Dantrolene sodium이 적혈구의 calcium이동에 미치는 영향

Abstract

[영문]

[한글]

Dantrolene sodium은 malignant hyperthermia를 유발하는 근강직(muscle spasticity)의

치료에 널리 사용되고 있는 골격근 이완제로써 그 작용방식은 sarcoplasmic reticulum에

서 calcium의 유리를 억제하여 excitation-contraction coupling과정을 방해함으로써 근

육수축을 감소시키는 것으로 보고되었다. 그외에도 dantrolene sodium은 심근과 평활근에

서 세포막을 통한 극히 낮은 calcium 이동을 억제시켜 근수축을 감소시키는 것으로 알려

졌다.

근육과는 달리 사람의 적혈구 세포막에서도 세포내의 농도가 극히 낮은 calcium은 ATP

를에너지원으로 이용하여 세포내체서 세포외로 능동적으로 이동하는데 이러한 과정은 적

혈구 세포막에 존재하는 Ca**++ -stimulated Mg**++ ATPase(Ca**++ -ATPase)에 의해 이루

어지는 것으로 보고되었다.

그러므로 저자는 dantrolene sodium이 사람의 적혈구막을 통한 Ca**++ 이동에 어떠한

영향을 미치는지를 규명하기 위하여 본 실험을 시행하였다.

실험에 사용된 혈액은 혈액은행에서 얻은 신선한 사람의 혈액을 Lew(1971)의 방법으로

ATP-depleted RBC를 제작한 후 이 세포를 다시 Schatzmann(1966)의 방법에 준하여 reseal

ed RBC를 제작하여 dantrolene sodium이 수동적 및 능동적 (45)**Ca**++ 유출에 미치는

영향을 관찰하였다. 또 Rosenberg 및 Guidotti(1968)의 방법으로 적혈구막 소편을 제작하

고, dantrolene sodium이 Ca**++ -activated ATPase의 활성도와 적혈구막의 Ca**++ 결합

에 미치는 효과를 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. Dantrolene sodium은 resealed RBC막을 통한 능동적인 (45)**Ca**++ 의 이동을 억제

시켰으며, 그 감소정도는 dantrolene sodium이 세포내에 존재할 때보다 세포외액에 존재

할 때 더욱 현저하였다. 그러나 수동직인 Ca**++ 유출에는 아무런 영향을 미치지 않았다.

2. Dantrolene sodium은 적혈구막 소편에서 Ca**++ -ATPase 활성도를 억제시켰으며, 적

혈구 세포내 ATP농도 역시 감소시켰다.

5. Dantrolene sodium은 적혈구막을 통한 수동적인 calcium유입에는 아무런 영향을 미

치지 않았다.

4. 적혈구막 소편에서 calcium결합도 dantrolene sodium에 의하여 억제되었다.

이상의 성적으로 미루어 dantrolene sodiuln에 의한 resealed RBC막을 통한 능동적인 C

a**++ 이동의 억제 현상은 에너지원인 ATP농도 감소와 Ca**++ -ATPase활성도의 억제 및 C

a**++ 결합의 억제 현상에 기인하는 것으로 생각된다.

Effect of Dantrolene Sodium on Calcium Transport in Human Erythrocytes

Yong Soo Lho

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Bok Soon Kang, M.D.)

Dantrolene sodium is a well known skeletal muscle relaxant which has been used

for the treatment of various muscle spasticity states(e.g., malignant hyperthermia

syndrome). Its site of action is within muscle where it inhibits the release of

calcium from the sarcoplasmic reticulum, thereby uncoupling excitation and

contraction. Evidence has also been presented that dantrolene sodium inhibits

contractility of smooth muscle and cardiac muscle by reducing availability of

calcium ions needed for muscle contraction. In view of these finding, an attempt

was made to investigate the effect of dantrolene sodium on Ca**++ transport in

human erythrocytes which has an active Ca**++ extrusion mechanism. The Ca**++

transport mechanism in the red cell membrane was studied in resealed ghost cells.

For the measurement of Ca**++ -activated ATPase activity and Ca**++ binding to the

red cell membrane, human red blood cell membrane fragments(RBCMF) were isolated by

the method of Rosenberg and Guidotti(1968) and Ca**+ -activated ATPase were

measured according to the method of Cha et al.,(1971).

The results obtained are summarized as follows ;

1. The active transport of calcium from resealed ghost cells was inhibited by

dantrolene sodium and its inhibitory action was dependent on the concentration of

dantrolene sodium. The magnitude of inhibitory effect was more pronounced when

dantrolene sodium was added to suspending medium of red blood cells. But passive

Ca**++ extrusion was unchanged by dantrolene sodium.

2. Ca**++ -activated ATPase activity and calcium binding to red blood cell

membrane fragments were inhibited by dantrolene sodium. And red cell ATP

concentration was also declined at every concentration of dantrolene sodium.

3. Passive influx of (45)**Ca was not influenced at every concentration of

dantrolene sodium tested.

From the above results, it mar be speculated that dantrolene sodium inhibits an

aotive Ca**++ extrusion across red cell membrane by inhibiting Ca**++ -activated

ATPase activity and calcium binding to RBCMF as well as reducing ATP concentration

in red cells which has been known to be linked with active Ca**++ extrusion.