이 연구는 프로바이오틱스 섭취와 운동강도가 수컷 새끼생쥐에게 미치는 영향을 운동능력 및 신체적 성장, 뇌 내 면역물질 및 흥분과 억제의 균형 유지와 변화의 측면에서 분석하였다. 이를 위해 수컷 생쥐(n=104)를 비섭취비운동집단(NN), 비섭취중강도운동집단(NM), 비섭취고강도운동집단(NH), 섭취비운동집단(PN), 섭취중강도운동집단(PM), 섭취고강도운동집단(PH)으로 구분하였고 5주간 섭취집단에게 프로바이오틱스를 처치하고 4주간 강도별 트레드밀운동을 주당 3~4회 실시하였다. 자료처리에 있어서, 이 연구에서는 SPSS version 21.0을 이용하여 실험대상의 동질성 검증을 실시하였고 집단 간 운동능력, Cytokine, GABA, Glutamate, 체중 등의 프로바이오틱스 섭취 유무와 운동강도의 상호작용을 분석하기 위해 Two-way ANOVA를 실시하였고, 운동강도에 따른 집단 간 차이를 분석하기 위해 One-way ANOVA를 실시하였으며, 프로바이오틱스 섭취 유무에 따른 차이를 분석하기 위해 Independent t-test를 사용하여 변인 간의 차이를 검증한 결과 다음과 같이 나타났다.
첫째, 프로바이오틱스 섭취 유무에 따른 로타로드 테스트의 분석결과 Δ지구력(가속모드) 및 Δ협응력(정속모드)에서 프로바이오틱스 섭취집단의 향상도가 프로바이오틱스 비섭취 집단 보다 더 높게 나타났다(p<.01, p<.001).
버티컬그리드 테스트의 분석결과 Δ상행시간에서 프로바이오틱스 섭취집단의 향상도가 프로바이오틱스 비섭취 집단 보다 더 높게 나타났다(p<.01). Δ회전시간에서 프로바이오틱스 섭취집단의 향상도가 프로바이오틱스 비섭취 집단 보다 더 높게 나타났다(p<.001).
뇌 내 Cytokine 양의 분석결과 IL-1β에서 프로바이오틱스 섭취집단이 프로바이오틱스 비섭취 집단 보다 더 낮게 나타났다(p<.05). TNF-α에서 프로바이오틱스 섭취집단이 프로바이오틱스 비섭취 집단 보다 더 낮게 나타났다(p<.05).
GABA 및 Glutamate의 양을 분석한 결과, GABA는 프로바이오틱스 섭취집단이 프로바이오틱스 비섭취 집단 보다 더 높게 나타났고(p<.001), Glutamate도 프로바이오틱스 섭취집단이 프로바이오틱스 비섭취 집단 보다 더 높게 나타났다(p<.05).
둘째, 운동강도에 따른 로타로드 테스트의 분석결과 Δ지구력(가속모드)의 경우고강도 운동집단의 향상도가 비 운동집단에 비해 더 높게 나타났다(p<.05). 그러나 사후검증을 실시한 결과 유의한 차이가 나타나지 않았다. Δ협응력(정속모드)의 경우 중강도 운동집단의 향상도가 비 운동집단에 비해 더 높게 나타났으며(p<.01), 사후검증을 실시한 결과 PM이 PN보다 높게 나타났다(p<.05).
운동강도에 따른 버티컬그리드 테스트의 분석결과 Δ상행시간에서는 유의한 차이가 나타나지 않았고, Δ회전시간에서는 고강도 운동집단과 중강도 운동집단의 향상도가 비 운동집단에 비해 높게 나타났으며(p<.001), 사후검증을 실시한 결과 NM, NH가 NN보다 높게 나타났고(p<.001), PM이 PN보다 높게 나타났다(p<.05).
운동강도에 따른 뇌 내 Cytokine 양을 분석한 결과 IL-1β, IL-6, TNF-α 모두 고강도 운동집단과 중강도 운동집단이 비 운동집단에 비해 높게 나타났으며(p<.001), 사후검증을 실시한 결과 세변인 모두 NM, NH가 NN보다 높게 나타났고(p<.001), PM, PH가 PN보다 높게 나타났다(p<.001).
운동강도에 따른 GABA의 양을 분석한 결과 고강도 운동집단이 중강도 운동집단에 비해 높게 나타났고(p<.001), 중강도 운동집단이 비 운동집단에 비해 높게 나타났다(p<.001). 사후검증을 실시한 결과 NH가 NM, NN보다 높게 나타났고(p<.01), PM, PH가 PN보다 높게 나타났다(p<.001).
운동강도에 따른 Glutamate의 양을 분석한 결과 비 운동집단이 고강도 운동집단에 비해 높게 나타났고(p<.001), 고강도 운동집단에 비해 중강도 운동집단이 높게 나타났다(p<.001). 사후검증을 실시한 결과 NN이 NH보다 높고 NH가 NM보다 높게 나타났으며(p<.001), PN이 PH보다 높고 PH가 PM보다 높게 나타났다(p<.001).
운동강도에 따른 체중의 변화량을 분석한 결과 고강도 운동집단이 중강도 운동집단에 비해 높게 나타났고(p<.001), 중강도 운동집단이 비 운동집단에 비해 높게 나타났다(p<.001). 사후검증을 실시한 결과 NM, NH가 NN보다 높게 나타났고(p<.001), PM, PH가 PN보다 높게 나타났다(p<.001).
셋째, 프로바이오틱스 섭취 유무와 운동강도에 따른 수컷 새끼생쥐의 운동능력, 뇌 내 Cytokine, GABA 및 Glutamate, 체중의 상호작용에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다.

결과적으로 본 연구를 통해 생쥐의 운동으로 인해 증가된 뇌 내 염증물질 및 흥분성을 상쇄하기 위하여 프로바이오틱스 섭취에 의해 증가된 GABA가 도움을 주는 것으로 보여진다.

Appropriate strength exercises are known to have a positive effect on brain functions related to cognition, as well as on immune system and motor coordination. However, high intensity exercise can have side effects on the body in some cases. In fact, high-strength exercise has been reported to have side effects, such as inflammation of the muscles and increased stress hormones caused by fatigue. However, high-strength exercise is also an essential factor, such as athlete''s physical strength and short-term weight control. Is there any way to overcome the problem of this high-intensity exercise? In this study, cytokines and major neuro-transmitters of the brain were measured according to the strength of exercise- including high-strength movements. Also, this study has tested the effects of probiotics for the alternatives. The data processing of this study was done by SPSS version 21.0. Two-way ANOVA was used to compare the interaction of motor strength relevant to probiotics to cytokine, motor ability, body weight, amount of GABA, and amount of glutamate among groups. One-way ANOVA and t-test were used to analyze differences within the same group. The results showed that as the intensity of exercise increases, cytokines in brain increase(p<.001), and this increased cytokine(IL-1β, TNF-α) was decreased by the intake of probiotics(p<.05). In addition, major neuro-transmitters such as Glutamate and GABA, which balance the brain excitation and inhibition, have been identified by probiotics treatment as increasing amount of GABA in the brain(p<.001), which is thought to help offset the excitement caused by exercise and thus maintain the balance of the nervous system. We also observed a further improvement in athletic ability in probiotics ingested group(p<.001). This may comes from the increase in GABA creation by probiotics. Therefore, probiotics can be helpful to attenuate some side effects such as increased excitability and cytokine by exercise, and to maintain the balance of excitation/inhibition of brain in the condition of non-exercising as well as high intensity exercise.