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Volume 3 | Number 2 2014
서 론
인체의 섬유주는 내피로 둘러싸인 세 층으로 구성된 결합조 직으로 다양한 성분으로 구성되어 있으며 섬유주 내에 존재 하는 섬유주세포는 여러 종류의 수용체가 발현될 뿐만 아니 라 섬유주를 통한 방수의 투과성을 조절함으로써 방수유출의 조절에 능동적으로 관여하며, 섬유주세포는 혈관내피세포, 탐 식세포의 역할과 함께 근육세포와 유사한 수축성을 나타낸 다. 섬유주는 안압조절에 주요한 역할을 담당하므로 녹내장의 발병기전 및 치료에 있어 중요한 연구대상이 되고 있다. 이에 인체의 섬유세포를 일차배양하여 시행하였던 실험적 연구결 과들을 요약해보고자 한다.
섬유주세포와 일산화질소
일산화질소(nitric oxide, NO)는 자유유리기로서 생리적인 매개역할뿐만 아니라 다양한 병리적 역할도 나타내는데 인체 의 안구 내에서 다양한 조직에서 발현되며 방수유출로에서도 NO가 발현된다. 섬유주를 통한 방수유출을 조절함에 있어서 endothelin과 길항하여 근육세포의 이완을 유발하는 효과가 있는 NO가 중요한 역할을 하며 아스코르빈산은 NO의 생성을 촉진시켜 섬유주 유출을 촉진할 수 있다. 이와 대조적으로 저 산소증 같은 병적인 경우 NO는 섬유주세포의 생존을 저하시 키며 에피네프린에 의한 세포고사를 매개하기도 한다. 따라서 정상적으로는 NO는 섬유주 유출을 촉진시키지만 NO의 농도 가 생리적 범위를 벗어날 경우 문제가 되는데, 과도하게 생성 이 억제되거나 고농도에 노출되면 여러 종류의 활성산소의 생 성을 촉진하여 산화스트레스를 유발하여 섬유주의 기능을 저 하시킬 것으로 생각한다.
스테로이드 제제는 녹내장을 유발하는데 덱사메타손과 트리 암시놀론을 섬유주세포에 노출시키면 NO의 생성을 저하시킬 뿐만 아니라 세포의 스트레스를 유발하며 섬유주세포의 활동 성도 저하시켰다. 한편 베바시주맙은 저농도에서는 NO의 생성 이나 섬유주세포의 생존에 유의한 영향을 미치지 않았으나 고 농도에 노출된 경우 섬유주세포의 생존을 유의하게 저하시키 는 것으로 나타났으므로 주의를 요한다.
섬유주세포의 산화스트레스와 노화
안구 내에서는 항상 활성산소가 방출되며 방수 내에도 다량 의 활성산소가 존재하고 이에 따른 조직의 손상을 막기 위한 다양한 형태의 항산화 방어체계가 존재한다. 방수 내에는 활 성산소가 지속적으로 생성되어 방수유출경로인 섬유주는 항 상 활성산소에 노출되어 있으므로 섬유주는 산화스트레스에 의한 손상을 받아 방수유출로의 저항을 증가시켜 녹내장을 유발할 수 있다. 산화스트레스는 녹내장성 시신경손상을 유발 할 뿐만 아니라 방수 내에는 다량의 활성산소가 발생하여 이 에 따른 산화스트레스에 의해 섬유주세포가 병적인 손상을 받아 안압이 상승되는 기전도 될 수 있다. 또한 원발개방각녹 내장에서 섬유주의 조직소견이 섬유주세포가 노화된 양상으 로 나타나는 것으로 보고되어 있다.
섬유주세포에서 산화스트레스는 여러 요인에 의해 유발될 수 있는데 고농도의 포도당에 노출될 경우 NO의 생성이 저하 되면서 eNOS uncoupling 기전에 의해 superoxide가 증가하면 서 peroxynitrite같은 유해한 반응성산소종의 생성을 증가시켜 산화스트레스를 유발한다. 또한 당뇨병이 지속될 경우 유해한 반응물질이 생성되어 조직에 축적되는데 메틸글라이옥살이 나 최종당화산물(advanced glycation end product)은 섬유주세 특집: 한국녹내장의 현황
녹내장과 섬유주세포의 기능
김 재 우
대구가톨릭의대
Journal of The Korean Glaucoma Society
JOURNAL OF THE KOREAN GLAUCOMA SOCIETY 14
포의 산화스트레스를 유발할 뿐만 아니라 섬유주세포의 노화 를 촉진하는 것으로 나타났다. 이에 대해 항산화물질은 산화 스트레스를 감소시킬 수 있는데 아스코르빈산과 dipyridamole 같은 항산화제는 NO의 생성을 촉진시켜 산화스트레스를 감 소시키며, 인슐린도 tetrahydrobiopterin의 신합성 경로에 작용 하여 NO의 생성을 촉진시킨다. 이러한 결과에 따라 항산화물 질이 섬유주세포의 산화스트레스를 억제하여 섬유주의 기능 을 유지시키며 노화를 지연시키는 역할을 할 수 있을 것으로 생각한다. 실제 erythropoietin, genistein, nitroglycerin 같은 물질을 스트레스 상태의 섬유주세포에 노출시키면 NO의 생성 이 증가되면서 유해한 반응성산소종의 생성이 감소하며 섬유 주세포의 생존을 촉진하는 것으로 나타났다.
섬유주 기능에 녹내장약제가 미치는 영향
베타차단제는 NO의 생성을 억제하였으며 이와 대조적으로 국소 탄산탈수효소억제제는 NO의 생성을 촉진하는 효과를 나타내었으며 이는 탄산탈수효소억제제의 또 다른 작용 기전 으로 생각한다. 섬유주에도 다양한 MMP (matrix metallopro- teinase)가 존재하므로 프로스타글란딘 제제가 MMP를 활성 화시켜 세포외기질을 분해하여 섬유주를 통한 방수유출을 촉 진할 가능성도 생각해 볼 수 있으나 실제 섬유주에 존재하는 MMP는 공막이나 섬모체 근육에 존재하는 MMP와는 다른 종류로 구성되어 있으므로 프로스타글린딘 제제는 섬유주에 서 방수유출을 촉진하는 역할은 기대하기 힘들며, 지방세포 의 분화를 억제하여 눈꺼풀 위축을 유발하는 것으로 나타났 다. 임상적으로 사용되는 동공 산동제와 축동제는 고농도 또 는 단기간에 자주 점안할 경우 섬유주세포의 생존을 저하시 킬 수 있으나 일산화질소의 생성에는 영향을 주지 않는 것으 로 보아 단시간에 섬유주를 통한 방수유출에는 영향을 끼치 지 않을 것으로 생각한다.
결 론
이상에서 살펴본 바와 같이 섬유주의 기능은 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있으며, 섬유주세포에 영향을 미치는 산
화스트레스에 대해 항산화제제들은 산화스트레스를 감소시 켜, 세포노화를 방지하여 섬유주의 기능을 유지하는 역할을 함을 알 수 있다. 직접적으로 섬유주를 통한 방수유출을 촉진 시키는 약제는 아직 임상적으로 개발되어 사용되지 않고 있는 데 ROCK (Rho-associated coiled coil-forming protein kinase) 저해제는 섬모체근육에는 영향을 주지 않고 섬유주를 이완 시켜 안압을 낮추는 효과가 있는 것으로 알려졌으며, 실제 ROCK 저해제인 Y-39983은 섬유주의 투과성을 증가시키는 것으로 나타났다. 따라서 향후 섬유주의 투과성을 증가시키는 약제에 대한 연구가 녹내장 약제의 개발에 중요한 방향이 될 것으로 생각한다.
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