흰쥐 횡격막 표본에서 Dexamethasone이 신경근육 전달에 미치는 영향

Abstract

[한글]

1977년 MacFarlane과 Rosenthal에 의해 처음으로 고용량의 steroids 치료로 인한 급성 사지마비 증후군이 보고된 이래 steroids 투여로 인한 부작용에 관한 많은 임상 보고가 뒤따랐다. 동물에서 고용량의 corticosteroids 투여 기간이 길수록 호흡근인 횡격막의 수축력이 감소하며, 조직 소견에서도 전반적인 근위축과 굵은 근육미세섬유(thick filament) 소실 또는 선택적인 IIb형 근섬유 위축 등을 관찰할 수 있다. Corticosteroids는 이러한 근육의 변화를 야기할 뿐 아니라, 신경근육 전달 과정에도 영향을 준다고 알려져 있다.

그러나 corticosteroids를 장기적으로 사용한 경우 근육의 근이완제에 대한 반응은 일관되지 않은 결과들을 보이고 있으며, 그 차이에 대한 이유도 밝혀지지 않고 있어, 아직까지 steroids를 사용했던 환자에서 근이완제 사용에 대한 지침은 정립되어 있지 않다. 근이완제를 많이 사용하는 중환자실과 마취과 영역에서 steroids 사용에 따른 신경근육 전달의 변화와 근이완제에 대한 영향을 규명하는 것은 중요한 일이다. 이에 본 연구는 corticosteroids의 일종인 dexamethasone의 투여 용량과 기간에 따른 횡격막의 근육 변화를 관찰하고, 근이완제의 effective dose, 50% (ED50) 및 effective dose, 95% (ED95)를 찾아 민감도(sensitivity)를 비교함으로써 dexamethasone이 투여 기간과 용량에 따라 근위축 정도와 근이완제 민감도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 따라서 흰쥐에 저용량과 고용량의 dexamethasone을 1 주간과 3 주간 씩 각각 투여하여 횡격막근육의 변화를 조직화학적인 염색을 이용하여 관찰하였다. 또한 흰쥐 횡격막신경근 표본(phrenic nerve-hemidiaphragm preparation)을 이용하여 vecuronium의 ED50 및 ED95를 구해 민감도 차이를 관찰하였다. 그 결과 dexamethasone의 투여량이 많고 투여 기간이 길면 횡격막에서 더 심한 근위축이 관찰되었고 II형 근섬유에 더 심한 위축이 관찰되었다. 또한 vecuronium의 용량-반응 곡선에서 1 주 저용량 dexamethasone 투여시 vecuronium의 ED50와 ED95는 1 주 대조군에 비해 각각 41.5%와 26.8%로 감소하였으나, 3 주 저용량 dexamethasone 투여시엔 3 주 대조군과 차이가 없었다. 1 주 고용량 dexamethasone 투여시엔 1 주 대조군과 차이가 없었으나, 3 후에는 고용량 dexamethasone 투여시 3 주 대조군에 비해 ED50 가 22.2% 증가하였다. 결론적으로 dexamethasone의 고용량에서 그리고 장기간 투여시 횡격막에서의 더 심한 근위축이 초래되었으나, 근위축 정도와 vecuronium의 민감도와는 연관성이 없었다. 저용량 dexamethasone을 단기간 투여했을 때는 vecuronium에 민감해지고 고용량을 장기간 투여했을 경우에는 vecuronium에 대한 저항을 관찰할 수 있었다. 그러므로, vecuronium에 대한 민감도 변화는, 투여 용량과 투여 기간에 따라 dexamethasone이 근위축을 유발하는 것보다는, 신경근육 전달 과정에서 수용체의 양적 변화나 신경근육 이음부 또는 운동신경 말단부 등의 변화를 야기함으로써 유발될 것으로 생각된다.

[영문]

In 1977, MacFarlane and Rosenthal reported a case of acute quadriplegia after nondepolarizing muscular blocking agents in status asthmaticus patient treated with high doses of corticosteroid. Scientific and clinical interest in this critical

condition has increased recently. Although muscle atrophy and altered response to competitive neuromuscular blocking agents were found to be some of the side effects of chronic administration of large doses of glucocorticoids in humans and animals, the reports regarding the reactions of glucocorticoids treated muscles to neuromuscular blocking agents were sparse and inconsistent. To examine the degree of the muscle atrophy and their effects on the sensitivity to neuromuscular blocking agents in relation to the dose and duration of dexamethasone, the

histochemistric changes of diaphragmatic muscle and ED50 , ED95 of vecuronium were evaluated. Sixty Sprague-Dawley rats were divided into six groups. They were treated daily with dexamethasone 0.4 mg/kg and 4 mg/kg daily during 1 week or 3 weeks according to the group. The two control groups were treated with normal saline. The diaphragmatic muscle in rats treated with long term, high dose dexamethasone showed significant atrophy. For the short term, low dose dexamethasone group, the ED50 and ED95 of vecuronium have decreased 41.5% and 26.8% compared to those of contrl group, respectively. However ED50 of vecuronium in long term, high dose dexamethasone group has increased 22.2% compared to that of control group. In conclusion, the duration and dose of dexamethasone treatment rises in proportion to a rise in severity of diaphragmatic muscle atrophy. Although the sensitivity to vecuronium was induced after 1week of 0.4 mg/kg dexamethasone injection, the resistance developed after 3weeks of 4mg/kg dexamethasone injection. This suggests that the sensitivity of vecuronium was not modulated by dexamethasone-induced muscle atrophy. The quantitative change of the receptors on the neuromuscular junction or another process must be responsible for the change.