Original Articles Korean Circulation J 2001;;;;31((((6))))::::567-575
개에서 관동맥 결찰 및 재관류시 자율 신경계의 절제가 부정맥 발생에 미치는 효과
가톨릭대학교 의과대학 내과학교실
유기동·윤호중·정욱성·이종민·문건웅·오용석·이만영 박준철·노태호·채장성·박인수·김재형·최규보·홍순조
The Effects of Autonomic Denervation on Ventricular Tachyarrhythmia in the Ischemia and the Reperfusion of Canine Heart
Ki-Dong Yoo, MD, Ho-Joong Youn, MD, Wook-Sung Chung, MD, Jong-Min Lee, MD, Keon-Woong Moon, MD, Yong-Seok Oh, MD, Man-Young Lee, MD, Joon Chul Park, MD, Tai-Ho Rho, MD, Jang-Seong Chae, MD, In-Soo Park, MD,
Jae-Hyung Kim, MD, Kyu-Bo Choi, MD and Soon-Jo Hong, MD
Department of Internal Medicine, The Catholic University of Korea, Seoul, Korea
ABSTRACT
Background：Little is known concerning the mechanisms responsible for ventricular tachycardia during myocardial ischemia and reperfusion. The purpose of this study was to evaluate the effects of the autonomic nervous system on ventricular tachycardia in dogs. Methods：Four groups of eight dogs were studied. The control group had intact autonomic neural innervation；the stellectomy group had bilateral transection of the stellate ganglia；the vagotomy group had bilateral transection of the cervical vagi；and the autonomic denervation group underwent bilateral transection of the stellate ganglia and cervical vagi. Open-chest dogs anesthetized with ketamine were studied in 3 sequential steps：denervation, ischemia, and reperfusion stage. At the end of each step, we estimated the effective refractory period (ERP) at four sites：the apex of the non-ischemic area, the base of the non-ischemic area, the apex of the ischemic area, and the base of the ischemic area. We observed early afterdepolarization (EAD) by recording the monophasic action potential on the ischemic epicardium during the ischemia and reperfusion stages. Results：In the ischemia stage, ΔERPs (ERPmax.-ERPmin). were significantly prolonged, as compared to ΔERPs at the denervation stage, and the ΔERPs of the vagotomy group tended to be prolonged to 60 minutes following myocardial ischemia, as compared to those of the stellectomy group and the autonomic denervation group. The incidence of ventricular tachycardia during ischemia presented a significant increase in the vagotomy group, as compared to the control group. However, there was no difference in the incidence of ventricular tachycardia between the stellectomy group and the control group. The ΔERP at of the group with the occurrence of ventricular tachycardia were significantly prolonged, as compared to the other group without the occurrence of ventricular tachycardia. In terms of the incidence of EAD, there was no significant difference between the groups and it was not associated with ventricular tachycardia. The ΔERP was significantly decreased to 30 minutes following reperfusion, at which point there was no significant difference between the
논문접수일：2001년 2월 2일 심사완료일：2001년 5월 2일
교신저자：홍순조, 150-713 서울 영등포구 여의도동 62번지 가톨릭대학교 의과대학 내과학교실 전화：(02) 3779-1325・전송：(02) 3779-1374 E-mail：[email protected]
groups. There was no correlation between EAD and ventricular tachycardia. However, the ΔERP with ventricular tachycardia indicated much more significant increase than ΔERP without ventricular tachycardia. Conclusions：
Sympathetic nerve may be related to the prolongation of ΔERP and the incidence of ventricular tachycardia in the ischemic period. However, EAD is not related to ventricular tachycardia during ischemia and reperfusion.
These findings suggest that the major mechanism of ventricular tachycardia may be a reentry in the ischemia and reperfusion period. ((((Korean Circulation J 2001;31((((6)))):567-575))))
KEY WORDS：Ventricular tachycardia·Ischemia·Reperfusion·ΔERP·EAD.
서 론
심실 빈맥은 자동능의 증가, 유발능, 회귀 등의 기전 으로 인해 발생하는 비정상적인 전기 현상으로서, 원인 에 따라 발생 기전 및 치료가 상이하다. 최근 관동맥 질 환 환자가 증가함에 따라 임상에서 심근 허혈 및 재관 류시에 심실 빈맥을 흔히 관찰할 수 있다. 심근 허혈시 에는 심근내 교감신경의 시납스 전의 변조가 발생하여 과도한 카테콜아민의 자극으로부터 허혈 심근을 보호 하는데 도움이 되나, 허혈 심근에서는 이러한 매개 물 질의 농도가 주변의 심근과 다르기 때문에 심근에 지역 적인 교감 신경의 불균형이 초래되어 심실 빈맥이 유발 된다고 보고하여,1) 유발 활성보다는 교감 신경의 불균 형으로 인한 회귀기전이 심근 허혈시 부정맥의 주요 기 전으로 인정되고 있다. 그러나, 심근 허혈시 발생하는 심실 빈맥과 조기 후탈분극(early afterdepolarization, EAD) 및 회귀의 중요 구성 요건이 되는 유효 불응기 (effective refractory period, ERP)의 심근 지역별 불 균질성의 연관성에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다.
또한 심근 허혈후 재관류 시기에 교감 신경이 자극되면 EAD와 심실 빈맥의 빈도가 증가되어 재관류시는 후탈 분극이 유발 활성을 생성하여 심실 빈맥을 유발시킨다 고 추정하였으나,2) 심근 허혈과 재관류시에 EAD가 대 부분의 실험 동물에서 기록이 되고 심실 세동이 발생하 기 전에 소실되는 경우가 있어 재관류시에 발생하는 심 실 빈맥의 주요 기전이 아닐 가능성이 많다고 보고된 바 가 있어서,3) 현재 재관류시에 발생하는 심실 빈맥의 기 전은 확실히 정립되어 있지 않은 실정이다.
본 연구는 양측 성상 신경절 및 미주 신경절을 절단하 고 관동맥 결찰 및 재관류를 시행하면서 허혈 심근과 정 상 심근 ERP를 측정하여 ERP의 심근 지역별 불균질성 을 측정하고, 단상성 활동전압을 통하여 후탈분극의 유
무를 관찰하여 심근 허혈 및 재관류시에 발생하는 심실 빈맥의 주요 발생 기전을 규명하고 자율 신경계가 심실 빈맥의 발생에 미치는 효과를 확인하고자 본 연구를 시 행하였다.
방 법
실험동물 및 실험군
실험 동물은 한국산 잡종개(12～16 kg) 32마리를 암수 구별 없이 사용하였으며, 각 군을 8마리씩 대조군, 양측 성상 신경절을 절제한 성상군, 양측 경부 미주 신 경을 박리한 후 근위부와 원위부를 각각 제대 견사로 묶은 후 절단한 미주신경군, 및 양측 성상 신경절과 미 주신경을 함께 제거한 자율신경군으로 나누어서 허혈 지역과 정상지역에서 심첨부와 기저부의 ERP 및 EAD 를 관찰하였다.
실험 방법
마 취
마취 전처치로 실험 12시간 전부터 금식시켰으나 물 은 실험 2시간 전까지 투여하였다. 개의 전지 두정맥에 atropine sulfate(대한약품, 서울) 0.5 mg/kg와 ke- tamine hydrochloride(유한양행, 서울) 4 mg/kg를 정 맥 주사한 후 실험대로 옮겨 thiopental sodium(대한약 품) 10 mg/kg를 정맥 주사하여 마취 유도후 기관내 삽 관을 시행하고 인공 호흡 장치(Harvard apparatus dual phase control respirator, Bodine electric Co., Chicago, IL, USA)를 사용하여 분당 20～30회, 1회 호흡량 15～20 ml로 양압 인공 호흡을 실시하였다. 이 후 마취유지는 thiopental sodium 10 mg/kg/hr로 유 지하면서 Hartman씨 용액 1,000 ml에 vecuronium 10 mg을 혼합한 수액을 20 ml/kg의 속도로 주입함으
로써 vecuronium이 0.2 mg/kg/hr의 속도로 주입되도 록 하여 근이완과 수액을 유지하였다. 온도 조절 담요 (Blanketrol®, Hyper-hypothermia system CSZ200, Subzero Products Co., Cincinnati, OH, USA)을 사용하 여 체온을 38～39℃로 유지하였으며 온도계(LN2938/
701, Datascope Co., Montvale, NJ, USA)를 식도에 거치하여 체온을 감시하였다. 또한 사지 체표에 전극을 부착하고 polygraph(SanEi 366, NEC, Japan)를 통해 서 표준심전도 및 단상성 활동전압을 기록하였다.
수술적 처치
개의 제 5 번째 늑간 부위에서 흉부를 절개하여 심장 을 노출시켜 심막 요람을 만들었다. 인위적으로 심근 허혈을 유발하기 위해 좌전하행 관동맥의 대각선 분지 의 직상방을 박리하여 결찰 견사를 거치시킨 후 좌전하 행지 혈액 공급영역인 좌심실 전벽의 심외막을 허혈 지 역으로 예상하고 기저부와 심첨부에 탐침자를 삽입하 여 pr-ogrammable stimulator(Model 5328, Medt- ronic, Minneapolis, MN, USA)를 이용하여 ERP를 측 정하였다. 우선 관측 지역을 450 msec로 신속 조율하 면서 조율 역치를 구하고, 조율 역치의 2배의 전압으로 조율 속도 450 msec의 신속 조율을 8회 시행한 후에 조기 조율을 시행하였고 조기 조율을 5 msec의 간격 으로 감소시키면서 조율에 실패하는 가장 긴 조기 조율 의 간격을 ERP로 정의하였고, 이것을 2회 반복하여 작 은 수치를 취하였다. 허혈 지역과 같은 방법으로 우심 실의 심외막을 정상 지역으로 예상하고 기저부와 심첨 부에서 ERP를 측정하였다. 그리고, 허혈 지역 및 정상 지역의 심외막에 단상성 활동전압 기록용 접촉 전극 (Spring loaded monophasic action potential probe, EP Techno-logies, Sunnyvale, CA, USA)을 위치시 키고 monophasic action potential-DC coupled pr- eamplifier(Model 1001, EP Technologies)와 30～
100 Hz의 여과 상태의 polygraph에 연결하여 단상성 활동전압을 기록하여 EAD의 유무를 확인하였다.
자율신경계 차단
대조군에서는 자율 신경계에 대한 처치 과정을 하지 않았고, 성상군에서는 좌우의 폐를 젖혀 낸 후 제 1 번과 제 2 번 늑골 사이 척추 바로 옆의 양측 성상 신경절을 절 제하여 교감신경계의 영향을 차단하였다(Fig. 1). 또한,
미주신경군에서는 양측 경부 미주 신경을 박리하여 근 위부와 원위부를 각각 제대 견사로 묶은 후 절단하여 부 교감신경계의 영향을 차단하였고, 자율신경군에서는 양 측 성상 신경절과 미주 신경을 완전히 절제하여 심장의 자율 신경계의 영향을 차단하였다.
심근 허혈 및 재관류 처치
모든 군에서 좌전하행 관동맥의 대각선 분지의 직상 방에 미리 거치된 견사를 결찰하여 좌심실 전벽의 심외 막에 허혈을 유발하고 1시간 후에 결찰 견사를 제거하 여 재관류를 시행하였다(Fig. 2).
ERP 측정
허혈 예상 지역과 정상지역의 기저부와 심첨부에서 ERP를 측정하여 4개의 값 중에 최대 값과 최소 값의 차이를 ΔERP로 정의하였다. 또한 대조군을 제외한 각 군에서 각각 성상신경절 혹은 미주신경절을 차단한후 안 정시와 같은 방법으로 ERP를 측정하였고, ΔERP를 계 산하였다. 자율신경계에 대한 처치를 한 후 심근 허혈 처 치를 시행하고, 심근 허혈 60분후에 대조군과 같은 방 법으로 ERP를 측정하였고 ΔERP를 계산하였다. ERP 의 측정이 완료하고 재관류를 30분간 시행한 후 마찬 가지로 ERP를 측정하였고, ΔERP를 계산하였다(Fig. 3).
EAD 및 심실 빈맥 관찰
각 군에서 안정 시에 허혈 예상 지역과 정상 지역의 기저부와 심첨부의 사이에서 2분동안 단상성 활동전압 Fig. 1. Stellate ganglion in canine model. A：The right stellate ganglion (arrow) was divided and excised near the ver-tebra between the first and second rib, B：Ex- cised stellate ganglion.
을 기록하면서 EAD의 유무를 관찰하였고, 심근 허혈 시에 심전도를 감시하면서 심실 빈맥을 관찰하고 기록 하였고, 심근 허혈후 2분 동안 각 30초씩 2회를 반복 하여 정상 지역과 허혈 지역의 단상성 활동전압을 기록 하면서 EAD의 유무를 관찰하였다. 재관류를 시행하면 서 10분 간격으로 2분 동안 심근 허혈 시와 같은 방법 으로 EAD 및 심실 빈맥의 유무를 관찰하였다. 심실 빈 맥이 유발시에는 5～20 Joule의 직류전기로 정상 박동 으로 전환시키고 10분간 안정을 한 후에 다시 실험을 진행하였다.
통계적 분석
모든 실험 결과는 평균±표준편차(Mean±SD)로 표 시하였다. 통계 프로그램은 SPSS for Windows Re- lease 7.5.1을 사용하였다. 각 군의 자율신경절제 전후 의 ERP, 및 ΔERP의 변화는 paired t-test를 사용하 였고, 허혈 및 재관류 전후의 ERP, 및 ΔERP의 변화 는 repeated measure ANOVA를 사용하였고 다중 비 교는 Tukey방법을 이용하였다. 각 군의 심실 빈맥의 빈도 차는 Fisher’s exact test를 사용하였고, ΔERP 및 심실 빈맥 유무와 ΔERP 및 EAD의 관계는 One-
Fig. 2. Experimental protocol ： The control group had intact au- tonomic neural innervation；the stellectomy gr-oup had bilateral transection of stellate ganglia；
the vagotomy group had bilateral transection of cervical vagi；and the autonomic denervation group underwent bilateral transection of stellate ganglia and cervical vagi.
ERP and EAD were observed in ea- ch stage of baseline, denervation, ischemia, or re-perfusion.
Fig. 3. Recordings of EKG (I & aVF), monophasic action potential (MAP), and blood pressure (BP)were ta- ken during myocardial ischemia.
A：During ischemia, ST segment in EKG and blood pressure was elevated, and EAD was not obs- erved through recording MAP in the vagotomy group. B：Dur-ing ischemia, ST segment in EKG was elevated and EAD (arrows) was observed in the stellectomy gro- up. C： Ventricular tachycardia during myocar-dial ischemia in the vagotomy group.
A A A
A BB BB CCCC
way ANOVA를 사용하였고 다중 비교는 Tukey방법 을 이용하였다. 각 군별로 심근 허혈 및 재관류시에 발 생하는 심실 빈맥의 유무에 따른 ΔERP의 차이는 Wi- lcoxon Rank Sum W Test를 사용하였다. 모든 통계는 p값이 0.05 미만 일 때 통계적으로 유의한 것으로 판 단하였다.
결 과
심실 빈맥, ERP 및 EAD의 관계
안정시 ERP 및 자율신경 절제 후 ERP의 변화
안정시 ERP 및 ΔERP는 각 군간에 통계적으로 유 의한 차이가 없었으나, 성상군에서는 정상 지역의 심첨 부위를 제외한 전 지역에서 안정 시에 비해 ERP가 유 의하게 연장되었으며(p<0.05), 미주신경군에서는 전 지 역에서 유의하게 단축되었다(p<0.05). 자율신경군에서 는 안정 시에 비해 유의한 차이는 없었다. 또한 ΔERP 는 모든 군에서 안정시에 비해 유의한 변화는 없었고, 신경 절제 후에도 각각 4 군간의 ΔERP는 차이가 없 었다(Table 1).
심근 허혈시 ERP의 변화
허혈시 모든 군의 허혈지역에서의 ERP는 허혈 전에 비해 유의하게 연장되었고(p<0.05), 정상지역에서의 ERP는 허혈전에 비해 유의한 변화는 없었지만, 미주신 경군의 ERP가 다른 군에 비해 유의하게 단축되어 있 었다(p<0.05)(Table 1).
심근 허혈시 심실 빈맥과 EAD 및 ΔERP의 관계
심근 허혈시 각 군의 심실 빈맥의 발생은 대조군 1마 리, 성상군 3마리, 미주신경군 6마리, 자율신경군 2마 리로 대조군에 비해 미주신경군에서 유의하게 많이 발 생하였으나(p<0.05), 성상군 및 자율신경군에서는 대조 군과 유의한 차이가 없었다(Fig. 4). ΔERP는 모든 군 에서 허혈 전에 비해 유의하게 연장되었지만(p<0.05), 심근 허혈 60분후의 ΔERP는 미주신경군에서 성상군 과 자율신경군에 비해 연장되는 경향이 관찰되었다(Ta- ble 1). 또한, 심실 빈맥이 발생하였을 때의 ΔERP는 심실 빈맥이 발생하지 않았을 때에 비해 성상군과 미주 신경군에서 유의하게 연장되었고(Table 2), 모든 군을 심실 빈맥이 발생한 군과 발생하지 않은 군으로 다시 나누었을 때의 ΔERP는 각각 51.3±11.3 ms와 24.5±
Table 1. ERPs from 4 different sites and ΔERP in each stage of baseline, denervation, ischemia, or reperfusion Groups ERPLA(ms) ERPLB(ms) ERPRA(ms) ERPRB(ms) ΔERP(ms) Control 230.6±17.6 227.5±17.3 231.3±20.5 229.4±20.8 18.1± 5.3 Stellectomy 234.4±26.8 225.0±21.2 229.4±27.4 223.8±24.3 21.3± 5.2 Vagotomy 239.4±16.6 231.3±17.3 238.8±15.1 228.8±17.3 19.4±11.2 Baseline
Autonomic denervation 230.6± 9.4 225.0±11.0 237.5±10.4 227.5±8.9 19.4± 8.6 Control 230.6±17.6 227.5±17.3 231.3±20.5 229.4±20.8 18.1± 5.3 Stellectomy 243.1±25.5* 238.1±26.6* 240.0±32.5 238.8±30.2* 18.8±11.3 Vagotomy 221.9±17.5* 211.9±18.3* 216.9±10.7* 211.3±18.7* 23.1± 7.0 Denervation
Autonomic denervation 231.3±12.2 228.8±11.3 239.4± 9.4 230.6± 7.8 21.3± 7.4 Control 255.6±20.0† 254.4±27.4† 234.4±19.2 229.4±18.8 30.6±11.5† Stellectomy 252.5±25.4† 248.1±29.4† 247.5±25.1 245.0±28.3 29.4±15.0† Vagotomy 229.4±29.7† 220.0±33.9† 192.5±16.7 182.5±20.7 48.1±19.6† Ischemia
Autonomic denervation 238.8±22.2† 236.3±13.0† 248.8±19.1 235.0±17.1 30.0±12.5† Control 242.5±24.2 235.0±23.3 226.3±11.9 220.0±13.0 26.3±17.5‡ Stellectomy 255.6±23.5 249.4±24.0 243.8±26.4 240.6±23.7 26.3±11.3‡ Vagotomy 231.9±34.3 218.8±34.4 227.5±16.0 220.6±23.7 28.8±16.4‡ Reperfusion
Autonomic denervation 241.3±10.3 235.0±11.6 245.0±10.0 236.3±10.9 21.9±13.9‡ Values are mean±SD
ΔERP：highest ERP-lowest ERP from 4 different sites
ERPLA：ERP on apex of ischemic area, ERPLB：ERP on base of ischemic area, ERPRA：ERP on apex of non-ischemic area, ERPRB：ERP on base of non-ischemic area, *p<0.05, vs. baseline value in each group, †：p<0.05, vs. den- ervation value in each group, ‡：p<0.05, vs. ischemia value in each group
8.9 ms로 심실 빈맥이 발생하였을 때의 ΔERP가 유의 하게 연장되었다(p<0.05). EAD는 대조군 3마리, 성상 군 2마리, 미주신경군 3마리, 자율신경군에 3 마리로 성상군에서 가장 적게 발생하였으나 유의성은 없었고, 심근 허혈시 심실 빈맥과 ΔERP는 모두 EAD와는 통 계적 유의성이 없었다.
재관류시 ERP의 변화
재관류시의 허혈 지역 및 정상 지역의 ERP는 허혈시 에 비해 유의한 차이가 없었고 각 군간에도 유의한 차 이가 없었다. ΔERP는 허혈시에 비해 유의하게 단축되 었지만(p<0.05), 각 군의 ΔERP는 상호간에 유의한 차 이가 없었다(Table 1).
재관류시 심실 빈맥과 EAD 및 ΔERP의 관계
재관류시 각 군에서 발생한 심실 빈맥은 대조군 2마 리, 성상군 1마리, 미주신경군 4마리, 자율신경군 2마리 로 미주신경군에서 가장 많이 발생하였으나 통계적인
유의성은 없었다(Fig. 4). 또한 각 군에서 발생한 EAD 는 대조군 4마리, 성상군 2마리, 미주신경군 3마리, 자 율신경군 3마리로 대조군에서 심근허혈시 관찰되지 않 았던 1마리의 개에서 EAD가 더 관찰되었지만 마찬가 지로 통계적인 유의성은 없었고, 재관류시 심실 빈맥과 EAD에는 통계적으로 유의한 관계가 없었다. 또한 재 관류시 심실 빈맥이 발생하였을 때의 ΔERP는 45.6±
6.8 ms로 발생하지 않았을때의 ΔERP인 18.1 ±7.4 ms에 비해 유의하게 연장되어 있었지만(p<0.05), Δ ERP와 EAD는 유의한 관계가 없었다.
고 찰
심근 허혈 및 재관류 시기에 발생하는 심실 빈맥은 관 여하는 기전이 현재까지 정립되어 있지 않고 회귀, 자 동능의 변화, 유발능 등의 기전이 복합적으로 관여한다 고 알려져 있다.4) 2분에서 10분사이의 비교적 짧은 시 간동안 심근 허혈이 발생하였을 때 심실 빈맥은 주로 회귀 기전에 의해 발생하는 것으로 알려져 있으나,5) 심 근 허혈시 성상 신경절을 자극하면 EAD의 발생이 촉 진된다고 윤 등이 보고하였다.6) 또한, 15분 이상의 심 근 허혈이 지속되면 내인성 카테콜아민에 의해 자동능 이 비정상적으로 증가하여 심실 빈맥이 발생하거나,7) 균등하지 않은 전도 속도에 의해서 심실 빈맥이 발생할 수 있다고 보고된 바가 있어8) 특히 지속적인 심근 허 혈시에 발생하는 심실 빈맥의 기전은 정립되어 있지 않 는 상태이다. 또한, Priori 등은 심근 허혈후 재관류 시 기에 교감 신경이 자극되면 EAD와 심실 빈맥의 빈도 가 증가되고 후탈분극이 유발 활성을 생성하여 심실 빈 맥을 유발시킨다고 추정하였으나,2) Vera 등은 EAD는 Table 2. Differences of ΔERP between dogs with ventricular tachycardia and dogs without ventricular tachyca- rdia during ischemia and reperfusion (mean±SD)
Ischemia Reperfusion
Groups
ΔERPVT (ms) ΔERPNVT (ms) ΔERPVT (ms) ΔERPNVT (ms)
Control 50.0± 0.0 27.9± 9.1 50.0±14.1† 18.3±9.3
Stellectomy 46.7± 5.8* 19.0± 4.2 50.0± 0.0† 22.9±6.4
Vagotomy 56.7±13.7* 22.5± 3.5 43.8± 4.8† 13.8±2.5
Autonomic denervation 42.5± 3.5 25.8±11.6 42.5± 3.5† 15.0±6.3
Total 51.3±11.3* 24.5± 8.9 45.6± 6.8† 18.1±7.4
ΔERPVT：the difference between maximum and minimun ERP in dogs with ventricular tachycardia, ΔERPNVT： the difference between maximum and minimum ERP in dogs without ventricular tachycardia. *：p<0.05, vs. Δ ERPNVT during ischemia, †：p<0.05, vs. ΔERPNVT during reperfusion
Fig. 4. Incidence of ventricular tachycardia in each group during ischemia and reperfusion. *：p<0.05.
자율 신경을 절제한 개에서 심근 허혈과 재관류시에 대 부분의 경우에 나타나며, 심실 세동이 발생하기 전에 소 실되는 경우가 있어서 재관류시에 발생하는 심실 빈맥 의 주요 기전이 아닐 가능성이 많다고 보고한 바가 있 어,3) 재관류시에 발생하는 심실 빈맥의 기전도 정립되 어 있지 않은 실정이다.
본 연구에서는 개의 자율 신경을 절제한 후 심근 허 혈 및 재관류시에 심실 빈맥과 자율 신경과의 연관성을 조사하였다. 또한, 심근 허혈과 재관류시에 여러 지역에 서 ERP를 측정하여 회귀 기전의 중요 구성 요건이 되 는 ERP의 지역적 불균질성을 관찰하였고, Franz에 의 해 개발된 접촉 전극을 이용하여 단상성 활동전압을 측 정하면서 EAD의 유무를 관찰하였다.9) 접촉 전극을 이 용한 단상성 활동전압은 미세 전극을 이용한 막 활동 전압보다는 낮은 진폭을 나타내지만 막 활동 전압의 지 속 시간 및 제 2 및 제 3 상에 해당되는 재분극 곡선 부위 의 변화는 미세 전극을 이용한 막 활동 전압에서보다 오히려 더 충실한 정보를 제공해주며,10) 미세 전극을 이 용한 막 활동 전압의 관찰은 실제 심박동이 유지되고 있 는 심장에서는 여러 가지 제한이 있는 반면에 흡입 전 극이나 접촉 전극을 이용한 단상성 활동전압의 측정은 안전하면서도 박동하는 심장의 국소 부위에서 단상성 활동전압의 관찰이 가능하다는 장점이 있다. 본 실험에 서도 허혈 심근 지역과 정상 심근 지역에서 제 2 및 제 3 상에서 발생하는 EAD를 관찰하기 위해서 심외막 접 촉 전극을 사용하여 단상성 활동전압을 측정하였다.11)
실험의 제 1 단계로 자율 신경계의 절제 후 각 지역의 ERP를 측정하였다. 미주 신경을 절단하였을 때 ERP 가 단축되었던 것은 교감 신경을 자극하여 ERP의 변 화를 관찰한 연구와 일치하는 소견이며,12) 교감 신경을 절제하였을 때에는 ERP가 연장되고, 양 신경을 모두 절 단하면 ERP의 변화가 없는 것으로 보아서 ERP는 자 율 신경계의 영향을 받음을 알 수 있었다. 반면에 Δ ERP는 자율 신경계의 절제 전후로 유의한 변화가 없 어서 자율 신경계의 영향은 심근 지역에 관계없이 일정 하게 ERP에 영향을 미친다고 생각된다. 제 2 단계로 자 율 신경을 절제한 각 군에서 60분간 심근 허혈을 유발 한 후 ERP를 측정하였다. ERP는 모든 군의 심근 허혈 부위에서는 연장되었는데 이것은 재분극후 불응기(po- strepolarization refractoriness)로 인해 부분적으로
허혈 상태에 있는 심근에서 완전 재분극 후에 흥분도의 회복이 지연되는 현상에 의한 것으로 생각되며, 이런 현 상은 정상적으로 분극이 형성된 심근에서는 흥분성(ex- citability)의 회복이 재분극의 시간 경과에 따라서 생 기지만, 부분적으로 탈분극이 되어 있는 허혈 심근에서 는 완전한 재분극 후에도 흥분성이 회복되지 않기 때문 이라고 설명할 수 있다.13) 또한, 심근 허혈의 초기에 허 혈 심근에서 발생하는 교감신경의 제신경(sympat- hetic denervation)은 칼륨, 수소 이온, 및 아데노신같 은 허혈성 물질의 축적으로 신경축(axon)의 전도가 억 제되어 발생하며, 이런 현상은 과도한 카테콜아민에 대 한 심근의 보호 작용을 하지만 지역적인 교감 신경의 불균형을 야기시켜서 급성 심근 허혈시에 부정맥을 발 생시키는 기전이 될 수 있다.1) 본 연구에서도 미주 신 경을 절제하여 교감 신경의 영향을 극대화시킨 미주신 경군의 허혈 심근에서도 그밖의 다른 군과 마찬가지로 ERP가 연장된 것은 교감신경의 제신경으로 인해 재분 극후 불응기 현상이 허혈 심근에서 발생하였다고 볼 수 있다. 미주신경군에서는 정상 심근에서 상대적으로 과 도한 교감 신경으로 인해 ERP가 단축되어 ΔERP가 허혈전에 비해 가장 많이 증가되었고, 미주신경군의 Δ ERP는 성상군과 자율신경군에 비해 연장되는 경향이 관찰되었다. 이는 심근 허혈시 교감신경이 ΔERP를 증 가시키는데 관여함을 간접적으로 시사해주는 소견으로 생각된다. 미주신경군에서 심실 빈맥이 대조군에 비해 유의하게 많았으나, 성상군에서는 대조군에 비해 유의 하게 감소되지 않았다. 또한 심실 빈맥이 발생한 군의 ΔERP가 발생하지 않았던 군의 ΔERP보다 유의하게 증가되어 있었다. 반면에 각 군별로 심실 빈맥의 빈도 는 EAD의 빈도와 각 군별로 유의한 차이가 없었다.
이러한 결과는 심근 허혈시의 심실 빈맥은 유발활성의 기전과는 연관성이 적었고, 회귀의 조건이 되는 ΔERP 의 연장과 상관 관계가 있음을 시사해 준다. 또한, 교감 신경계가 ΔERP를 결정하는 요소 중의 하나임을 알 수 있었다. 실험의 제 3 단계로 좌전 하행지의 결찰을 제 거하여 재관류를 시행하였다. 재관류 30분에 ERP는 허혈시에 비해 유의한 변화는 없었으나, 각 군에서의 ERP의 증감으로 ΔERP는 허혈시에 비해 유의하게 감 소하여 재관류 30분후에는 각 군간의 ΔERP는 유의한 차이가 없었다. 이것은 심근 허혈로 인한 ΔERP의 비
균일성이 재관류 30분에는 소실되었음을 간접적으로 시사해주는 소견이라 할 수 있고, 또한 허혈 심근에 재 관류가 되면 교감신경의 제신경 현상이 소실되어 ERP 의 지역적 차이가 감소된다는 보고와 일치한다.14) Ka- plinsky등은 자율신경계가 재관류시에 발생하는 부정 맥에 미치는 영향은 아직 명확하지 않고, 여러 요인이 관여할 가능성이 있다고 보고하였다.15) 재관류시 부정 맥은 급성 심근 허혈시 부정맥과는 다른 기전으로 인해 발생하며, α-아드레날린수용체(α-adrenoreceptor) 의 자극으로 유발되는 EAD가 관여할 가능성이 있으
나,2)16) 심근 허혈과 재관류시에 자율 신경의 자극 및
절제와 관계없이 많은 개에서 EAD가 기록되고 심실 세 동이 발생하기 전에 소실되는 현상이 관찰되어 Vera 등 은 EAD가 심실 빈맥과 연관 관계가 없다고 보고하였 으나3) 다른 기전이 존재할 가능성을 제시하지는 못하였 다. 본 연구에서는 재관류시 심실 빈맥과 EAD 및 ERP와의 관계를 확인하기 위해서 재관류시 30분간 EAD를 관찰하고 심근의 각 지역에서 ERP를 측정하면 서 심실 빈맥의 빈도를 분석하였다. 재관류시 심실 빈 맥은 미주신경군에서 가장 많았지만, 대조군에 비해 차 이가 없었고, 성상군에서 가장 적게 발생하였지만 역시 대조군과 차이는 증명할 수 없었다. 재관류시에 발생하 는 심실 빈맥은 자율신경계의 활성도와 관련이 적음을 시사해주는 소견이나 향후 좀 더 다수의 실험군을 통해 재규명해야 할 것으로 생각된다. EAD의 유무는 심실 빈맥과는 연관성이 없었고, 각 군간의 차이도 관찰되지 않아서 Vera 등의 보고와 일치하였다.3) 그렇지만, 재관 류시 자율 신경의 절제 유무와 관계없이 심실 빈맥이 발생한 군과 발생하지 않은 군으로 분류하여 ΔERP를 비교하면, ΔERP는 심실 빈맥이 발생한 경우에 유의하게 증가되어 있어서 자율신경계 이외의 다른 요인으로 인 해 ΔERP가 증가되어 심실 빈맥이 유발되는 것으로 생각된다.
따라서 자율신경계는 심근 허혈시 ΔERP를 결정하는 중요한 요인이나 재관류시에는 다른 복합적 요인이 Δ ERP를 결정하는 데 관여할 가능성이 있으며, 향후 재관 류시 ΔERP를 결정하는 인자에 대한 연구가 있어야 할 것으로 생각된다. 또한, 심실 허혈 및 재관류시에 발생 하는 심실 빈맥은 EAD의 유무와는 연관이 없었고, Δ ERP와 관련이 있었던 것으로 보아서 회귀가 심실 빈 맥의 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.
요 약
연구목적：
심실 빈맥은 심근 허혈 및 재관류시 드물지 않게 관 찰되며, 사망률을 증가시키는 요소 중의 하나이다. 그러 나 심근 허혈 및 재관류시에 발생하는 심실 빈맥의 기 전에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 본 연구의 목적 은 자율 신경계가 심실 빈맥에 미치는 영향 및 심실 빈 맥 발생의 주요 기전에 대해 연구하고자 하였다.
방 법：
총 32마리의 잡종개를 대상으로 자율 신경을 절제하 지 않은 대조군, 양측 성상 신경절을 절제한 성상군, 양 측 미주 신경을 절제한 미주신경군, 양측 성상 신경절 및 미주신경을 절제한 자율신경군으로 분류하였다. 각 군별로 신경 절제, 허혈, 및 재관류를 시행하면서 유효 불응기(effective refractory period, ERP)를 각 실험 단계별로 허혈 심근의 심첨부와 기저부, 정상 심근의 심 첨부와 기저부에서 측정하여 최대 유효 불응기 차이(Δ ERP)를 계산하였고, 조기 후탈분극(early afterdep- olarization, EAD)는 단상성 활동전압을 통하여 관찰 하였다.
결 과：
1) 심근 허혈시 ΔERP는 각 군에서 허혈 전에 비해 유의하게 연장되었지만, 심근 허혈 60분 후의 미주신경 군의 ΔERP는 성상군과 자율신경군의 값에 비해 연장 되는 경향을 보였다.
2) 심근 허혈시 심실 빈맥은 미주신경군에서 가장 많이 발생하였고 대조군에 비해 유의한 차이를 보였지 만, 성상군과 대조군에서는 빈도의 차이가 없었다. 또 한, 심실 빈맥이 발생한 군의 ΔERP는 발생하지 않은 군에 비해 유의하게 연장되어 있었다. 반면에 EAD는 각 군에서 유의한 차이가 없었고 EAD의 유무도 심실 빈맥의 유무와는 관계가 없었다.
3) 재관류시 ΔERP는 허혈시에 비해 유의하게 단축 되어, 재관류 30분 후에는 각 군간에는 허혈 전과 같이 유의한 차이가 없었다. 재관류시 심실 빈맥은 미주신경 군에서 가장 많이 발생하였지만, 각 군간에 유의한 차 이는 없었다. EAD의 유무도 심실 빈맥과는 연관성이 없었으나, 재관류시 심실 빈맥이 발생하였을 때의 Δ ERP는 발생하지 않았을 때의 값에 비해 유의하게 연
장되었다.
결 론：
허혈시에는 교감 신경이 ΔERP의 연장과 심실 빈맥을 유발하는데 관여하는 것으로 생각된다. 그러나, 재관류 시의 ΔERP는 자율신경계 이외의 다른 요인에 의해서 도 영향을 받고, ΔERP의 연장에 의해 심실 빈맥이 발 생된다고 생각된다. 그러나, 심근 허혈 및 재관류시에 발 생하는 심실 빈맥은 EAD의 유무와는 관계가 없고, Δ ERP의 연장과 유의한 관계가 있어서 심근 허혈 및 재 관류시의 심실 빈맥은 주로 회귀 기전에 의한 것으로 사료된다.
중심 단어：심실 빈맥・심근 허혈・재관류・ΔERP・
조기 후탈분극.
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