The Effects of Circuit Weight Training for 12 weeks on Antioxidant Activity in Obese High School Girls

12주간의 Circuit Weight Training이 비만여고생의 항산화 작용에 미치는 영향

부산대학교 체육학과

김 태 운․한 재 웅

The Effects of Circuit Weight Training for 12 weeks on Antioxidant Activity in Obese High School Girls

Tae Un Kim and Jae Ung Han

Department of Physical Education, Pusan National University, Pusan, Korea

ABSTRACT

The purpose of this study was to determine the effects of Circuit Weight Training (CWT) on antioxidant activity in obese high school girls.

The 22 subjects were used in 2 groups by the BMI classification : obese group of 11(BMI:

≧27 kg/m²) and normal group of 11 (BMI: 19∼24 kg/m²). They were under the same exercise conditions to perform the Circuit Weight Training with 40∼55% intensity of 1RM, for 50 mins/day, 3 times/week during 12 weeks.

Before and after training, 10 mL blood was extracted from the antecubital vein of each subject for the purpose of analyzing its effects on antioxidant activity. The variables tested for this study were H2O2, OH, GSH, GSSG, MDA and Uric acid.

The conclusions of this study are as follows :

1) In the comparison between groups, there are no significant differences of means of variables tested for anfioxidant activity between before and after training.

2) In the comparison within group, the means of uric acid and GSH have significantly decreased by training but the․OH scavenging activity mean has significantly increased in obese group. Also, in normal group, the GSH and uric acid mean have significantly decreased but, the means of․OH scavenging activity and GSSG have significantly increased.

3) The means of․OH scavenging activity, GSH and uric acid in 2 groups were all significantly different.

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Key Words: Obese, Circuit Weight Training, Antioxidant

서 론

비만은 각종 질병인 고혈압, 당뇨병, 고지혈증, 관상 동맥질환의 중요한 원인이므로 최근 WHO에서는 질 병으로 간주하고 있다. 일반적으로 비만 치료를 위하 여 식사요법과 운동요법에 의존하는 경우가 많다. 운 동요법으로 유산소 운동을 실시하므로 지방을 연소시 켜 체중을 줄이며, 운동의 효과로 혈장 HDL-C의 상 승, TG, TC, 및 LDL-C의 저하 및 고혈압개선에도 효과가 있다고 한다 (일본비만학회, 1996).

일반적으로 웨이트트레이닝은 주로 근력과 근지구 력을 향상시키는 운동이고 유산소 운동은 심폐기능을 향상시키는 운동으로 알려져 있다. 근력, 근지구력, 심 폐기능 모두를 향상시키기 위하여 circuit weight training (이하, CWT)이 이용된다. 즉 웨이트 트레이 닝은 근력 증대에 매우 효과적인 수단이기는 하지만 운동부하가 높기 때문에 발육 발달기에 있는 여고생 들에게 이를 실시하기에는 어려움이 있어서 상대적으 로 운동강도가 약하고 근력, 근지구력, 그리고 심폐지 구력도 동시에 향상시킬 수 있는 CWT에 대한 효과의 검증이 필요하다고 본다.

오수일 (1998)은 비만 여중생을 대상으로 CWT를 실시한 결과 체중은 감소하였으나 유의성이 없었고, 체지방률과 혈청지질은 유의하게 감소했으나, LBM은 유의한 증가를 보였으며, 이충일 (1992)은 CWT를 실 시한 결과 체지방률은 감소했으나 LBM은 유의한 증 가를 나타냈으며, 안정시 심박수가 유의하게 감소하였 다고 각각 보고했다.

또한, Wilmore (1978)는 CWT의 효과가 체력이 낮 은 사람일수록 유산소성 능력과 근력의 효과가 크게 나타나며 여성들에게 적합한 운동형태가 될 수 있음을 제의하였다.

정은숙 (1997)은 8주간 유산소운동을 실시한 결과 안정시 혈청 free radical은 비만군이 유의한 차이로 감소하였고, 안정시 혈청 GSH는 비만군이 유의한 차 이로 증가하였고, GSSG는 비만군이 유의하게 증가하 였다고 보고했다.

본 연구의 목적은 CWT가 운동전후 비만군과 정상 군의 혈청 항산화 작용 (H2O2,․OH, GHS, GSSG, MDA, uric acid)에 어떠한 영향을 미치는지를 구명하 는데 있다.

연구방법 1. 연구대상

본 연구는 P시 D여고생을 대상으로 BMI 27 kg/m² 이상을 비만군 (11명)과 BMI 19∼24kg/m²을 정상군 (11명)으로 신체적 특성은 Table 1과 같다.

2. CWT의 프로그램

12주간 운동강도는 최대반복횟수 (1RM)의 40∼

55%, 운동빈도는 주 3회, 운동시간은 매회 50분간 실 시하였으며, 1 종목은 30초간 가능한 많은 횟수를 정 확히 반복하고, 종목간의 이동은 15초로 하였다. 모든 종목이 끝나면 1 set가 되며, 이것을 휴식시간이 없이 3 set를 하였으며, CWT의 구체적인 내용은 Table 2와 같다.

BMI : body mass index

Values are mean±standard deviation.

Table 1. Physical Characteristics of Subjects

Variables Obese group(n=11) Normal group(n=11)

age (year) 16.91±0.30 16.73±0.47

weight (kg) 71.14±7.78 51.29±5.14

percent body fat (%) 38.19±4.48 24.14±2.80

BMI (kg/m²) 28.43±1.68 20.65±1.09

3. 실험도구 및 측정방법

P대학교 생화학 실험실에서 Fluorescence micro- plate reader FL500 (Bio-TEX Instrument, U.S.A.)을 이용하여 free radical scavenging activity (H2O2․ OH), GSH, GSSG를 측정하였으며, UV/Visible spectrophotometer (Kit UAZYME, Korea)를 이용하 여 uric acid, MDA를 측정하였다.

4. 자료분석

본 실험의 모든 자료처리는 SPSS (version 8.0) program을 이용하여 전산 처리하였다.

1) 운동 전과 운동 후의 각 측정치를 평균값(mean : M), 표준편차 (standard deviation : SD), 평균차이 (diff.) 및 %차이 (% diff.)로 나타내었다.

2) 운동전후 그룹간 비교를 위하여 F 검정, 그룹내 운동전후를 위해 t 검정을 실시하였으며 유의도는 α=

.05수준이다.

결 과

본 연구는 혈청 항산화 작용을 검토하기 위해 안정 시에 H2O2 제거능․OH제거능, GSH, GSSG, MDA 및 uric acid의 변화를 운동전․후 그룹간, 그룹내의 평균 및 평균차이를 분석한 결과는 Table 3과 같다.

Table 3에서 보는 바와 같이 그룹간의 항산화 작용 에는 비만군과 정상군 간의 운동 전과 운동 후에 유의 한 차이가 없었다.

각 group내의 운동전후 평균차이 비교는 ․OH, GSH, Uric acid는 비만군과 정상군 모두 유의하게 변 화하였다. 또한, GSSG는 정상군에서만 유의하게 증가 하였다.

* : 10°decline, ** : 2.8 m

Table 2. Program of CWT During 12 Weeks

Items Min Station Contents Intensity

(% of 1RM)

Weight (range)

Maximal repetition (30sec) warm-up 10 standing stretching &

reinforcement music

main exercise 30

1 bench press 40∼55 14∼18 kg 11∼14

2 half squat 40∼55 13∼16 kg 11∼15

3 chest curl 40∼55 12∼15 kg 11∼14

4 decline sit-ups 40∼55%

RM * 12∼15

5 upright rowing 40∼55 6∼8 kg 13∼16

6 squat thrust 40∼55%

RM 0 11∼13

7 triceps extension 40∼55 5∼7 kg 10∼14

8 rope skipping 40∼55%

RM ** 65∼75

9 dumbbell press 40∼55 6∼8 14∼18

10 bench stepping 30 cm 16∼20

cool-down 10 light exercise

(stretching & massage) music

고 찰

유리기는 산소를 이용하는 모든 생명체에서 정상에 너지 대사과정은 물론 각종 원인에 의해 끊임없이 생 성되므로 생체는 이들 독성을 방어하는 메커니즘을 가 지고 있지만 과격한 운동이나 과식 등으로 에너지대사 의 증가 및 각종 질병의 유발요인으로 작용되어 질병,

노화 및 사망의 주요 원인이 되고 있음이 밝혀지고 있 으며, 또한 산화로 인한 스트레스와 항산화 효소에 관 련된 운동, 식이 및 약물 등의 여러 요소들에 대한 연 구가 동물 실험에서는 활발히 이루어지고 있으나 (김 태운 등, 2000 ; 정해영, 1996 ; Leeuwenburgh 등, 1995 ; Yu, 1996 ; Asuncion, 1996) 사람을 대상으로 하는 연구는 아직 많이 이루어지지 않고 있다.

* : p < .05, ** : p < .01, *** : p < .001, NS: non significant A : obese group, B : normal group,

Values are means±standard deviation %diff = {(post-pre)/pre} ×100

Table 3. The Results of Antioxidant Activity After 12-week CWT in Groups

Variables Test A (n=11) B (n=11) F-value

H2O2

s c a v e n g i n g activity (F/μL/min)

pre post diff.

%diff.

t-value

1680.14±118.40 1757.05±49.61

76.91 4.58 -1.855

1625.32±72.10 1695.77±157.64

70.45 4.33 -1.192

1.034 1.299 0.103

NS

․OH

s c a v e n g i n g activity (F/μL/min)

pre post diff.

%diff.

t-value

2197.41±65.16 2337.77±66.39

140.36 6.39 -5.829***

2193.14±84.60 2331.59±95.22

138.45 6.31 -3.817**

0.005 0.078 0.026

NS

GSH (μM)

pre post diff.

%diff.

t-value

151.70±15.68 134.79±11.10

-16.91 11.15 2.654*

152.17±18.07 129.80±8.49

-22.37 14.70 4.728**

0.210 1.374 0.216

NS

GSSG (μM)

pre post diff.

%diff.

t-value

1722.47±163.33 1834.45±175.26

111.98 6.50 -1.305

1724.68±88.46 1856.49±146.48

131.81 7.64 -2.379*

0.027 2.667 0.908

NS

MDA (μM)

pre post diff.

%diff.

t-value

8.43±2.41 9.49±3.50

1.06 12.57 -0.823

8.25±2.46 8.77±2.60

0.52 6.18 -0.479

0.202 0.803 0.840

NS

Uric acid (μM)

pre post diff.

%diff.

t-value

7.42±4.50 3.27±0.98 -4.15 55.93 3.052*

6.36±3.22 3.07±0.43 -3.29 51.89 3.422**

0.364 0.833 0.192

NS

정은숙 (1997)은 비만 여대생을 8주간 유산소운동을 실시한 결과 안정시 혈청 free radical은 유의한 차이 (p<.01)로 감소하였고, 안정시 혈청 GSH는 유의한 차 이 (p<.01)로 증가하였고, GSSG는 비만군이 유의하게 증가 (p<.001)하였다고 보고했다.

일반적으로 운동을 하면 MDA는 감소하나 Lovlin (1987)은 비훈련군에서 탈진운동 (100% V˙ O2max)을 한 후에만 MDA가 증가되며, 최대운동을 해야 운동성 유리기가 생긴다고 하였다. 이와 같이 연구자마다 다 양한 결과가 나타나는 것은 운동의 형태, 강도, 운동지 속시간, 정서적 스트레스 등의 차이로 인하여 많은 영 향을 받는다고 사료된다. 또한 류현승 (1998)은 자전거 에르고메타로 100% V˙ O2max에서 MDA 수준이 증가 하였고, 40% V˙ O2max에서 감소하였다고 보고하였다.

본 연구에서 MDA가 증대되는 것은 혈중 글루코스 의 증가나 MDA를 부산물로 생성하는 대사계의 활성 화에 기인할 것으로 사료된다. 또 한편으로 항산화력 을 가지고 있는 uric acid가 혈중에서 운동에 의해 두 그룹 모두 현저히 감소하였는데 이는 오히려 운동에 의해 신장 혈류의 배설을 촉진하였을 것으로 추측된 다.

Leeuwenburgh 등 (1995)의 연구에서는 2개월령 수 컷쥐 (25∼28g)를 대상으로 지칠 때까지 수영운동을 시킨 결과 운동으로 인하여 간의 GSH가 유의하게 감 소하였고, 간의 MDA함량수준이 유의하게 증가 (220

∼290%)한 보고와 본 연구가 비슷한 양상이다. 정은 숙 (1997)의 연구와 같이 일반적으로 운동이 GSH와 GSSG는 증가하는데 본 연구에서 GSSG는 증가하였 으나 GSH는 감소한 것은 운동에 따른 지질의 과산화 반응을 억제하기 위해 이용된 것으로 사료된다.

본 연구의 항산화 작용에서 각 그룹내의 운동전후 평균치변화는 비만군의 경우 ․OH제거능은 유의하게 증가하였으나 GSH와 uric acid는 유의하게 감소하였 으며, 정상군의 경우 ․OH제거능과 GSSG는 유의하 게 증가하였으나 GSH와 uric acid는 유의하게 감소하 였다.

결 론

본 연구는 Circuit Weight Training (CWT)이 비만 과 정상의 여고생군의 항산화 작용에 미치는 영향을 구명하기 위하여 P시에 소재한 D여자 고등학교 학생 중 본 연구의 취지와 실험 내용에 동의한 비만군 11 명, 정상군 11명을 BMI로 분류해서, 12주간 CWT를 운동 강도 1RM의 40∼55%, 운동 빈도 주 3회, 운동 시간 50분의 방법으로 실시하였다.

이에 대한 CWT의 효과를 구명하기 위하여 안정시 운동 전․후에 10 mL씩 전주정맥에서 채혈하여 항산 화 작용 6변인을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻 었다.

1) 그룹간 운동 전과 운동 후 평균치 비교에서 유의 한 차가 없었다.

2) 그룹내의 운동전후 평균치 변화는 비만군의 경우 uric acid와 GSH는 유의하게 감소하였으나 ․OH 제 거능은 유의하게 증가하였으며, 정상군의 경우 GSH와 uric acid는 유의하게 감소하였으나 ․OH 제거능과 GSSG는 유의하게 증가하였다.

3) 항산화 작용의 6변인(H2O2제거능, ․OH제거능, GSH, GSSG, MDA, uric acid) 중 운동전후 평균치 변화는 ․OH 제거능, GSH 및 uric acid에서만 두 그 룹 모두 유의한 차가 있었다.

참 고 문 헌

1. 김태운 외 11명: 비만원리와 체중조절법. 부산: 한 글마당, 2000

2. 류현승: 운동강도에 따른 총항산화능과 MDA의 변 화. 서울대학교 대학원 석사학위 논문, 1998 3. 오수일: 저강도 써키트 웨이트 트레이닝이 비만여

중생의 생리적 변인에 미치는 영향. 성균관대학교 대학원 박사학위논문, 1998

4. 이충일: 12주 Circuit Weight Training이 체지방, 심박수 및 근력에 미치는 영향. 한국체육학회지

31:301∼312, 1992

5. 日本肥滿學會: 肥滿症. 日本肥滿學會, 40,

1996

6. 장경태, 박기용, 조한무, 이한경, 김형묵, 안용준:

트레이닝 방법론. 서울: 대한미디어, 1997

7. 정은숙: 에어로빅 운동이 비만 여대생의 신체조성,

심폐기능, 혈청지질 및 항산화물에 미치는 영향.

부산대학교 대학원 박사학위논문, 1997

8. 정해영: 홍삼 총 사포닌의 항산화 작용 기전. 생명 과학회지 6(1), 1996

9. Alessio, HM: Exercise induced oxidative stress.

Med Sci Sports Exerc 25:218∼224, 1993

tion correlates with age-associated oxidative damage to mitochondrial DNA, FASEB J 10:

333∼338, 1996

11. Chandon KS: Oxidants and antioxidants in

exercise. J Appl Physiol 79:675∼686, 1995

poisonous an introduction to oxygen toxicity and free radicals. In free radicals in biology and medicine, 2nd Ed. Clarendon Press, Oxford, 1989

13. Jekin RR and Goldfarb A: Introduction : oxidant

stress, aging, and exercise. Med Sci Sports Exerc 25:210∼212, 1993

14. Leeuwenburgh C and Ji LL: Glutathione

depletion in rested and exercise mice : biochemical consequence and adaptation. Arch Biochem Biophys 316:941∼949, 1995

15. Lovlin R., Cottle W, Pyke I, Kavanagh M and Belcastro N: Are induces of free radical damage

related to exercise intensity. Eur J Appl Physiol 56:313∼316, 1987

16. McArdle WD, Katch FI and Katch VL: Exercise

physiology. Williams & Wilkins. 447, 1996

antioxidants. A review. Int J of Sports Nutrition 3:356∼375, 1993

18. Wilmore JH and Costill DL: Physiology of

sports and exercise. Human Kinetics Publishers.

1994

19. Wilmore TH: Physiological alternatives con-

sequenc to circuit weight training. Med Sports Exerc 10:79∼84, 1978

20. Yu BP: Aging and Oxidative stress : Modulation

by dietary restriction. Free Rad Bio Med 21:

651∼668, 1996