저항성 운동이 제2형 당뇨 쥐 고환조직의 항산화 효소 및 GLUT8 발현에 미치는 영향

Effects of Resistance Exercise Training on Antioxidant Enzyme and GLUT 8 Expression in Testes of Type 2 Diabetic Rats

Article information

Exerc Sci. 2017;26(4):288-294
Publication date (electronic) : 2017 November 30
doi : https://doi.org/10.15857/ksep.2017.26.4.288
1Department of Sports Science, Hannam University, Daejeon, Korea
2Institute of Sports Medicine, Hannam Unniversity, Daejeon, Korea
안승원1, 박세환2, 윤진환,1
1한남대학교 생활체육학과
2한남대학교 스포츠의학
Corresponding author: Jin-Hwan Yoon Tel +82-42-629-7990 Fax +82-42-629-7973 E-mail yoonjh@hnu.kr
*

이 논문은 안승원(한남대학교)의 석사학위 논문을 수정보완한 것임.

Received 2017 November 1; Revised 2017 November 20; Accepted 2017 November 22.

Trans Abstract

PURPOSE

This study was performed to examine the effects of resistance exercise training on antioxidant enzymes activity and GLUT 8 expression in testis of OLETF rats.

METHODS

At 30 weeks of age the male OLETF rats were divided into three groups: control group (LETO, n=8), diabetes group (OLETF, n=8), and exercise group (OLETF+RE, n=8). The exercise group was conducted to climb a 180 cm vertical (80 degree incline) ladder with weight secured to their tails. For 8 weeks, the rats performed 5 days per week which is gradual ladder climbing exercise. First week, the rats were familiarized with climbing up to the top cage without weight on their tails. After one week of adaptation, training session were commenced with intensity at 30% of each rat’s body weight; angling weight used attached to the tail with a plastic hairclip and string.

RESULTS

The results of this study was following; Antioxidant enzymes were significantly differenced by resistance exercise training. In testes of exercise group, SOD/CAT/GPX were significantly higher than those in the diabetes group (p<.05). Also, GLUT 8 expression of testes was significantly increased in exercise group compared with diabetes group (p<.05).

CONCLUSIONS

Theses results suggest that resistance exercise in early stage of diabetes can improve antioxidant enzymes activity in testes tissue. Also, it positively affects glucose metabolism through increase GLUT 8 expression. Therefore, regular exercise may be an efficient strategy for male reproductive health.

서 론

당뇨병은 고혈당을 특징으로 하는 만성적 대사장애로, 최근 현대사회에서 급속한 유병률을 보이며 개인의 건강을 위협하고 있다. 건강에 대한 당뇨병의 위협은 남성 생식계통에도 지대한 영향을 미칠 수 있으며[1], 당뇨병은 테스토스테론 수치 및 정세관 지름 감소와 비정상적인 정자 및 불임의 증가와 같은 남성 생식기능 관련 합병증을 초래한다. 이는 고혈당으로 유도된 산화스트레스에 기인한 고환의 스테로이드 생성 및 정자 형성의 기능장애와도 관련된다[2].

산화스트레스는 각 기관 및 조직의 정상적 기능을 저하시켜 다양한 합병증을 초래하며, 각종 질환에서 세포사멸을 촉진하는 병태생리학적 과정으로 간주된다[3]. 특히, 고환 조직이 산화스트레스에 매우 민감한 조직[4]임을 감안할 때 당뇨병의 병적 진행 상태는 고환의 손상을 더욱 가속화시킬 수 있다. 이로 인한 고환조직의 손상은 결국 정자 운동성, 정자 농도 및 수와 밀접한 관계를 지니며 정자의 질적 요인 악화를 초래하게 된다[5].

생체 시스템 내에서 ROS는 상반된 역할을 하는데, 낮은 수준의 ROS는 감염성 인자에 대한 방어역할을 함으로써, 다양한 세포 신호 전달 경로의 활성을 촉진한다. 반면, 자유라디칼(free radical)의 생성이 세포의 중화능력을 초과하면 산화스트레스가 발생하며 이는 곧 산화적 손상에 의한 세포사멸을 초래할 수 있다. 고환 조직은 고도불포화지방산 함량이 풍부하고 항산화 방어력이 낮기 때문에 단백질, 지질과 산화 및 DNA 손상을 발생시키는 ROS에 취약하다. ROS 생성에 따른 고환의 손상은 수정능 획득 실패, 난자와 정자의 융합 감소 등 정자 기능에 부정적 영향을 미친다[6-8].

반면 선행연구에서 체내 항산화 시스템의 강화가 당뇨병과 관련된 합병증의 발생을 완화시킬 수 있음이 제기되었고, 규칙적인 운동을 통한 항산화효소 활성 및 산화 손상에 대한 보호 작용 효과는 일반적인 견해라 할 수 있다[9]. 특히 고환 조직에 대한 운동의 효과성 연구에서, 규칙적인 운동이 노화 쥐 고환의 항산화 활동을 상향조절하는 요인일뿐만 아니라, 만성적인 에탈올 섭취로 유도된 고환의 산화적 손상을 완화시키는 효과적인 전략으로 보고된 바 있다[10,11]. 운동은 산화스트레스 관련 질병의 발병률을 감소시키는 것으로 입증되고 있으며, 활발한 신체활동 및 운동의 실천은 병태생리학적 과정과 생물학적 변화에 긍정적 영향을 미치는 요인으로써, total antioxidant status 활성을 유도할 수 있다[12].

당(glucose)은 생식 기능에 대한 주 에너지원으로, 고환 조직 세포에서 정상적인 당 섭취 및 대사(metabolism)는 남성의 정상적인 생식기능에 중요하다[13]. 반면, 당뇨병에 유도된 산화스트레스는 고환 생식 세포로의 당 수송을 방해한다. 비정상적 당 대사는 고환 특이적 당 수송체(glucose transporter) 발현 감소와 연관되며, 이는 남성 생식능력저하와 테스토스테론 및 부고환 분비물의 생체 이용률 감소를 통해 정자 생성에 악영향을 미친다[14].

GLUT 8은 설치류와 사람의 고환조직과 정자세포에서 높은 발현을 보이는 당 수송체 중 하나로, 뇌, 간, 심장, 골격근 및 지방조직 등에서도 일부 발현된다. GLUT 8과 생식세포 발달 및 정자 형성의 연관성은 제기되고 있는데 선행연구에 따르면, 정상적인 정자 기능과 정자 형성은 GLUT 8을 통한 당 흡수에 영향을 받으며[15], 또한 GLUT 8의 결핍은 정자 미토콘드리아 손상에 인한 정자 운동성을 감소시키는 것으로 보고되었다[16]. 따라서 GLUT 8은 정자의 에너지 대사 조절에 중요한 인자로 판단된다. 운동은 각 조직의 당 수송체 발현에 직접적으로 관여하고, 당 흡수를 촉진함으로써 인슐린 감수성을 향상시키는 비약물적 치료 전략으로 인식되어 왔다. 특히 남성 생식기능에 대한 운동의 효과 연구에서 규칙적인 유산소 운동은 당뇨병 환자의 정자 농도와 운동성 및 정상 정자의 비율을 증가시킬 뿐만 아니라, 비만 환자의 정자 질 개선과 생식관련 호르몬의 수치를 향상시키는 것으로 보고되었다[17,18].

이처럼 남성 생식기능에 대한 운동의 긍정적 효과는 입증되고 있으나, 대부분의 선행 연구는 유산소성 운동을 통한 정자 매개변수 개선 및 호르몬 분비 양상에 국한되어 있다. 남성의 전반적인 생식기능에 대한 고환의 역할, 그리고 당뇨병과 남성 불임의 밀접한 연관성을 감안할때, 고환 조직을 target으로 한 연구는 필요하리라 생각된다. 따라서 본 연구는 8주간의 저항성 운동 중재가 당뇨 모델 고환 조직에서 항산화 효소 활성 및 특이적 당 수송체 GLUT 8 발현에 미치는 영향을 규명하고자 하였다.

연구 방법

1. 실험동물 및 식이방법

실험동물은 8주령의 수컷 Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF)와 Long-Evans Tokushima Otsuka (LETO)를 일본 오츠카 제약회사로부터 구입하였다. OLETF rat은 시상하부의 CCK 수용체 결함으로 인하여 16-24주령 사이에 식욕이 증가하고 지방 축적이 나타나 유전적 비만 및 제2형 당뇨모델로 사용되고 있다. 그룹 분류는 무작위 표본 추출법을 이용하여 통제군(LETO-Con, n =8), 당뇨군(OLETFCon, n=8), 당뇨+운동군(OLETF-Ex, n= 8)으로 배정하였다. 사육실의 온도는 21±1˚C, 습도는 55 ±8%로 유지시키고, 명암은 12시간(07:00-19:00) 주기가 조절되는 환경을 조성하고, 식이는 전 실험기간 동안 고형사료와 물을 충분히 섭취하도록 하였다. 이 연구는 동물윤리위원회의 승인(HNU2016-16)을 받았으며, 윤리 규정에 의거하여 실험기간에 동물의 고통 및 불편을 최소화시키기 위해 노력하였다.

2. 연구절차

1) 저항성 운동(ladder climbing)

운동방법은 30주령을 기점으로 1주간의 적응기를 거친 후 ladder climbing 실시하였다. 본 연구에서 실시한 저항성 운동은 Lee et al. [19]의 경사면 사다리 오르기 운동을 실험실 환경에 맞게 수정한 선행연구[20]를 토대로 실시하였다. 길이 약 180 cm, 간격 1.5 cm의 철제 사다리를 80˚ 경사로 설치하고 각 동물의 꼬리에 무게부하를 주어 경사도를 반복적으로 오르는 운동을 8주간 실시하였다(주 5회, 1일 반복횟수 8회). 동일한 운동량 설정을 위해 각 개체별 최대부하강도(repetition maximum: 1RM)를 측정하여 부하에 반영하였다. 본 연구에서 운동강도에 따른 운동방법은 Table 1과 같다.

Resistance exercise training protocol

2) 조직시료의 준비

실험 종료 후 12시간 이상 공복상태에서 Zoletil 50 (10 mg/kg, i.p.; Vibac Laboratories, Carros, France)을 이용하여 마취한 후 고환조직을 추출하였다. 조직 적출 후 증류수를 이용하여 혈액을 완전히 제거하고 dry ice-isopentane 용액으로 급속 동결시킨 후 분석 전까지 -80˚C에 보관하였다[21].

3) Western blotting

Gel상의 단백질을 semidry blotting system (Trana-blot SD, Bio-rad)에서 15 mM Tris-glycine buffer (190 mM glycine, 50 mM Tris-base, 0.05% SDS, 20% methanol)를 사용하여 65 V에서 90분 동안 nitrocellulose membrane에 transfer 하였다. Membrane을 5% BSA/TBS에 넣고 1시간 동안 blocking 시킨 다음 TBS용액에서 10분간 3회 세척한 후, 0.5% BSA/TBS를 사용하여 1:1,000, 1:2,000으로 희석한 primary antibody (GLUT 8, abcam; SOD1, santacruz; GPx, abcam; CAT, abcam)에 membrane을 넣고 cold room에서 overnight 하였다. 다음날 TBS용액으로 10분간 3회 세척하여 membrane에 결합하지 않은 1차 항체를 씻어주었다. Secondary antibody (anti-rabbit IgR)를 0.5% BSA/TBS를 사용하여 1:3,000으로 희석시킨 용액에 membrane을 넣고 1시간 동안 shacking 시킨 후 항원과 결합하지 않은 2차 항체를 TBS용액으로 10분간씩 3회 세척하였다. ECL detection reagent를 이용하여 Hyperfilm에 현상하고 스캔한 후, 이미지 분석 프로그램 Image J를 이용하여 산출하였다[21].

3. 자료처리방법

측정된 모든 자료는 SPSS version 23을 이용하여 각 집단의 평균 및 표준편차(Mean ±SD)를 산출하였다. 종속변인에 대한 집단 간 차이는 일원변량분석(one-way analysis of variance; ANOVA)을 이용하였다. 사후검정은 Duncan의 방법을 실시하였으며, 이때 통계적 유의수준은 α=.05로 설정하였다.

연구 결과

1. 고환 조직 항산화 효소 발현

8주간 저항성 운동 중재 후 고환 조직 내 항산화효소 발현을 비교분석한 결과는 Fig. 1과 같다. 고환 조직 내 SOD, CAT, GPx 발현은 집단 간 유의한 차이가 나타났으며(p <.05), 사후검증을 실시한 결과, SOD, CAT, GPx 발현은 통제군(LE-C)> 운동군(OL-EX)>당뇨군(OLC) 순으로 높은 발현을 나타내었다.

Fig. 1.

Comparison antioxidant enzymes expression in testes.

abcDifferent lettes in the same column represent significantly among the groups at p< .05.

2. 고환 조직 내 GLUT 8 발현

8주간 저항성 운동 중재 후 고환 조직 내 GLUT 8 발현을 비교 분석한 결과는 Fig. 2와 같이 집단 간 유의한 차이가 나타났다(p<.05). 사후검증 결과, 통제군(LE-C)> 운동군(OLEX)>당뇨군(OL-C) 순으로 유의한 차이를 보이며 높은 발현을 나타내었다.

Fig. 2.

Comparison of GLUT 8 expression in testes.

abcDifferent lettes in the same column represent significantly among the groups at p< .05

논 의

제2형 당뇨병은 인슐린 저항성과 전신대사 장애를 특징으로 하는 가장 흔한 유형으로, 당뇨로 유도된 만성적 고혈당 및 증가된 산화스트레스는 다양한 합병증을 야기한다. 특히, 당뇨병과 관련된 산화스트레스는 남성 생식세포 계열의 DNA 손상과 밀접한 관련성을 지닌다. 당뇨병 환자가 정상인과 비교하여 정자 DNA 손상 수치가 증가[22]됨을 감안할 때, 남성 생식계에서 당뇨병, 산화스트레스 그리고 DNA 손상 간의 연관성은 매우 높다고 할 수 있다.

당뇨병을 지닌 불임 남성은 ROS의 과생성과 항산화방어체계의 저하로 인해 비정상적인 정자를 생성한다. 이에 대해, Adewoyin et al. [23]은 천연 항산화 물질의 섭취는 남성 생식 건강을 위한 중요한 요인이지만, 규칙적인 운동, 건강한 생활습관 등과 같은 행동적 요인이 동반되어야 함을 제안하였다. 운동은 산화스트레스에 의한 조직 손상의 감소는 물론이거니와 조직 성장(growth), remodeling, 재생(regeneration), 혈관재생(revascularization) 등에 긍정적 영향을 미칠 수 있다[24,25]. 규칙적인 운동은 산화스트레스에 의한 독성(toxicity)으로부터 남성 생식기능을 보호할 수 있고, 고환 조직에서 활성산소를 제거함으로써 산화적 손상의 예방 및 항산화효소 활성 증가를 통한 지질 과산화를 억제한다[26]. 고강도의 유산소성 운동은 체내 ROS 생성을 증가시키지만, 항산화효소 및 DNA repair 효소의 높은 활성으로 인해 산화스트레스에 더 효율적으로 대처할 수 있다[27]. 특히, 규칙적인 유산소 운동은 고환 조직에서 향상된 항산화방어를 통해 산화스트레스를 감소시켜 Leydig cell 손상을 보호함으로써 남성 생식계에 긍정적 영향을 미칠 수 있다[28]. Hajizadeh Maleki & Tartibian [29]은 24주간의 복합운동이 불임 남성의 정액에서 전염증성인자(IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α)와 산화스트레스(ROS, MDA, 8-Isoprostane)를 감소시킬 수 있음을 보고하였다. 또한 규칙적인 복합운동이 항산화효소(SOD, CAT) 활성을 유의하게 증가시킴을 확인하였다. Zhao et al. [30]은 운동이 고환 조직에서 세포 항산화 전사 조절인자 Nrf 2 (nuclear factor erythroid 2-related factor)의 발현 및 활성을 증가시킬 수 있고, 염증 분자 매개 인자인 NFkB (nuclear factor kappa beta)의 발현 및 활성을 감소시킨다고 하였다. 본 연구 결과에서도 이상의 선행 연구와 유사한 경향을 나타내었는데, 8주간의 저항성 운동 중재 후 운동군(OL-EX)은 당뇨군(OL-C)과 비교하여 고환 조직에서 Fig. 1과 같이 항산화효소 SOD1, CAT, GPx 발현이 유의하게 증가되었다. 이러한 결과는 일회성 운동은 고환 조직 내 SOD, CAT, GST 및 GPx 등의 주요 항산화효소 활동 수준을 감소시킬 수 있으나, 적정 강도의 규칙적인 운동이 항산화효소 상향조절에 긍정적으로 관여할 수 있다는 연구와[4], 8주간의 저항성 운동이 설치류의 고환에서 SOD 활성을 유의하게 증가시킨다고 보고한 선행연구[31]를 지지할 수 있으리라 생각된다. 다만, 증가된 항산화효소의 발현을 당뇨로 유도된 고환 손상의 전반적인 개선에 대한 독립적인 인자로 확신할 순 없지만, 장기간 운동에 따른 항산화효소, 염증 및 산화스트레스 상태의 변화는 고환 손상을 방지함으로써 정액 매개변수, 정자 DNA integrity의 개선에 일부 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

당뇨병은 시상하부-뇌하수체-고환축(hypothalam us-pituitary testicles axis, HPT)의 장애를 초래하고 남성 생식 건강을 악화시킨다. 제2형 당뇨병에서 나타나는 내분비 장애는 고환 조직의 에너지 대사 및 생식기능을 방해할 수 있고[32], 고환 내 변화된 대사는 남성 생식능력(fertility) 감소와 높은 상관을 보이는 것으로 알려져 있다[33]. 당뇨병 상태에서 GLUT isoform의 특정 기능은 감소될 수 있으며, 이들의 발현 감소 및 기능 장애는 인슐린 저항성을 더욱 가속화시키고 조직 및 기관의 정상적 기능을 방해한다[34]. 당뇨병은 혈액고환장벽(bloodtestis barrier, BTB)의 구조적이고 기능적 변화를 초래한다. 다른 혈액조직장벽(blood-tissue barrier)과 마찬가지로 BTB를 통한 포도당 수송은 정상적인 정자 형성을 위한 필수적 과정이다. BTB의 주성분인 SCs (Sertoli cells)에서는 GLUT 1, 2, 3, 8이 발현된다[35,36]. 하지만 확인된 모든 당 수송체가 동일한 방식으로 조직으로의 당 수송에 기여하는 것은 아니다. 선행연구에 따르면, 정자 질, 수정 능력에 관여하는 당 수송체 GLUT 1, 3, 5의 발현은 당뇨병 조건하에서 특이적인 변화가 없는 반면, GLUT 8, 9는 유의하게 감소되는 것으로 나타났다[15,37]. 이에 본 연구에서 8주간의 저항성 운동에 따른 고환 내 GLUT 8 발현을 비교 분석한 결과, 운동군(OL-EX)은 당뇨군(OL-C)에 비하여 통계적 유의차를 보이며 높은 발현량을 나타내었다. Palmer et al. [38]은 고환 및 정자에서 당 이용률이 높을수록 정자의 수정능력이 개선될 수 있음을 제기하였다. 또한, 당 내성(glucose tolerance)은 정자 기능의 중요한 지표로써, DNA 손상 정자 및 무수정능 정자와 양의상관을 지니는 반면 정상 형태 정자 비율과는 음의 상관을 나타낸다고 하였다. 이러한 선행 연구에 비추어 볼 때, 본 연구에서 나타난 고환 조직의 GLUT 8의 증가된 발현은 당뇨병 상태에서 정자의 전반적 질 개선에 긍정적 영향을 미칠 수 있으리라 판단된다.

아직까지 고환조직에서 운동으로 유도된 GLUT 8 발현 양상을 보고한 연구는 희소한 실정이므로 이에 대한 좀 더 구체적인 논의는 제한적이다. 하지만 운동이 당뇨병 상태에서 각 조직의 정상적 기능 회복에 기여하는 다양한 당 수송체 발현에 대한 긍정적 효과는 이미 잘 알려져 있다. GLUT 8은 고환조직 Leydig cells뿐만 아니라 세정관 및 정자의 선체(acrosome)와 중부(midpiece)에서도 발현됨을 감안할 때, 규칙적인 운동을 통한 GLUT 8 발현 증가는 정상적인 정자의 생리적 반응 및 기능에 긍정적 영향을 미칠 수 있으리라 생각된다.

다만 운동으로 유도된 고환 조직 내 protein 및 proteome 수준의 긍정적 변화에 대한 연구는 여전히 부족한 상황이며, 고환 조직에 대한 임상적 연구는 더욱 많은 제한적 요소가 따름으로 아직까지는 설치류를 대상으로 한 심층적인 연구가 더 필요한 실정이다[39]. 따라서 본 연구는 남성 생식계통 기능저하와 관련된 인자들의 변화에 대한 운동의 효과성을 규명함에 있어 기초적인 자료를 제공하는 데 의의가 있다고 판단된다.

결 론

규칙적인 저항성 운동은 고환 조직에서 항산화계 활성 및 당 수송체 발현 증가에 기여할 수 있고, 이는 당뇨로 유도되는 남성 생식계통의 기능저하에 긍정적 영향을 미칠 것으로 생각된다.

References

1. Amaral S, Moreno AJ, Santos MS, Seiça R, Ramalho-Santos J. Effects of hyperglycemia on sperm and testicular cells of Goto-Kakizaki and streptozotocin-treated rat models for diabetes. Theriogenology 2006;66(9):2056–2067.
2. Liu H, Lin S, Lv Q, Yang Q, Wu G, et al. Taurine Recovers Testicular Steroidogenesis and Spermatogenesis in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. Advances in Experimental Medicine and Biology 2017;975:801–811.
3. Kaur S, Saluja M, Bansal MP. Bisphenol A induced oxidative stress and apoptosis in mice testes: Modulation by selenium. Andrologia 2017;doi:10.1111/and.12834.
4. Aitken RJ, Roman SD. Antioxidant systems and oxidative stress in the testes. Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2008;1(1):15–24.
5. Amaral S, Oliveira PJ, Ramalho-Santos J. Diabetes and the impairment of reproductive function: possible role of mitochondria and reactive oxygen species. Current Diabetes Reviews 2008;4(1):46–54.
6. Dröge W. Free radicals in the physiological control of cell function. Physiology Reviews 2002;82(1):47–95.
7. Romeo C, Santoro G. Free radicals in adolescent varicocele testis. Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2014;912878. doi: 10.1155/2014/912878.
8. Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MT, Mazur M, et al. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. International Journal of Biochemistry Cell Biology 2007;39(1):44–84.
9. Goon JA, Aini AH, Musalmah M, Anum MY, Nazaimoon WM, et al. Effect of Tai Chi exercise on DNA damage, antioxidant enzymes, and oxidative stress in middle-age adults. Journal of Physical Activity Health 2009;6(1):43–54.
10. Somani SM, Husain K. Exercise training alters kinetics of antioxidant enzymes in rat tissues. Biochemistry Molecular Biology International 1996;38(3):587–595.
11. Husain K, Somani SM. Interaction of exercise training and chronic ethanol ingestion on testicular antioxidant system in rat. Journal of Applied Toxicology 1998;18(6):421–429.
12. Mendoza-Núñez VM, Hernández-Monjaraz B, Santiago-Osorio E, Betancourt-Rule JM, Ruiz-Ramos M. Tai Chi exercise increases SOD activity and total antioxidant status in saliva and is linked to an improvement of periodontal disease in the elderly. Oxidative Medicine Cellular Longevity 2014;2014:603853. doi:10.1155/2014/603853.
13. Gómez O, Romero A, Terrado J, Mesonero JE. Differential expression of glucose transporter GLUT 8 during mouse spermatogenesis. Reproduction 2006;131(1):63–70.
14. Ding GL, Liu Y, Liu ME, Pan JX, Guo MX, et al. The effects of diabetes on male fertility and epigenetic regulation during spermatogenesis. Asian Journal of Andrology 2015;17(6):948–953. doi:10.4103/1008-682X.150844.
15. Kim ST, Moley KH. The expression of GLUT 8, GLUT 9a, and GLUT 9b in the mouse testis and sperm. Reproductive Sciences 2007;14(5):445–455.
16. Gawlik V, Schmidt S, Scheepers A, Wennemuth G, Augustin R, et al. Targeted disruption of Slc2a8 (GLUT 8) reduces motility and mitochondrial potential of spermatozoa. Molecular Membrane Biology 2008;25(3):224–235.
17. Rosety-Rodriguez M, Rosety JM, Fornieles G, Rosety MA, Diaz AJ, et al. Home-based treadmill training improved seminal quality in adults with type 2 diabetes. Actas Urologicas Espanolas 2014;38(9):589–593.
18. Rosety MÁ, Díaz AJ, Rosety JM, Pery MT, Brenes-Martín F, et al. Exercise improved semen quality and reproductive hormone levels in sedentary obese adults. Nutriction Hospitalaris 2017;34(3):603–607.
19. Lee S, Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP. Viral expression of insulinlike growth factor-I enhances muscle hypertrophy in resistance-trained rats. Journal of Applied Physiology (1985) 2004;96(3):1097–1104.
20. Yoo IM, Yoon JH, Park SH. Effects of Resistance Exercise on GLUT-2 Expression of Liver and Inflammatory Markers of Skeletal Muscle in Diabetic Rats. The Korean Journal of Physical Education 2017;56(5):705–714.
21. Yoon JH, Park SH, Hyun KS. Effects of Treadmill Exercise on Blood Testosterone, Sperm Motility and Catsper 1, 2 Expression of Testis in Male Rats. The Korean Journal of Physical Education 2017;56(2):527–539.
22. Agbaje IM, Rogers DA, McVicar CM, McClure N, Atkinson AB, et al. Insulin dependant diabetes mellitus: implications for male reproductive function. Human Reproduction 2007;22(7):1871–1877.
23. Adewoyin M, Ibrahim M, Roszaman R, Isa MLM, Alewi NAM, et al. Male Infertility: The Effect of Natural Antioxidants and Phytocompounds on Seminal Oxidative Stress. Diseases 2017;5(1):9. doi:10.3390/diseases5010009.
24. Baker JM, De Lisio M, Parise G. Endurance exercise training promotes medullary hematopoiesis. FASEB Journal 2011;25(12):4348–4357.
25. Boveris A, Navarro A. Systemic and mitochondrial adaptive responses to moderate exercise in rodents. Free Radical Biology Medicine 2008;44(2):224–229.
26. Aksoy Y, Yapanoğlu T, Aksoy H, Demircan B, Oztaşan N, et al. Effects of endurance training on antioxidant defense mechanisms and lipid peroxidation in testis of rats. Archives of Andrology 2006;52(4):319–323.
27. Tweedie C, Romestaing C, Burelle Y, Safdar A, Tarnopolsky MA, et al. Lower oxidative DNA damage despite greater ROS production in muscles from rats selectively bred for high running capacity. American Journal of Physiology 2011;300(3):544–553.
28. Chigurupati S, Son TG, Hyun DH, Lathia JD, Mughal MR, et al. Lifelong running reduces oxidative stress and degenerative changes in the testes of mice. Journal of Endocrinology 2008;199(2):333–341.
29. Hajizadeh Maleki B, Tartibian B. Combined aerobic and resistance exercise training for improving reproductive function in infertile men: a randomized controlled trial. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism 2017. doi: 10.1139/apnm-2017-0249. [Epub ahead of print].
30. Zhao X, Bian Y, Sun Y, Li L, Wang L, et al. Effects of moderate exercise over different phases on age-related physiological dysfunction in testes of SAMP8 mice. Experimental Gerontology 2013;48(9):869–880.
31. Lee HY, Kim KL, Park SH, Baek KA, Yoon JH, et al. Effects of resistance exercise on antioxidant enzymes of testis tissue, sperm motility, blood testosterone in rats. Korean Journal of Physical Education 2015;54(3):511–519.
32. Martins AD, Alves MG, Simões VL, Dias TR, Rato L, et al. Control of Sertoli cell metabolism by sex steroid hormones is mediated through modulation in glycolysis-related transporters and enzymes. Cell Tissue Research 2013;354(3):861–868.
33. Alves MG, Martins AD, Cavaco JE, Socorro S, Oliveira PF. Diabetes, insulin-mediated glucose metabolism and Sertoli/blood-testis barrier function. Tissue Barriers 2013;1(2)e23992.
34. Ren ZQ, Zhang PB, Zhang XZ, Chen SK, Zhang H, et al. Duodenaljejunal exclusion improves insulin resistance in type 2 diabetic rats by upregulating the hepatic insulin signaling pathway. Nutrition 2015;31(5):733–739.
35. Carosa E, Radico C, Giansante N, Rossi S, D’Adamo F, et al. Ontogenetic profile and thyroid hormone regulation of type-1 and type-8 glucose transporters in rat Sertoli cells. International Journal of Andrology 2005;28(2):99–106.
36. Galardo MN, Riera MF, Pellizzari EH, Chemes HE, Venara MC, et al. Regulation of expression of Sertoli cell glucose transporters 1 and 3 by FSH, IL1 beta, and bFGF at two different time-points in pubertal development. Cell Tissue Research 2008;334(2):295–304.
37. Kim ST, Moley KH. Paternal effect on embryo quality in diabetic mice is related to poor sperm quality and associated with decreased glucose transporter expression. Reproduction 2008;136(3):313–322.
38. Palmer NO, Bakos HW, Owens JA, Setchell BP, Lane M. Diet and exercise in an obese mouse fed a high-fat diet improve metabolic health and reverse perturbed sperm function. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism 2012;302(7):768–780.
39. Gomes M, Freitas MJ, Fardilha M. Physical Activity, Exercise, and Mammalian Testis Function: Emerging Preclinical Protein Biomarker and Integrative Biology Insights. OMICS: Journal of integrative biology 2015;19(9):499–511.

Article information Continued

Fig. 1.

Comparison antioxidant enzymes expression in testes.

abcDifferent lettes in the same column represent significantly among the groups at p< .05.

Fig. 2.

Comparison of GLUT 8 expression in testes.

abcDifferent lettes in the same column represent significantly among the groups at p< .05

Table 1.

Resistance exercise training protocol

Steps Loading weight (% 1RM)
1  50 % 1RM
2  75 % 1RM
3  90 % 1RM
4  100 % 1RM
5  100 % 1RM+30 g
6  100 % 1RM+60 g
7  100 % 1RM+90 g
8  100 % 1RM+120 g