최근 들어 국내 대기오염 증가에 따른 사회·경제적 손실이 증가되고 있으며, 그중 특히 미세먼지는 국내 오염원 배출뿐만 아니라 주변국의 영향으로 그 심각성이 점점 증가하고 있다. 대기 중 미세먼지 발생으로 인해 생활체육, 레저 활동 등이 제한되며, 청소년기 학생들에 있어서는 야외 신체활동 및 학교 체육수업의 위축을 초래하고 있다. 하지만 미세먼지 흡입에 따른 다각적인 생체 영향 평가가 요구됨에도 불구하고 특히, 운동 중 미세먼지 과흡입에 따른 실험연구는 현재 검증된 실험 장비 및 모델이 없어 현실적으로 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 본 연구를 통해 운동 중 미세먼지 과흡입으로 인한 마우스 in vivo 실험모델(미세먼지 운동 챔버)을 최초 구축하였으며 이를 마우스 모델을 이용하여 검증하였다. 또한, 운동 중 미세먼지 노출에 따른 마우스의 뇌에서 미토콘드리아 자가포식에 미치는 영향을 mt-Keima 마우스를 이용하여 검증하였다. 그 결과, 미세먼지 챔버 내 운동 프로그램 실험 모델의 유효성을 확인할 수 있었으며, 이를 활용하여 향후 다양한 조건에서의 미세먼지 생체 바이오마커 발굴의 가능성을 확보하였다. 향후 본 연구 장비를 활용한 생체 바이오마커의 발굴은 임상 연구로의 연계 적용이 가능해지며, 이는 미세먼지 농도에 따른 학교체육 시행 기준에 대한 과학적 근거를 제시하는 등 활용가치가 높을 것으로 사료된다.

Recently, due to the increase in domestic air pollution, socio-economic losses are increasing, and among them, not only domestic pollution but also the influence of neighboring countries seem to be making the problems of particulate matters(PM) more worsen. The negative effect on the human body due to the increase in the concentration of PM causes limitations in physical activities, including sports and physical education classes. Despite a multifaceted study of the pathology caused by inhalation of fine dust, studies on risk assessment for over-inhalation of fine dust during exercise are lack due to the absence of proper experimental equipment. Thus, this study was designed to establish in vivo exercise program in the PM chamber and verify the systems by testing the effect of PM during exercise on mitochondrial homeostasis in the mouse brain. This study confirmed the feasibility of the experimental model of the exercise intervention in the PM chamber developed in this study for the first time and it would be excepted to provide guidelines for physical education classes in relate to the PM in school in the future.