNA, tRNA)는 79- 93개의 nucleotide 로 구성되어 있으며, RNA 중합효소Ⅲ의 작용으로 합성되며, 리소좀 RNA(ribosomal RNA, rRNA)는 리소좀의 구성성분이며, 5,520 nucleotide로 구성되어 있으며, RNA중합효소 1에의 의해서 합성됨 최근에는 진핵세포에는 세 종류의 RNA이외에 여러 가지 기능을 수행하는 저분자 RNA가 상당히 많이 있는 것으로 밝혀졌다고 논하였다.

더욱이 Albert (1995) 등은 RNA Splicing에 대하여 중요하게 논하고 있는 데, 본 연구자의 견해로서는 DNA로부터 전사된 mRNA는 단백질을 지정하는 부분(exon)과 지정되지 않는 부분(intron)이 있으며, 스플라이스좀(splicesome) 이라고 하는 RNA- 단백질복합체의 작용으로 인트론 부분은 제거되고 액손 부

분만 다시 연결되는 과정을 splicing이라 하며, 이런 가공과정을 거쳐서 비로소 필요 한 유전정보만을 가진 한 가닥의 mRNA가 완성된다고 볼 수 있겠다.<Fig-6.>.

Fig- 6 . The transfer of information from DNA to protein. The transfer proceeds by means of an RNA intermediate called messenger RNA(mRNA). In Procaryotic cells the process is simpler than in eucaryotic cells. In eucaryotes the coding, shown are seperated by noncoding regions(the introns). As indicated these introns must be removed by an enzymatically catalyzed RNA- splicing reaction to from the mRNA(Alber et al.,1995).