심장근육에 미치는 Amphotericin B의 작용기전

Abstract

[한글]

Amphotericin B (Am B)는 sreptomyces nodosus에 의하여 산출되는 polyene fungicide의 일종으로 1956널에 임상에 소개된 이래

진균감염(mycotic infection)의 치료에 쓰여지고 있다.

Am B가 세포막 특히 Cholesterol을 포함하고 있는 어떤 세포막에도 영향을 미쳐 그 투과도를 증가시켜 K**+ 이 세포밖으로 유출되고 Na**+ 이 세포내로 유입된다는 보고는 많이 있으며, 또한 인간을 포함한 포유동물의 적혈구 및 거북이와 두꺼비의 방광같은 세포

막을 사용한 실험보고도 많이 있으나 심장에 미치는 영향에 대하여는 Arora(1965)가 개구리와 쥐의 심장을 사용한 실험에서 Am B가 "Positive cardiotonic action"이 있다고 보고한 외에는 거의 없다.

따라서 Am B의 심장근육에 미치는 작용중 특히 Positive inotropy의 기전을 규명하고저 본 실험에 착수하였다.

실헐재료 및 방법

가토의 심근을 분리하여 건기자극기로 자극을 가하고 그 등장성 수축변화를 polygraph에 기록하였으며, 또한 자극간격을 달리할 때 나타나는 Bowditch 및 Woodworth staircase 현상을 관찰하였다.

심장절된에서 (45)**Ca를 이용하여 Ca**++ 분포량을 측정하였으며 골격근의 aarcoplasmic reticulum (SR)의 Ca**++ -uptake를 "filtration technique"을 이용하여 측정하였다.

Glycerine으로 처치된 근육섬유에서 adenosine triphosphate (ATP) 첨가시의 장력변화를 측정하였으며, 또한 심근 세포막에서 는 Na**+ -K**+ adenosine triphosphatases (ATPase)를, SR에서는 Ca**++ ATPase를, glucerine으로 처치된 근육섬유에서는 Mg**++ -Ca**++ -

activated ATPase를 측정하였다. 이상의 실험과정에서 실험군에는 Am B를, 대조군에는 Am B제제에 포함되어있는 양만큼의 sodium deoxycholate를 투여하여 비교하였다.

설험성적 및 결론

이상의 실험을 통하여 다음과 같을 결과를 얻었다.

1. Am B는 심장근의 수축력을 현저히 증가시켰고 Woadworth staircase현상은 증가시켰으나 Bowditch staircase 현상은 오히려 억제하였다.

2. Am B는 SR의 Ca**++ -uptake를 억제하였다. 그러나 SR의 Ca**++ -activated ATPase에는 영향을 주지 않았다.

3. Am B는 심근세포내로의 (45)**Ca(Ca**++)의 분포량을 의의있게 증가시켰다.

4. Am B는 glycerine으로 처치된 근육섬유의 장력변화 및 Mg**++ -Ca**++ -activated ATPase에 영창을 주지 않았다.

이상의 성적으로 미fn어 보아 Am B는 심장근육내로 Ca**++ 의 이동을 증가시키고 또 심근세포내외 Ca**++ pool로부터 Ca**++의 유리를 촉진하여 activator Ca**++의 농도를 증가시킴으로서 가토의 심근수축을 증가시키는 것으로 사료된다.

[영문]

Amphotericin B (AmB), an amphoteric polyene fungicide, bas been employed in the treatment of systemic mycotic infection. Numerous reports have been appeared in the literatures which indicate that AmB alters the functional or structural integrity of a variety of Systems including fungi, erythrocytes, the urinary bladder of the

toad and turtle, and the mammalian kidney. The mechanism of these action of AmB is believed to include polyene interaction with sterols in the cell membrane which results in increased membrane permeability.

The recent report by Arora (1965) indicates that AmB increases contractility of the cardiac muscle isolated from frog and rat. However the mechanism for this effect was not understood. I therefore undertook the present study to investigate the cardiotonic action of AmB and its mechanism.

Experimental methods;

The effect of AmB was investigated unsing isolated muscle preparations of rabbit cardiac muscle. The development of tension was measured with varying stimulus interval to observe Bowditch and Woodworth staircase phenomena. The distribution of Ca**++ in the cardiac muscle was measured using (45)**Ca as a tracer. The effect of AmB on the Na**+ -K**+ ATPase activity of the cardiac muscle membrane was studied.

In other series of experiments, the effects of AmB on the Ca**++ -uptake and Ca**++ ATPase activity were measured in sarcoplasmic reticulum (SR) of rabbit psoas muscle. In the additional series of experiments, the effects of AmB on the

contractile tension and Mg**++ -Ca**++ ATPase activity of the glycerinated psoas muscle were studied.

Results and Conclusions;

1. Am8 increased contractile tension of the cardiac muscle of the rabbit and the antibiotic appeared to enhance Woodworth phenomenon, while it inhibited Bowditch phenomenon.

2. AmB reduced the rate of Ca**++ -uptake by SR without affecting activity of Ca**++ ATPase of SR. It had no distinct effect on the contractility and Mg**++ -Ca**++ ATPase activity in the glycerinated rabbit psoas muscle.

3. Similarly, the activity of Na**+ -K**+ ATPase of the cardiac muscle cell membrane was not significantly altered by AmB.

4. The distribution of Ca**++ in the cardiac muscle was increased by AmB.

These results suggest that increased contractility of the cardiac muscle by AmB is due to increased activator Ca**++ concentration in the cell by 1) enhanced Ca**++ influx across the cell membrane at rest and low frequency stimulation and 2) Ca**++ release from the intracellular Ca**++ pool after AmB treatment.