Acetaminophen에 의한 백서간손상의 광학 및 전자현미경적 연구

Abstract

[한글]

Boyd및 Bereczky(1966)는 백서에서 acetaminophen LD^^50는 2.5∼4.0㎎/㎏이며 사망례를 부검한 경우에 간괴사가 특이한 소견이었다고 하였다.

Mitchell등(1973a)은 약리학적 실험을 통하여 대부분의 acetaminophen은 glucuronic acid 및 sulfuric acid와 결합하여 microsomal oxidase에 의하여 중간대사 산물로 전환되어

그 일부는 glutathione과 결합하여 mercapturic acid로서 배설되고 나머지 대사산물이 세포성분과 결합하여 세포손상을 초래한다고 하였다.

Phenobarbital은 반복투여하면 약물대사효소계의 전반적인 합성증가를 야기시키는 microsomal inducer로 알려져 있고 형태학적으로는 주로 간소엽중심부의 SER의 증식을 초래한

다고 하였으며(Stenger, 1970), phenobarbital을 반복투여한후 acetaminophen을 투여하면 acetainophen이 간에서 용이하게 배설되는 반면에 microsomal oxidase에 의한 대사산물의 형성도 많아지기 때문에 간괴사의 정도가 심해진다고 하였다.(Mitchell등. 1973b, Gaz

zard등, 1974).

Acetaminophen은 생체에서 독성대사산물형성으로 간독성을 초래하는 것으로 알려진 최초의 약물로 이 과정의 규명은 간독성을 초래하는 제반약물의 대사기전 규명에 많은 기여를 할 것이다.(Schiff, 1975)

이러한 점을 고려하여 본 연구에서 acetaminophen을 경구적으로 투여한 후에 발생되는 간의 형대학적 변화를 광학현미경, 조직화학 및 전자현미경으로 관찰하고 phenobarbital 전처치가 acetaminophen 독성에 이치는 영향을 조사함으로써 간세표괴사기전의 일단 규명

하고자 본 실험에 착수하였다.

연구재료 및 방법

실험동물은 체중 270gm 내외의 웅성백서 71마리를 사용하여 다음과 같은 군으로 구분하여 실험하였다.

제Ⅰ군 : Alcohol 대조군(9마리)

제Ⅱ군 : Phenobarbital 단독 투여군(150mg/kg/3d, 복강내) (9마리)

제Ⅲ군 : Acetaminophen 투여군(4gm/kg/3d, 경구) (24마리)

제Ⅳ군 : Phenobarbital 전처치후 acetaminophen 투여군(24마리)

Alcohol 대조군과 phenobarbital 단독 투여군은 최종투여후 1일, 3일, 및 5일에 각 3마리씩 도살하였으며, acetaminophen 투여군 및 phenobarbital 전처치후 acetaminophen 투여군은 최종투여후 3시간, 6시간, 12시간, 24시간, 48시간, 72시간, 5일 및 7일에 각 3마

리씩을 도살하였다.

도살한 각동물에서 간조직일부를 재취하여 gematosylin-eosin 염색, PAS염색, reticulin 염색, methyl-green-pyronin 염색 및 oil-red-O염색을 시행하였고 전자현미경 검색을 아울러 시행하여 다음과 같은 성적을 얻었다.

연구성적 및 결론

1. 광학현미경상 acetaminophen 최종투여후 3시간만에 간소엽중심부 간세포의 위축 및 괴사와 염증세포침윤이 동반되었고 24시간에 괴사가 최고도에 달하였다가 그후 회복되어 대다수에서 7일 내에 정상상으로 복귀되었으나 소수에서는 심한 섬유증식이 관찰되었다.

2. 조직화학적으로 괴사부위와 일치하여 glycogen의 감소내지 소실과 RNA의 감소를 보였고 괴사주변부에서 경미한 지질침착이 관찰되었다.

3. 전자현미경적으로는 초기에 SER의 증식, RER의 확장 ribosome의 탈락과 공포형성이 관찰되었다.

4. Phenobarbital 전처치는 acetaminophen 투여로 인한 변화의 유발을 다소 지연시켰으나 변화의 정도에서는 뚜렷한 영향을 미치지 않았다.

이상의 소견으로 보아 acetaminophen 투여로 인한 간괴사는 단시간내에 유발되며 간소엽중심부에서 시작하였고, 조직화학 및 전자현미경적 소견으로 보아 단백질대사장애에 기인하고 것으로 사료되었다. 이 괴사는 비교적 빠른 시일내에 회복되며 phenobarbital 전처치는 괴사진전시간을 다소 지연시켰으나 병변의 정도에서 뚜렷한 영향을 미치지 않는 것으로 사료되었다.

A Light and Electron Microscopic Study of Acetaminophen Induced Hepatic Injury in

Rat

Jung Sil Cho, M.D.

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Prof. Dong Sik Kim, M.D. and Yoo Bock Lee, M.D.)

Acetaminophen induced hepatic necrosis was first described in rats in an exprimen

tal toxicological study by Boyd and Bereczky (1966).

Recent studies have suggested the formation of a toxic metabolite by the cytochro

me p-450 enzyme system. At therapeutic dosage this metabolite is rapidly conjugated

by glutathione to form nontoxic mercapturic acid. In the overdose situation, howev

er, the rate of formation of formation of the toxic metabolite becomes covalently b

ound to protein and cell injury ensues (Jollow et al, 1973, Mitchell et al, 1973a a

nd b, Potter et al, 1973)

Repeated administration of phenobarbital and certain other drugs to rats, rabbits

, and dogs induces a substantial increase in the agranular reticulum in liver cells

and a concomitant rise in the smooth membrane fractin of the homogenates (Jones an

d Fawectt, 1966, Stenger, 1970)

In the hepatocyte where phenobarbital is detoxified via oxidative demethylation,

there is execssive hypertrophy of the SER accompanied by a commensurated increase i

n the quantity of the hydroxylating enzymes found in the SER. Other drugs and agent

s are also detoxified of metabolized through pathways involving oxidative de

[영문]

Acetaminophen induced hepatic necrosis was first described in rats in an exprimental toxicological study by Boyd and Bereczky (1966).

Recent studies have suggested the formation of a toxic metabolite by the cytochrome p-450 enzyme system. At therapeutic dosage this metabolite is rapidly conjugated by glutathione to form nontoxic mercapturic acid. In the overdose situation, howev

er, the rate of formation of formation of the toxic metabolite becomes covalently bound to protein and cell injury ensues (Jollow et al, 1973, Mitchell et al, 1973a and b, Potter et al, 1973)

Repeated administration of phenobarbital and certain other drugs to rats, rabbits, and dogs induces a substantial increase in the agranular reticulum in liver cells and a concomitant rise in the smooth membrane fractin of the homogenates (Jones an

d Fawectt, 1966, Stenger, 1970)

In the hepatocyte where phenobarbital is detoxified via oxidative demethylation, there is execssive hypertrophy of the SER accompanied by a commensurated increase in the quantity of the hydroxylating enzymes found in the SER. Other drugs and agent

s are also detoxified of metabolized through pathways involving oxidative de