교감신경 베타수용체의 차단제가 안조직에 미치는 영향에 관한 형태학적 연구

Abstract

[영문]

[한글]

교감신경 베타수용체의 차단제는 심혈관계질환의 치료에 효과가 있어 현재 주목받고 있

는 약물이다. 선택적으로 교감신경 베타수용체를 차단하는 약물로는 Powell과 Slater(195

8)에 의하여 dichlorisoproterenol이 처음으로 소개되었으나 교감신경 베타수용체의 흥분

작용도 나타내어 사람에게는 사용되지 못하였다. 그 후 Shanks(1966)에 의하여 propranol

ol이 개발되어 사람에게 처음으로 사용되기 시작하였으며 timolol, befunolol, levobunol

ol, betaxolol 등이 개발되었다.

교감신경 베타수용체의 차단제는 눈에서 안압을 하강시킨다. 안압하강은 약물이 모양체

돌기의 상피세포에 작용하여 교감신경 베타수용체를 차단시켜 방수펌프의 기능을 억제하

여 방수의 생성을 감소시킴으로써 이루어진다. 교감신경 베타수용체의 차단제에 의한 안

압의 하강은 Phillips 등(1967)이 propranolol을 사람에 투여하여 처음으로 입증하였으며

그 후 timolol, bupranolol, befunolol, carteolol, betaxolol등의 안압하강에 관한 연

구가 이루어져 현재 timolol, befunolol, carteolol등이 항녹내장점안약으로 사용되고 있

다.

교감신경 베타수용체의 차단제는 멜라닌색소에 대하여 친화성을 가지고 있다. 이 약물

의 멜라닌색소에 대한 친화성을 알아보기 위하여 백색과 유색가토에 timolol과 befunolol

을 투여하여 약물의 안내이행을 동태약리학적방법과 방사선자가기록법등으로 측정한 결과

약물이 유색가토에서 멜라닌색소를 포함하는 홍채, 모양채, 맥락막 및 망막에 축적된다

는 것이 보고되었다.

교감신경 베타수용체의 차단제에 의한 안조직의 변화를 관찰한 연구는 주로 befunolol

을 이용한 실험들이 보고되었다. Befunolol을 백색과 유색가토에 투여하여 모양체상피세

포와 망막색소상피세포를 전자현미경으로 관찰한 결과 모양체돌기의 무색소상피세포에서

사립체의 종창이 나타났고 망막색소상피세포에서는 사립체의 종창, basal infolding의 개

대, 활면내형질세망의 형상변화등을 볼 수 있었다고 보고하였다. 그러나 befunolol을 초

자체내주사한 실험에서 망막색소상피세포의 변화를 장기적으로 관찰한 예와 모양체돌기의

무색소상피세포의 변화를 관찰한 예는 없었으며 timolol의 투여에 대한 형태학적 연구는

전혀 없었다.

본 연구는 교감신경 베타수용체의 차단제의 안압하강기전과 멜라닌색소를 포함하는 조

직에 미치는 영향을 형태학적으로 알아보기 위하여 0.5% timolol과 1% befunolol용액 10

㎕를 백색과 유색가토의 초자체내에 주사한 후 30분, 3시간, 24시간, 5일 및 10일후에 안

구를 적출하여 모양체돌기의 무색소상피세포와 망막색소상피세포를 전자현미경으로 관찰

하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 모양체돌기의 무색소상피세포에서 사립체의 종창이 나타났다.

2. 무색소상피세포에서의 초기의 변화는 백색가토와 유색가토 간에 큰 차이가 없었다.

그러나 변화의 회복은 유색가토에 비하여 백색가토가 더 빨랐다.

3. 무색소상피세포에서의 변화는 timolol투여군에 비하여 befunolol투여군이 초기에는

조금 심하였다. 그러나 시간이 경과함에 따라 변화는 양군 모두 비슷하였다.

4. 망막색소상피세포에서 세포질내 공포형성, 활면내형질세망의 형상변화, 사립체의 종

창 및 basal infolding의 개대증이 나타났으며 맥락막에서 실질의 부종도 나타났다.

5. 망막색소상피세포의 변화는 초기에는 백색가토와 유색가토 간에 큰 차이가 없었으나

백색가토에서는 유색가토에 비하여 변화가 빨리 회복되었으며 유색가토에서는 투여 10일

후 까지도 경미한 변화가 지속되었다.

6. 망막색소상피세포에서의 변화는 timolol투여군과 befunolol투여군 간에 큰 차이가

없었다.

7. 모양체돌기의 무색소상피세포와 망막색소상피세포의 형태학적 변화는 일정시간 후

다시 정상으로 돌아갔다.

8. 모양체돌기의 무색소상피세포에서 나타난 사립체의 종창으로 형태학적 변화를 일으

켜 방수의 생성을 억제하는 것으로 생각된다.

9. 세포의 형태학적 변화의 회복이 백색가토에서 유색가토에 비하여 빠른 것은 멜라닌

색소에 대한 교감신경 베타수용체 차단제의 친화성에 의한 것으로 생각된다.

Morphological Studies on the Ocular Tissue after Administration of Beta-Adrenergic

Blocking Agents

Joo Hwa Lee

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Ouk Choi, M.D.)

Beta-adrenergic blocking agents are receiving major attention currently because

of their utility in the management of cardiovascular disorders, including

hypertension, angina pectoris and cardiac arrythmias. The first drug shown to

produce a selective blockade of beta-adrenergic receptors was

dichlorisoproternol(Powell and Slater, 1958), but it was not used in man largely

because it has a prominent beta-receptor stimulant action. Propranolol was the

first beta-adrenergic blocking agent to come into wide clinical use.

Intraocular pressure is reduced by beta-adrenergic blooking agent.

Beta-adrenergic blocking agent blocks the aqueous pump of the ciliary epithelium,

resulting in decreased aqueous formation and drop in intraocular pressure. The

first report of a beta-adrenergic blocking agent decreasing intraocular pressure in

man was published by Phillips et al (1967). A multitude of beta-adrenergic blocking

agents followed and were shown to lower intraocular pressure, and timolo, befunolol

and carteolol are available as eye drops.

The fact that beta-adrenergic blocking agents had an affinity to intraocular

tissues containing melanin granules has been reported. Some authors studied with

pharmacokinetic analysis and radioautography after instillation of befunolol and

timolol in the albino and pigmented rabbit's eyes and they reported that

beta-adrenergic blocking agents were absorbed to melanin pigments in the ocular

tissues.

The morphological changes of the ciliary epithelium and retinal pigment

epithelium after instillation of befunolol has been reported. But there was no

report using timolol and on the late changes by befunolol.

The purpose of this study is to know of morphololgical changes in the ocular

tissues to beta-adrenergic blocking agent and pharmacological mechanism of

beta-adrenergic blocking agent against aqueous formation.

0.01cc of 0.5% timolol and 1% befunolol was injected intravitreously in albino

and pigmented rabbits. On the 30 minutes, 3 hours, 24 hours, 5 days and 10 days

after administration, the eyes were enucleated and studied with electron

microscopic examination.

The results were as follows.

1. In the non-pigmented epithelium of the ciliary body, mitochondria became

swollen.

2. In the retinal pigment epithelium, widening of basal infolding, swelling of

the mitochondria, disarrangement of smooth surfaced endoplasmic reticulum and

vacuolization in the cytoplasm were observed.

3. In the pigmented rabbits, the above changes continued for longer duration and

it seems to be due to affinity of beta-adrenergic blocking agents to the melanin

pigment.

4. The above change recovered after some duration.

5. There was specific difference of morphological changes between the groups of

timolol and befunolol.

6. Swelling of mitochondria at the non-pigmented epithelium of the ciliary body

after instillation of beta-adrenergic blocking agents seems to be the

pharmacological mechanism of the drugs against aqueous formation in the ciliary

body.