Dantrolene Sodium이 쥐간 Lysosome의 막 투과도에 미치는 영향

Abstract

[영문]

[한글]

임상에서 muscle spasticity로 유발된 악성고열의 치료에 널리 사용되고 있는 dantrole

nesodium의 부작용중 대표적인 것으로 hepatotoxicity를 들수 있다(Ogburn등, 1976: Schn

eider 및 Mitchell, 1976; Utili등,1977). 인체에서 보고된 바에 의하면 dantrolene sodi

um투여시 나타나는 간장기능의 변차를 보면 1) 혈청내 glutamic oxaloacetic transaminas

e, glutamic pyruvic transaminase, alkaline phosphatase, bilirubin 농도가 증가 (Schn

eider 및 Mitchell, 1976; Utili등, 1977)되며, 2) 심한 경우에는 간장세포 손상을 초래

하게 되는데 그 전형적인 간세포 손상은 portal inflammation, portal fibrosis, pieceme

al necrosis, rosette formation, bile duct proliferation, hepatic necrosis (Utili등,

1977; Wilkinson등, 1979) 등을 들 수 있다.

그러나 이러한 dantrolene sodium 투여로 수반되는 hepatotoxicity의 발생기전에 대하

여서는 아직 명확히 밝혀지지 않았으며, 아마도 약물투여 결과로 생성된 toxic metabolit

e에 의한 (1) 간 괴사 또는 (2) autoimmune injury가 그 원인일 가능성이 제시되었을 뿐

이다(Zimmerman, 1974).

약물투여로 나타나는 세포독성은 투여된 약물의 조직내 축적이 독성 유발과 밀접한 관

계가 있는 것으로 추측되고 있다(Schentag등, 1977; Whelton등, 1978). 한편 세포내 미세

구조중의 하나인 lysosome은 여러 조직이나 세포의 질병 발생에 중요한 역활을 담당하고

있으며 이 lysosome은 여러가지 acid-hydrolase를 함유하고 있는데 어떤 이유로 이들 효

소가 lysosome외로 유리되면 조직이나 세포의 macromolecule을 소화시키고, 세포 손상을

유발시키는 것으로 알려져 있다(Tappel등 1963; Weibs 및 Dingle, 1964; Weissman, 1967;

Collins 및 Lewis, 1971).

따라서 저자는 dantrolene sodium의 ① 간조직내 축적양상 ② lysosome의 integrity에

어떤 영향을 미치는 지를 관찰하고자 본 연구에 착수하였다.

실험방법으로는 흰쥐의 간에서 Cross 및 Taggart법(1950)에 따라 간절편을 만들어 dant

rolene sodium의 간절편내로의 이동량을 측정하였으며, 또 Stahn등(1970)의 방법으로 lys

osome을 분리 하고 dantrolene sodium이 lysosome의 산광도, 취약성, acid-phosphatase

활성도 및 lysosomal ATPase 활성도에 미치는 영향을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었

다.

1. 간조직 절편내로의 dantrolene sodium의 이동 즉 dantrolene sodium S/M비는 약물의

농도에 비례하여 증가되었다.

2. Lysosome의 산광도는 dantrolene sodium을 첨가하므로서 대조군에 비하여 감소되었

으며 그 감소정도는 약물의 농도가 증가됨에 따라 더욱 현저하였다.

3. Incubation 시간에 따른 lysosome에서 acid-phosphatase 활성도는 dantrolene sodiu

m을 첨가하므로서 대조군의 값보다 의의있게 증가되었다.

4. Dantrolene sodium은 일단 lysosome외로 유리된 효소를 포함한 상층액의 acid-phosp

hatase 활성도에는 아무런 영향을 미치지 않았다.

5. Dantrolene sodium은 등장성 용액에 부유된 lysosome에서 acid-phosphatase 활성도

의 유리를 증가시켰으며 이러한 증가는 약물의 농도가 증가됨에 따라 더욱 현저하였다.

6. Dantrolene sodium은 lysosomal ATPase의 활성도를 감소시켰으며 그 감소정도는 약

물의 농도증가에 비례하여 감소되었다.

이상의 성적들로 미루어 dantrolene sodium에 의한 lysosome에서 효소유리의 증가는 아

마도 dantrolene sodium이 (1) lysosomal vesicle을 팽대시키고 (2) lysosomal ATPase 활

성도를 감소시킴으로서 lysosome의 기능이 억제되었기 때문인 것으로 생각된다. 그러나 d

antrolene sodium은 일단 lysosome외로 유리된 효소에는 영향이 없는 것으로 생각되는 바

이다.

Effects of Dantrolene Sodium on Hepatic Lysosomal Integrity of Rat

Chang Ho Hong

Deprartment of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

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

Dantrolene sodium is a hydantoin derivative, valuable in control of skeletal

muscle spasticity, in particular malignant hyperthermia (Snyder, 1967; Ellis and

Carpenter, 1972; Britt, 1979). However, its use is associated with hepatotoxicity

(Ogburn et al., 1976: Utili et al, 1977; Schneider and Mitchell, 1979). Hepatic

adverse reaction of dantrolene sodium include elevation of serum levels of glutamic

oxaloacetic transaminase, glutamic pyruric transaminase, alkaline phosphatase,

bilirubin and prolongation of prothrombin time(Schneider and Mitchell, 1976; Utili

et al., 1977; Wilkinson et al., 1979). The most common type of liver injury

described is chronic active hepatitis, although acute hepatitis, cirrhosis, massive

hepatic necrosis and non-specific portal infiltrate have also been reported.

The mechanism for dantrolene-induced toxicity may be accumulation of toxic

metabolites (Zimmerman, 1974). However, there is no evidence to support this view.

Lysosomes play an important role in pathogenesis in various tissue and cellular

processes. These cellular organells contain numerous acid hydrolases which, when

released into the intracellular environments, are capable of digesting

macromolecules of many categories in the whole organism(Tappel et al., 1963; Weibs

and Dingle, 1964; Weissman, 1969; Collins and Lewis, 1971).

The present study was undertaken to elucidate mechanism of action of dantrolene

sodium on 1) light scattering behavior of isolated lysosomes; 2) the release of

lysosomal acid phosphatase; and 3) lysosomal adenosine triphosphatase(ATPase)

activity.

The results obtained are summarized as follows.

1) The uptake of dantrolene sodium by slices of rat liver was demonstrated.

2) Lysosomes from dantrolene sodium-treated exhibited decreased light scattering

and increased fragility as measured by the release of acid phosphatase activity in

vitro.

3) Dantrolene sodium has no effect on the activity of acid phosphatase of

once-released from lysosomes when these were exposed and lysed in the hypotonic

medium.

4) Dantrolene sodium increased acid phosphatase activity of liver lysosomes when

suspended in isotonic medium, the effect being directly proportional to the

concentration of dantrolene sodium.

5) Lysosomal ATPase activity was inhibited by dantrolene sodium as the

concentration of these agents increases.

On the basis of these results it may be postulated that dantrolene sodium

facilitate the release of lysosomal enzymes by changing membrane permeability of

lysosome and inhibiting membrane bound lysosomal ATPase activity.