수종의 중추신경계작용 약물이 synaptosome에서 45Ca 섭취에 미치는 영향

Abstract

[한글]

Ca**++ 신경 접합부에서의 흥분전달, 즉 신경섬유 말단에서 신경전달 물질의 유리에 필

수적으로 관여함으로 여러 학자들이 마취제등의 중추신경계 작용약물과 뇌에서의 Ca**++

대사와의 관계를 규명하려고 시도하였다. 즉 morphine과 같은 중추실경억제제가 뇌 조직

절펀이 나 synaptosome에서 Ca**++함량을 감소시킨다고(Ross등, 1974; Ross및 Lynn, 1975

; Cardenas 및 Ress 1975; Ross, 1976)하였고 Guerrero-Munoz등(1979a, b)은 중추신경계

에 대한 morphine의 효과는 이 약물이 synaptosome에서 ATP에 의한 Ca**++섭취를 억제하

기 때문일 것이라고 하였다. 그러므로 저자는 다른 중추신경계작용 약물, 즉 뇌에서 Ca**

++함량을 감소시킨다고 알려진 약물들이 morphine과 같이 synaptosomal membrane에서 Ca*

*++섭취를 억제하는지의 여부를 조사하고자 하였으며 Ca**++섭취와 Ca**++ ATPase활성도

를 비교하여 synaptosomal membrane에서 Ca**++섭취에 Ca**++_ATPase가 관여하는지를 확

인하고자 본 실험을 시행하였다.

흰쥐의 뇌조직균등액에서 synaptosome 및 synaptosomal membrane은 Cotman 및 Matthews

(1971)와 Gurd등(1974)의 방법으로 ficoll 및 sucrose discontinuous density gradient c

entrifugation technique을 사용하여 분리하였고 synaptosomal membrane에서 (45)**Ca섭

취는mllipore filter(pore size 0.45μm)를 사용하여 Guerrero-Munoz등(1979 b)의 방법으

로 측정하였다. 또 약물들이 synaptosome에서 (45)**Ca유리에 미치는 영향은 Blaustein등

(1978b)의 방법으로 시행하였으며 Ca**++ -ATPase 활성도는 Sobue등(1979)의 방법으로 측

정하였다.

이상과 같은 실험방법으로 얻은 실험성적을 요약하면 다음과 같다.

1. 본 실험에 사용된 모든 중추신경 흥분제 및 억제제는 synaptosomal membrane에서 (4

5)**Ca섭취 및 Ca**++ -ATPase활성도를 억제시켰다. 그러나 이러한 약물들은 synaptosome

에서 (45)**Ca 유리에는 아무런 영향을 미치지 않았다.

2. Morphine에 의해 억제된 synaptosomal membrane에서의 (45)**Ca 섭취 및 Ca**++ -AT

Pase활성도는 morphine의 길항제인 naloxone의 병용투여로 모두 정상치로 되돌아왔다.

3. 약물에 의한 synaptosonlal rnemtrane에서의 (45**Ca 섭취와 Ca**++ -ATPase 활성도

는 서로 직선적인 상관관계를 보였다.

이상과 같은 실험성적으로 미루어 synaptosomal membrane에서의 Ca**++ -ATPase의 대부

분은transport ATPase이며 중추신경 억제제에 의해 synaptosome에서 Ca**++함량이 감소되

는 것은 이런 약물들이 synaptosomal membrane에서의 Ca**++ -ATPase 활성도의 억제로 인

한 Ca**++섭취를 억제하기 때문이라는 것을 알 수 있다. 중추신경계에 작용하는 흥분제나

억제제가 공히 synaptosomal membrane에서 Ca**++ 섭취 및 Ca**++_ATPase 황성도를 억제

하였으므로 synaptosome내의 Ca**++함량이나 Ca**++섭취등과 같은 실험성적만 갖고는 약

물의 작용기전을 규명하기가 곤란할 것 같고 단지 약물의 작용기전의 일부를 밝히는데 도

움을 줄뿐이라고 생각된다.

[영문]

Since Ca**++ is essential for the release of neurotransmitter from the synaptic

nerve terminal, many investigators attempted to correlate the Ca**++ metabolism in

brain to the mode of action of CNS acting drugs. Recently, Ross and his

colleagues(Ross et al,1974; Ross and Lynn, 1975; Cardenas and Ross, 1975;

Ross,1976) reported that central depressants, such as morphine, deplete the Ca**++

content of brain slices and synapotsomes. Guerrero-Munez et al (1979 a,b)suggested

that the morphine effect on the central nervous system is in part associated with

inhibition of the synaptosomal ATP-dependent C**++ uptake.

If so, then, one may expect that CNS depressants inhibit the synaptosomal Ca**++

uptake whereas CNS stimulants accelerate it. Furthermore, it is possible that

decrease in synaptosomal Ca**++ Content by a drug is resulted from its inhibition

of Ca**++ uptake process which is associated with the Ca**++_dependent ATPase

activity.

The present study wart, therefore, undertaken to tests these possibilities.

In rat brain homogenates, synaptosome and synaptosomal membrane were prepared by

the methods of Cotman and Matthews(1971) and Gurd et al(1974) using the ficoll and

the a sucrose discontinuous density gradient centrifugation techniques. (45)**Ca

uptake by synaptosomal mambranes was measured by the millipore filtration method of

Guerrero-Munoz et al (1979 b). The effect of drugs on the (45)**Ca efflux from

preloaded synaptosome was also studied according to the method of Blaustein et al

(1978 b). Ca**++ -dependent ATPase activity in synaptosomal membrane was determined

using ATP as a substrate(Sobue et al, 1979).

The results are summarized as follows :

1. All the CNS depressants and stimulants teated inhibited the synaptosomal

(45)**Ca uptake and Ca**++ _ATPase activity without showing any effect on the

(45)**Ca efflux.

2. Naloxone, a morphine antagonist, reversed the morphine induced inhibitions of

(45)**Ca uptake and Ca**++ _ATPase activity.

3. For all the drugs tested, its inhibition of the (45)**Ca uptake and that of

enzyme activity were lineally correlated.

These results indicate that 1) the decrease in synaptosomal Ca**++ content by a

drug is primarily due to impaired Ca**++ uptake by the drug, 2) the synaptosomal

Ca**++ uptake is intimately associated wish the activity of the Ca**++ -ATPase in

the membrane, and 3) since both CNS depressants and stimulants tested inhibited the

synaptosomal Ca**++ uptake, the measurement of Ca**++ content in synaptosomes is

not suitable to evaluate the mechanism of a drug effect on the presynaptic nerve

terminal.