서 론
뇌허혈 후 발생되는 c y c l o o x y g e n a s e ( C O X )의 활성화 에 의해 arachidonic acid를 경유한 p r o s t a g l a n d i n ( P G )과 t h r o m b o x a n e ( T X )의 대사가 촉진된다. COX에 는 type 1(COX-1)과 type 2(COX-2) 두 가지 종류가 있다. COX-1은 다양한 조직에서 발현되는데 혈소판, 위장
관 점막 및 신장 등에서 관찰할 수 있고,1 , 2C O X - 2는 외부 자극에 의해 유도가 가능한 효소로 주로 백혈구 및 뇌조직 에서 발현된다.3C O X - 2의 활성화는 염증반응에 의한 조직 손상의 중요한 기전으로 뇌허혈성 손상시 동반되는 염증반 응과 관련이 있다.4 - 6 C O X - 2의 활성화는 다양한 e i c o s a n o i d s와 유리기(free radical)를 생산하여 뇌허혈 시에 중요한 이차적 손상기전으로 작용하는데 허혈과 재관 류 시에 뇌혈관세포에서 그리고 뇌허혈에 의한 경색부위 주 변의 신경조직에서 C O X - 2의 발현이 관찰된다.7 - 8
최근 C O X의 활성화를 억제하여 뇌허혈에 의한 손상을 억제하고자하는 연구들이 진행되고 있다.9 - 1 1 비스테로이드 성 항염증약물들(non-steroidal anti-inflammatory drugs, 이하 N S A I D s로 함)은 C O X - 2의 활성을 억제하므 로 허혈성 신경세포손상 억제에 대한 연구에 사용된다.1 2 - 1 4 그러나 C O X - 2의 활성화에 의한 이차적 신경조직의 손상에
일과성 전뇌허혈 후 뇌조직내 Polyamine 함량 변동과 신경세포 손상에 대한 I b u p r o f e n의 효과
계명대학교 의과대학 신경과학교실, 약리학교실*
이승환환이성룡*환임정근환이 형환이상도
Effect of Ibuprofen on the Changes of Polyamine Level and Neuronal Cell Damage after Transient Global Ischemia in Gerbil
Seung-Hwan Lee, M.D., Seong-Ryong Lee, M.D.,* Jeong-Geun Lim, M.D., Hyung Lee, M.D., Sang-Doe Yi, M.D.
Departments of Neurology and Pharmacology,* School of Medicine, Keimyung University
Background : In brain ischemia, increased arachidonic acid metabolism can play important roles in neuronal dam- age. Ibuprofen was reported to have a protective role against neuronal damage in focal brain ischemia and reperfusion.
The present study was designed to investigate whether ibuprofen can inhibit the global ischemia-induced neuronal dam- age and changes of polyamine (PA) level which is known to related to the neuronal damage, breakdown of blood brain barrier, and brain edema. Methods : Male Mongolian gerbils were used in this study. Transient global ischemia was induced by occlusion of bilateral common carotid arteries for 3 min with microclips. Ibuprofen was administered imme- diately after ischemia. The animals were sacrificed one day after ischemia for PA measurement and sacrificed 5 days after ischemia for histological evaluation. Histological examination was performed by counting surviving neuronal cells in one mm of CA1 area in dorsal hippocampus. Results : Cerebral cortex and hippocampal putrescine(PU) levels in vehicle-treated ischemic group significantly increased comparing to sham-operated animals and the increase of PU was attenuated by ibuprofen administration (50 mg/kg). Hippocampal spermine level decreased significantly after ischemia.
Hippocampal neuronal cell damage in CA1 area was markedly observed in vehicle-treated animals compared to sham operated animals. Ibuprofen administration at the dose of 50 mg/kg significantly inhibited hippocampal CA1 neuronal damage compared to vehicle-treated animals. Conclusions : Ibuprofen attenuates PA response following transient glob- al ischemia and may have putative neuroprotective effect against neuronal damage induced by global ischemia.
J Korean Neurol Assoc 20(3):265~272, 2002
Key Words : Global ischemia, Polyamine, Ibuprofen, Neuronal damage, Hippocampus, Neuroprotection
Manuscript received December 19, 2001.
Accepted in final form March 13, 2002.
* Address for correspondence Sang-Doe Yi, M.D.
Department of Neurology,Keimyung University School of Medicine,
194 Dongsan-dong, Daegu, 700-310, Korea Tel : +8 2 - 5 3 - 2 5 0 - 7 8 3 2 Fax : +8 2 - 5 3 - 2 5 2 - 1 6 0 5 E-mail : s d l e e @ d s m c . o r . k r
관한 연구는 주로 국소 뇌허혈 모델을 사용했으며 전뇌허혈 모델을 통한 연구는 드물다. NSAIDs 중 특히 i b u p r o f e n 의 허혈성 신경세포 손상의 억제작용에 대한 연구는 드물 다. Ibuprofen이 신경 보호작용을 나타낼 수 있는 가능성 을 뒷받침할 수 있는 작용들을 나열해보면 첫째, 뇌혈관 수 축에 의한 혈류량 감소를 억제시키며,1 5 - 1 6둘째, COX의 활 성화를 억제하여 염증에 의한 신경조직 손상을 억제하며,9 셋째, glutamate에 의한 신경 독작용을 억제하는 작용1 7 등이 있다.
포유류에 존재하는 p o l y a m i n e ( P A )은 p u t r e s c i n e (PU), spermidine(SD) 및 spermine(SM) 등으로 구성 되며 P A은 거의 모든 살아있는 세포에 존재하면서 세포의 성장, 발육 및 분화 등에 관여한다.1 8 - 1 9내인성 P A은 중추 신경계에서 다양한 작용을 하는데 주로 신경전달체나 신경 조절물질로 작용한다.2 0 또한 뇌내 P A은 다양한 종류의 자 극들 즉 화학적, 물리적 및 대사성 자극 등에 의해 합성이 촉진되면 P A이 축적되어 신경세포 손상, 뇌부종 및 혈뇌장 벽(blood brain barrier)의 파괴 등을 일으킨다. PA은 세포내 칼슘 함량을 증가시키고,2 1 - 2 2흥분성 아미노산을 유 리시키는 작용을 나타낸다.2 3 Paschen 등2 4은 허혈과 P A 대사의 관계를 연구한 결과 특히 P U은 정상적으로 뇌에서 매우 낮은 함량으로 존재하는데 허혈에 의해 함량이 과다하 게 증가하면 신경세포에 매우 유해하다고 하였다. 따라서 PA 대사에 관련된 효소를 억제하여 P A의 과다한 축적을 억제하여 뇌를 보호하려는 연구들이 시도되고 있다.2 5 - 2 6
이에 본 연구에서는 gerbil 모델을 사용하여 일시적 전뇌 허혈을 유발시킨 후, NSAIDs의 하나인 i b u p r o f e n이 허 혈성 손상과 관련된 P A의 함량증가와 신경세포 손상을 억 제할 수 있는지 규명하고자 하였다.
대상과 방법 1. 실험동물
본 연구에서 체중 60~80 g의 웅성 Mongolian ger- b i l s (Meriones ungiculatus)을 같은 장소에서 동일한 사료로 사육하여 사용하였다.
2. 전뇌허혈 유발 수술 및 약물 투여
Chloral hydrate(Sigma Chemical Co., St.
Luise, MO, USA) 400 mg/kg을 복강 내에 투여하여 마취시킨 후 목 중앙에 2 cm 정도의 피부를 절개한 후 양 측 총경동맥을 주위의 미주신경과 정맥들로 부터 조심스럽 게 분리한 후 미세 클립( m i c r o c l i p )으로 3분간 결찰한 후 재관류를 실시하였다. 재관류는 육안으로 확인하였고 이후 피부를 봉합하였다. 저체온으로 인한 영향을 배제하기 위해 열판(CMA, Stockholm, Sweden)과 백열등을 이용하여 수술 및 수술 후 세 시간 동안 직장온도를 3 7±0 . 5℃로 유 지하였다. 본 실험에서 ibuprofen(Sigma Chemical Co., St. Luise, MO, USA)은 증류수에 녹인 후 사용하 였는데 투여용량을 각각 10, 25 및 50 mg/kg으로 하였 고 몸무게 100 g 당 0.2 ml가 되도록 농도를 맞추어 주
사하였다. 약물은 허혈 유발 직후에 복강내로 투여하였다.
허혈 대조군은 약물과 동일한 양의 증류수를 역시 허혈 유 발 직후에 복강내로 투여하였다.
3. 실험군
본 실험에는 5 종류의 군으로 나누었으며 아래와 같다.
(1) Sham 수술군: 마취 후 총경동맥을 노출시키고 허 혈 및 약물처치를 하지 않은 비허혈 대조군(PA 측정, n=5; 조직학적 관찰, n=6)
(2) Vehicle 투여군: 허혈 유발 수술 및 약물과 동일한 양의 증류수를 투여한 군(PA 측정, n=5; 조직학적 관찰, n = 6 )
(3) Ibuprofen 10 mg/kg 투여군: 허혈 유발 수술 및 10 mg/kg의 i b u p r o f e n을 투여한 군(PA 측정, n=4; 조 직학적 관찰, n=6)
(4) Ibuprofen 25 mg/kg 투여군: 허혈 유발 수술 및 25 mg/kg의 i b u p r o f e n을 투여한 군(PA 측정, n=4; 조 직학적 관찰, n=6)
(5) Ibuprofen 50 mg/kg 투여군: 허혈 유발 수술 및 50 mg/kg의 i b u p r o f e n을 투여한 군(PA 측정, n=5; 조 직학적 관찰, n=8)
4. PA 추출 및 측정
P A의 추출과정은 S p r a g g와 H u t c h i n g s의 방법2 7에 준 하여 실시하였다. 수술 2 4시간 후 실험동물을 희생시켜 두 개골에서 즉시 뇌를 꺼내어 해마와 대뇌피질을 즉시 분리한 후 Eppendorf 튜브에 담아 측정 시까지 - 7 0℃ 냉동상태 에 보관하였다. 얼음으로 냉각시킨 0.4 M perchloric acid 용액(2 mM disodium EDTA 및 4×1 0- 5 M의 1 , 8 - d i a m i n o o c t a n e을 함유)을 조직 무게의 1 0배에 해 당되는 부피로 첨가한 후 뇌조직을 h o m o g e n i z e r를 이용 해서 균질화시켰다. 원심분리(12,000 g, 4℃, 15 min) 후 상층액을 분리하여 진공 건조시킨 후 1 M의 s o d i u m b i c a r b o n a t e용액 100 μl를 넣어 용해시킨 후 300 μl의 4-fluoro-3-nitrobenzotrifluride(FNBT) 시약을 넣어 6 0℃에서 20 분간 반응시키고 40 μl의 1 M histidine을 첨가하여 5분간 추가반응 시킨 후에 얼음으로 냉각시켰다.
그후 2 ml의 2 - m e t h y l b u t a n e으로 2회 P A을 추출해내 었다. 5분간 원심분리 후 유기 용매층을 분리하여 다른 시 험 관 에 옮 겨 질 소 가 스 하 에 서 건 조 시 킨 후 methanol(500 μl )로 재용해 시켰다. 재용해시킨 용액 20 μl를 Hamilton 주사기를 사용해 크로마토그라피에 주 사하여 분석하였다. 크로마토그라피에 이용된 이동상 (mobile phase)은 a c e t o n i t r i l e과 증류수의 비율을 8 6 대 1 4 (부피비)로 하였고 분석전 초음파를 이용해 1 0분간 가스제거( d e g a s s i n g )를 시킨 후 사용하였고, 이동상의 유 속은 분당 1 mL로 하였고, column은 R a i n i n사의 O D S C18 column [250 mm(길이)×4 mm(내경) ]을 사용하 였다. 분석은 UV(ultraviolet) 검출기로 242 nm에서 실 시하였다.
5. 조직학적 검사
실험동물을 허혈 5일 경과 후 chloral hydrate로 깊이 마취시키고 흉곽을 연 후 좌심실을 통해 헤파린(2 IU/ml) 이 처리된 phosphate-buffered saline(PBS, pH 7.2) 과 10% formalin 고정액으로 관류시켰다. 두개골에서 뇌 를 꺼낸 후 10% formalin에 보관하여 추가 고정시켰다 (24~48 시간). 뇌를 파라핀으로 포매시키고 r o t a r y m i c r o t o m e을 이용하여 6 μm 두께의 관상절편을 제작하 였다. 관상 뇌절편은 hematoxylin 및 e o s i n으로 염색하 였다. 해마 CA1 부위의 신경세포 손상정도는 정상 신경세 포를 현미경하에서 헤아려 결정하였고 좌, 우 양측 해마의 CA1 부위 중 정중간 부위의 1 mm 폭내에 존재하는 정상 추체 신경세포를 관찰하여 평균 수치를 계산하였다. 생존세 포와 손상된 세포와의 구분은 Eke 등2 8의 기준을 따랐다.
6. 시약
PU, SD, SM 및 1 , 8 - d i a m i n o o c t a n e은 S i g m a사 (Sigma Chemical Co., St. Luise, MO, USA)의 제품 을, FNBT는 A l d r i c h사(Sigma Chemical Co., St.
Luise, MO, USA)의 제품을 사용하였으며, acetonitrile 은 J.T. Baker사(J.T.Baker Co., Phillips- burg, NJ, USA)의 제품을 사용하였다.
7. 통계분석
본 실험의 결과 분석(PA 및 조직학)은 A N O V A를 이용 하였으며 사후 검증은 Scheffe test를 이용하였다. 모든 실험 결과는 평균±표준오차로 표시하였고, p 값이 0 . 0 5 미만일 때 통계학적으로 의의가 있다고 하였다.
결 과
1. 전뇌허혈에 의한 대뇌 피질P A의 함량변동 및 i b u p r o f e n의 효과
P U의 함량은 대조군인 sham 수술군( 9 . 5±0 . 8 nmol/g tissue)에 비하여 vehicle 투여군( 2 7 . 5±3 . 5 nmol/g tissue)에서 유의하게 증가하였으며( p < 0 . 0 1 , Fig. 1-A), 이러한 증가에 대해 ibuprofen 10 mg/kg 투여군( 2 9 . 2±4.3 nmol/g tissue)이나 25 mg/kg 투 여군( 2 7 . 4±3.9 nmol/g tissue)에서는 유의한 변동이 없었으나, 50 mg/kg 투여군에서는 유의하게 감소하였다 ( 1 9 . 7±1.5 nmol/g tissue, p<0.05, Fig. 1-A).
S D의 함량은 대조군인 sham 수술군( 1 6 8 . 2±2 . 5 nmol/g tissue)에 비하여 vehicle 투여군( 1 6 8 . 4±8 . 8 nmol/g tissue)에서 유의한 변동을 보이지 않았으며 (Fig. 1-B), ibuprofen 10, 25 및 50 mg/kg 투여군 (각각 1 5 8 . 2±5.2 nmol/g tissue, 158.8±5 . 2 nmol/g tissue 및 1 5 3 . 6±11.1 nmol/g tissue)에서
Figure 1. Changes of putrescine (A), spermidine (B), and spermine (C) levels in the gerbil cortex after global ischemia and effects of ibuprofen administration. Putrescine levels are given nmol/g wet tissue. *p<0.05 in comparison with vehicle- treated gerbils (VEH); **p<0.01 in comparison with sham- operated gerbils. n = 4-5. Sham: sham-operated; VEH: vehicle- treated; IB10: ibuprofen 10 mg/kg administered; IB25: ibupro- fen 25 mg/kg administered; IB50: ibuprofen 50 mg/kg adminis- tered gerbils. Data expressed as mean ±S E M .
도 vehicle 투여군에 비하여 유의한 함량변동이 없었다 (Fig. 1-B). SM의 함량은 대조군인 sham 수술군( 6 3 6
±17.2 nmol/g tissue)에 비하여 vehicle 투여군( 6 1 0
±17.2 nmol/g tissue)에서 유의한 변동을 보이지 않았 으며(Fig. 1-B), ibuprofen 10, 25 및 50 mg/kg 투 여군(각각 5 8 0±40 nmol/g tissue, 607.9±2 6 . 6 nmol/g tissue 및 5 5 5 . 4±32.8 nmol/g tissue)에서 도 vehicle 투여군에 비하여 유의한 함량 변동이 없었다 (Fig. 1-B).
2. 전뇌 허혈에 의한 해마 P A의 함량 변동 및 i b u p r o- f e n의 효과
P U의 함량은 대조군인 sham 수술군( 9 . 9±0 . 4 nmol/g tissue)에 비하여 vehicle 투여한 허혈 손상군 ( 2 2 . 1±2.1 nmol/g tissue)에서 유의하게 증가하였으며 (p<0.01, Fig. 2-A), 이러한 증가에 대해 i b u p r o f e n 10 mg/kg 투여군( 2 2 . 4±2.2 nmol/g tissue)이나 2 5 mg/kg 투여군( 2 0 . 5±3.6 nmol/g tissue)에서 유의한 변동이 없었는데 비해, 50 mg/kg 투여군에서는 유의하게 감소하였다( 1 5 . 9±1.4 nmol/g tissue, p<0.05, Fig.
2 - A ) .
S D의 함량은 대조군인 sham 수술군( 1 4 4 . 7±2 . 7 nmol/g tissue)에 비하여 vehicle 투여군( 1 5 0 . 2±6 . 3 nmol/g tissue)에서 유의한 변동이 없었으며(Fig. 2-B),
ibuprofen 10, 25 및 50 mg/kg 투여군(각각 1 3 6 . 3±
1.8 nmol/g tissue, 136.7±2.8 nmol/g tissue 및 1 3 4 . 7±7.2 nmol/g tissue)에서도 vehicle 투여군에 비하여 유의한 함량 변동이 없었다(Fig. 2-B).
S M의 함량은 대조군인 sham 수술군( 4 5 0 . 6±1 1 . 4 nmol/g tissue)에 비하여 vehicle 투여군( 4 0 2 . 8±1 1 . 7 nmol/g tissue)에서 유의하게 감소하였으며(Fig. 2-C), ibuprofen 10, 25 및 50 mg/kg 투여군(각각 4 1 2 . 0±
39.4 nmol/g tissue, 402.2±25.9 nmol/g tissue 및 3 8 5±16.2 nmol/g tissue)에서도 vehicle 투여군에 비하여 유의한 함량 변동을 보이지 않았다(Fig. 2-C).
3. 조직학적 소견
G e r b i l의 뇌조직 절편에 대한 광학현미경 소견은 해마 CA1 부위의 추체신경세포가 sham 수술군에서 2 9 4 . 5±
5.4 개에 비해 v e h i c l e을 투여한 허혈 손상군에서는 1 3 . 3
±3.7 개로 현저히 감소한 것을 볼 수 있었다( p < 0 . 0 1 , Fig. 3과 4). 이러한 신경세포손상에 대한 i b u p r o f e n의 효과를 관찰한 결과 10 mg/kg 투여군에서는 1 2 . 2±5 . 5 개로 감소하지 않았으며, 25 mg/kg 투여군에서는 5 1 . 7
±25.3 개로 신경세포 손상이 감소하였으나 유의하지 않았 다. Ibuprofen 50 mg/kg 투여군에서는 9 7 . 9±2 8 . 5 개로 신경세포손상이 유의하게 감소하였다(p<0.05, Fig.
3 , 4 ) .
Figure 2. Changes of putrescine (A), spermidine (B), and spermine (C) levels in the gerbil hippocampus after global ischemia and effects of ibuprofen administration. Putrescine levels are given nmol/g wet tissue. *p<0.05 in comparison with vehicle-treated gerbils (VEH); **p<0.01 in comparison with sham-operated gerbils. n = 4-8. Sham: sham-operated;
VEH: vehicle-treated; IB10: ibuprofen 10 mg/kg adminis- tered; IB25: ibuprofen 25 mg/kg administered; IB50: ibupro- fen 50 mg/kg administered gerbils. Data expressed as mean ± SEM.
고 찰
본 연구에서 g e r b i l에서 유발시킨 일과성 전뇌허혈 후 야 기된 PA 특히, PU의 함량 증가와 해마 신경세포 손상이 i b u p r o f e n의 투여에 의해 유의하게 억제되었다.
1. 전뇌 허혈에 의한 polyamine 함량 변동에 대한 i b u p r o f e n의 효과
본 연구는 i b u p r o f e n이 허혈에 의한 P A의 함량변동에 미치는 영향에 대해 처음 보고하는 것이다.
P A은 세포 성장, 암발생, 및 조직 손상 등에 관여한
다.1 8 , 2 5뇌내 PA 대사는 간질발작, kainate의 투여에 의
한 흥분성 뇌신경손상 및 허혈 등 다양한 자극이나 손상에 의해 영향을 받을 수 있으며, 또한 뇌조직 손상에 중요한 기전이 된다.2 9 - 3 2 P U는 PA 대사에서 속도조절 효소인 ornithine decarboxylase(ODC)의 활성증가에 의해 생 성이 증가되며, SD과 S M의 diamine 전구체로써 정상적 으로 뇌에 아주 미량으로 존재하나 스트레스성 자극 시에 효소의 활성화로 그 농도가 급격히 증가하는 물질이며 축적 시 신경조직에 유해하다. SD과 S M이 SD/SM N1- a c e t y l t r a n s f e r a s e ( S S A T )에 의해 아세틸화가 일어나고 이후 이들 물질이 PA oxidase에 의해 P U이 다시 생성되 는 반응도 P U의 함량 증가에 중요한 경로로 간주되고 있
다.3 3 SSAT 효소는 O D C와 마찬가지로 스트레스성 자극에 의해 빠른 시간 내에 활성화가 이루어지며 반감기가 짧은 효소이다.3 4 ODC 활성도의 증가 없이 P U의 함량 증가가 야기되는 경우가 있는데 이는 S S A T의 활성도가 증가하여 P U의 재합성이 이루어졌기에 가능하다.
PA 중 P U의 함량은 세포괴사 정도와 밀접한 관계가 있 으며,3 5 PU 함량의 증가정도는 스트레스 뿐만 아니라 심한 신경조직손상 정도를 잘 반영한다고 알려져 있다. 이 물질 은 뇌허혈시에 부종이나 허혈성 신경손상 등에 중요한 역할
을 하며3 5 - 3 6또한 간질에 의한 신경손상에도 관여한다.3 2 , 3 7
한편 PA 대사의 억제는 뇌손상을 줄인다는 보고들이 있 다. Paschen 등3 5은 흰쥐의 전뇌허혈 모델에서 O D C의 활 성 억제제 a l p h a - d i f l u o r o m e t h y l o r n i t h i n e이 PU 함량 을 유의하게 감소시킨 것을 관찰하였으며, Baskaya 등2 6 은 O D C를 억제시킨 후 허혈에 의한 부종형성을 억제한다 고 하였다. Dogan 등3 6은 P U의 함량 증가에 관여하는 또 다른 효소인 PA oxidase를 억제하여 허혈 시에 P U의 축 적을 막아 뇌부종 및 신경손상 등을 억제하였다고 하였다.
본 연구에서 3분간의 전뇌 허혈에 의해 대뇌피질과 해마에 서 P U의 함량이 sham 수술군에 비해 유의하게 증가하였 으며, 이 증가는 50 mg/kg의 i b u p r o f e n에 의해 유의하 게 감소하였다. 10 mg/kg와 25 mg/kg의 i b u p r o f e n에 서는 P U의 함량 증가를 유의하게 억제하지 못하는 것으로 Figure 3. Microphotographs of the hippocampal CA1 area in the gerbil 5 days after transient global ischemia (hematoxylin and eosin staining, ×200). Effect of ibuprofen administration on the number of surviving cells in the CA1 area of hippocampus five days after tran- sient global ischemia in gerbils. CA1 area in sham-operated (A), in vehicle-treated (B), in ibuprofen 10 mg/kg administered gerbils (C), in ibuprofen 50 mg/kg administered gerbils (D). Bar = 50 μm .
보아 i b u p r o f e n이 전뇌허혈에 의한 P A의 대사 변화에 영 향을 줄 수 있으려면 적어도 50 mg/kg에서 가능하다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 2 4시간 재관류 후에 동물 을 희생시켜 P A을 측정한 이유는 Paschen 등2 4의 연구에 근거하였다. 그들은 전뇌 허혈 후 8시간 후부터 P U의 함량 이 유의하게 증가하기 시작하여 2 4시간 재관류 후에 가장 높게 증가하였다.
본 연구에서 전뇌허혈 후 P U의 대사산물 중 해마의 S M 은 유의하게 감소하였으나 SD 함량은 변동이 없었으며 ibuprofen 투여군들에서도 유의한 변동이 없었다. 전뇌허 혈에 기인된 O D C의 활성화에 의한 PU 함량증가는 S - adenosylmethionine decarboxylase를 활성화시켜 S D과 S M의 함량 증가를 예상할 수 있으나, 전뇌허혈에 의 해 SSAT 역시 활성화가 되어 P U의 재합성 과정이 촉진되 어 S D과 S M의 함량이 증가하지 않은 것으로 생각된다. 이 는 일반적으로 외부자극에 의해 뇌내 PA 중 S D과 S M의 함량에는 유의한 변동이 없거나 오히려 유의하게 감소한다 는 연구3 8와 일치하는 결과다.
본 연구 결과만으로는 i b u p r o f e n이 P A의 대사에 어떻 게 영향을 미치는지 증거를 제시하기는 어렵지만, ibupro- fen 투여에 의해 허혈시 관찰되는 P U의 함량증가를 유의 하게 감소시킨 결과는 COX 억제 작용 이외에 i b u p r o f e n 이 또 다른 신경보호 기전이 있음을 시사한다.
2. 전뇌허혈에 의한 해마 신경세포 손상에 대한 i b u p r o f e n의 효과
허혈시에 C O X와 관련된 염증성 신경조직손상에 대해서 는 전뇌허혈보다는 국소 허혈에 의한 뇌경색 발생에 있어
더 많은 연구가 이루어 졌다.7 , 1 4 , 4 0 , 4 1뇌허혈시 중성구의 조 기 축적이 형태학적 및 생화학적으로 밝혀졌다. 정상 뇌의 소혈관에 염증세포가 전혀 없는 것과는 달리 허혈 부위의 뇌내 소혈관은 백혈구로 차고 이들 주위에 상당부분의 부종 이 형성된다. COX의 발현은 주로 국소 허혈에 의한 뇌경 색 부위의 주변조직에서 발견된다. 한편 허혈 손상시 과다 한 g l u t a m a t e의 농도에서 비롯되는 흥분성 신경 독작용은 이미 잘 알려져 있으며 g l u t a m a t e에 의한 염증성 손상에 대한 보고들이 있다. Glutamate는 신경세포에서 C O X - 2 를 발현시키는데,4 2 C O X - 2의 활성화가 g l u t a m a t e에 의 한 독작용에 있어 한 기전을 담당하는 것으로 생각한다. 또 한 역으로 P G는 시냅스 전달체계에도 관여해 g l u t a m a t e 의 분비에 영향을 준다.4 3 또한 허혈시에 g l u t a m a t e와 산 화성 스트레스가 신경세포에서의 전사인자( t r a n s c r i p t i o n f a c t o r )인 nuclear factor kappa B(NF-κB )를 유도한
다.4 4 - 4 5NSAIDs 혹은 그 대사물들이 C O X에 대한 작용 이
외에 다른 기전의 뇌 보호작용을 나타낼 수 있는데 대한 연 구들이 진행되고 있다. NSAIDs가 g l u t a m a t e의 대사효소 에 결합하여 뇌내 g l u t a m a t e의 농도조절에 관여할 수 있 다고 보고되어 COX 억제작용 외에 뇌 보호작용을 나타낼 수 있는 또 하나의 가능성을 제시하였고,4 6 - 4 7신경세포에서 의 N F -κB의 활성을 억제하였다는 보고4 8가 있다. 본 연구 에서는 전뇌허혈에 의한 해마의 신경세포손상을 5 0 m g / k g의 ibuprofen 투여로서 유의하게 감소하였다. 이 러한 결과는 i b u p r o f e n ,9 p i r o x i c a m과 f l u r b i p r o f e n1 2 의 전뇌허혈에 의한 뇌신경세포 손상억제에 관한 연구 성적 들과 일치한다.
결론적으로 i b u p r o f e n의 투여에 의해 일과성 전뇌허혈 에 의한 PA 중 P U의 함량변동이 억제되었고, 해마의 지연 성 신경세포 손상을 억제하였음을 미루어 보아 i b u p r o f e n 도 다른 종류의 NSAIDs 처럼 허혈성 신경세포 손상에 치 료제로 이용될 수 있을 것으로 생각한다. 그러나 i b u p r o- f e n의 약리작용과 PA 대사와의 관계규명에 대해서는 향후 추가 실험이 이루어져야 한다고 생각한다.
R E F E R E N C E S
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Figure 4. Effect of ibuprofen administration on the number of surviving cells in the CA1 area of hippocampus 5 days after transient global ischemia in gerbils. *p<0.05 in comparison with vehicle treated-gerbils. Sham, sham-operated (n = 6);
VEH, vehicle-treated (n = 6); IB10: ibuprofen 10 mg/kg administered(n = 6); IB25: ibuprofen 25 mg/kg administered (n = 6); IB50: ibuprofen 50 mg/kg administered gerbils (n = 8). Data are expressed as mean±SEM.
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