Caffeine이 뇌수의 체내 amines대사에 미치는 영향

Abstract

[영문]

[한글]

중추신경계에 대한 caffeine의 작용기전으로는 cyclic-AMP의 축적, adenosine 수용체

봉쇄 및 세포내 Ca**2+ 이동 촉진등이 제시되고 있다. 이러한 작용들은 결국 뇌내 monoam

ines에 영향을 미칠 것으로 추측되나 정확한 양상은 아직 확실하지 않다. 이번 실험에서

는 caffeine 투여후 뇌내 부위별 체내 amines 함량 및 대사변동을 관찰하여 caffeine의

작용을 amines 변동과 관련지어 추구하고자 하였다.

흰쥐의 뇌조직을 부위별(전두피질, 선조체, 해마, 시상, 시상하부, 흑질, 소뇌)로 채취

하여 조직내 norepinephrine, dopamine, 5-hydroxytryptamine (5-HT)과 주요 대사산물인

dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC) 및 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA)의 함량을

High Performance Liguid Chromatography-Electrochemical Detector(HPLC-ECD)를 이용하

여 측정하였다.

실험성적을 요약하면 다음과 같다.

1. 흰쥐에서 뇌조직내 norepinephrine의 단위함량은 시상하부에 가장 많았고 dopamine

과 DOPAC은 선조체에, 5-HT와 5-HIAA는 흑질에 가장 많았다.

2. Norepinephrine 함량은 caffeine투여로 모든 뇌부위에서 변동되지 않았다.

3. Dopamine 함량은 caffeine 투여로 소뇌에서 증가하였고 DOPAC/dopamine의 비율은 선

조체에서 감소하였다.

4. Caffeine 투여로 5-HT 함량은 전반적으로 변동이 없었으나 5-HIAA/5-HT 비율은 전두

피질과 흑질에서 감소되었다.

이상의 성적으로 보아 caffeine 투여로 뇌조직내 내인성 체내 amines의 함량은 별 변동

이 없으나 그 대사변동은 심하여 선조체에서 dopamine 대사가, 전두피질과 흑질에서는 5-

HT 대사가 억제되며 이러한 뇌내 체내 amines의 대사변동이 caffeine으로 인한 행동효과

에 기여할 것으로 추측된다.

Effect of Caffeine on the Levels of Biogenic amines and Their Metabolites in Rat

Brain

Hyang Joo Song

Department of Medical Science The Graduate School Yonsei University

(Directed by Professor Sa Suk Hong, M.D.)

Accumulation of cyclic nucleotides, blockade of adenosine receptor and

translocation of intracellular calcium have received major attention in the

mechanism of action of caffeine. These cellular actions of caffeine seems to

influence on the levels of biogenic amines in the brain. However, the effect of

caffeine on the brain amines is not clear. Present investigation was undertaken to

elucidate the effect of caffeine on the regional levels of these amines in rat

brain.

The male Sprague-Dawley rats were received caffeine(40mg/kg, ip). Thirty minutes

after caffeine, blocks of tissues were obtained from the frontal cortex, corpus

striatum, hippocampus, thalamus, hypothalamus, substantia nigra and cerebellum. The

concentration of amines(norepinephrine, dopamine, 5-hydroxytryptamine (5-HT) and

their metabolites (dihydloxyphenylacetic acid (DOPAC), 5-hydroxyindoleacetic acid

(5-HIAA)) in brain were detected by enploying High Performance Liquid

Chromatograph-Electrochemical Dectector.

The results obtained are as follows.

1. In the brain of untreated normal rat, the highest concentration of

norepinephrine were found in hypothalamus, that of dopamine and DOPAC in corpus

striatum, and that of 5-HT and 5-HIAA in substantia nigra.

2. Caffeine had little effect on the levels of norepinephrine in brain tissues.

3. Caffeine increased the concentration of dopamine in cerebellum and decreased

the ratio of DOPAC/Dopamine in corpus striatum.

4. The concentration of 5-HT was little influenced by caffeine, however, the

ratio of 5-HIAA/5-HT was decreased in frontal cortex and substantia nigra.

From the above results, caffeine has little effect on the concentration of the

amines in various brain tissues, however, the metabolic of these amines changed

significantly by caffeine. Therefore, it is suggested that these metabolic changes

of the amines in the brain may be concerned with the behavioral effect of caffeine.