[약리학] 자율신경계 약물 총론

신경계는 해부학적으로 CNS와 PNS, 기능적으로 ANS와 SNS로 나뉜다. 이 중 우리 의지와 상관없이 심장 박동, 호흡, 소화, 체온 조절 등 생명 유지에 필수적인 신체 기능을 조절하는 ANS(자율신경계)에 작용하는 약물 총론을 알아보자.

신경전달물질 중에 ACh(아세틸콜린 Acetyl/choline), D(도파민 Dopamine), NE(노르에피네프린 Norepinephrine), E(에피네프린 Epinephrine)은 약자로 사용한다.

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ANS(Autonomic Nervous System)

- sympathetic(교감)과 parasympathetic(부교감) division이 있다. 자율신경계 약물 총론은 이 2개 축을 기반으로 진행된다.

- 자율신경계는 신경절 이전 섬유가 공통적으로 ACh를 분비하고, 신경절 이후 섬유는 부교감신경의 경우 ACh, 교감신경의 경우 NE와 D를 분비한다. (예외적으로 땀샘은 교감신경이지만 ACh)

  * ENS(Enteric Nervous System) : 식도부터 distal colon까지 분포하며 대장운동, 분비와 조절에 기여한다.

 

Neurotransmitter (신경전달물질)

- Cholinergic fiber (콜린성 섬유) : ACh을 합성하고 분비한다. efferent, preganglionic, voluntary, post-ganglionic 중 대부분의 parasympathetic과 일부 sympathetic nerve fiber(위에서 언급했듯이 땀샘)에 해당한다.

- Adrenergic fiber (아드레날린성 섬유) : NE를 합성하고 분비한다. 대부분의 부교감 신경 섬유에 해당한다.

- Synthesis - Storage - Release - Termination of action - Receptor effects의 과정을 거친다.

  암기 : SSRTR로 암기한다. 합성하고 일단 저장해뒀다가 분비한다. 맨 마지막이 receptor effect임에 주의한다.

- D : CNS에서 중요한 물질이며, 과소 분비 시 파킨슨과 ADHD; 과다 분비 시 정신분열증(조현병)과 틱 발생한다.

  암기 : 도파민 중독은 당연히 뇌(CNS)에 작용하는 것이다.

- NE와 E는 부신수질(Adrenal Medulla)에서 분비된다.

  cf. 부신피질은 corticoid 2종류와 성 호르몬을 분비한다.

 

아세틸콜린

전체적인 작용 과정과, 각 과정을 촉진하고 억제하는 요소를 확인한다.

아세틸콜린 작용 과정

1. CHT(CHoline Transporter)가 ECF로부터 Na+와 Choline을 유입시킨다.

  저해하는 것이 Hemi/choli/niums (헤미촐리니움스)

2. 유입된 Ch은 Mt 유래 AcCoA와 만나서 ACh로 된다.

  이 과정의 효소는 ChAT(Choline Acetyl/transferase)

  암기 : 세포 안에 있던 고아(AcCoA)가, 세포 외부에서 들어온 콜린 씨와 채팅(ChAT)을 나누다가 결혼하여 ACh가 되었다.

3. ACh은 VAT에 의해 소포 안에 VPG와 결합된 형태로 저장된다.

  이 과정에서 H+가 소포 밖으로 나간다.

  소포 안에는 co-transmitter들과, ACh보다 큰 peptide transmitter들(느리고 지속적인 작용)이 함께 들어있다.

  저해하는 것이 Vesa/micol ('V'AT를 저해하니까 'V'esamicol) (베사미콜)

  암기 : 결혼한 ACh는 밭(VAT)으로 들어간다. 밭으로 못 들어가게 막는 것은 역시 V로 시작하는 Vesamicol이다.

4. 소포가 Exocytosis되며 ACh가 시냅스로 방출된다.

  Ca2+ 의존적이다.

  Botolinum toxin은 SNAPs와 VAMPs를 저해하여 ACh의 세포외배출을 저해한다.

5. 신경절 이후 세포의 receptor(cholino/receptor)와 결합한다.

6. Acetylcholin/sterase에 의해 Acetate + Choline으로 분해되거나, Presynaptic receptors(Hetero, ACh auto)에 의해 재활용된다.

 

노르에피네프린/도파민

amine계 물질이다. Catecholamine에는 D와 NE(일반적), E(주로 부신수질에서 분비)가 있다. 작용을 억제하고 촉진하는 기전을 명확히 구분해서 알아둔다.

노르에피네프린과 도파민 작용 과정

1. Na+와 Tyrosine(아미노산의 일종)이 유입된다.

2. TH에 의해 Dopa가 된다. (일단 어른이 되는 느낌)

  Me/tyrosine에 의해 저해됨 

  암기 : 굴러들어온 아이 Tyrosine(티로신)은 Tyrosine hydroxylase라는 스승을 만나 최고의 게이머 도파(DOPA)가 된다. 하지만 앞에 메시의 '메'가 붙은 Metyrosine이 작용하면 성장하지 못한다.

3. 어른이 된 Dopa는 Dopa decarboxylase에 의해 1차 전직하여 Dopamine(D)이 된다. 그 후 Dopamine 𝛽-hydroxylase에 의해 NE으로 2차 전직하고, NE는 또 Phenylethanolamine-N-methyltransferase에 의해 E로 3차 전직할 수도 있다.

  암기 : Dopa는 D, NE, E로 차례대로 전직한다. 작용하는 3종류의 효소를 알아둔다.

4. VMAT에 의해 소포 내에 저장된다.

  Reser/pine, tetra/benazine, deutetra-benazine에 의해 저해

  ATP, dopamine 𝛽-hydroxylase and peptide co-transmitters 등도 소포에서 함께 방출된다.

5. 시냅스로 방출되어 adrenoreceptors, monoamine receptor와 결합한다.

  * Bretylium, guanethidine에 의해 방출 저해

  * 원래는 Ca2+ 의존적인 과정인데 Tyramine, amphetamine, ephedrine: sympathomimetics에 의해 Ca2+ 비의존적 방출된다. ~> 카테콜아민 작용 촉진

6. 확산되거나 신경절 이전 섬유의 NET(norepinephrine transporter)에 의해 reuptake된다.

  NET는 Cocaine, tricyclic antidepressants (TCAs)에 의해 저해 ~> 카테콜아민 작용 촉진

  * 코카인은 도파민을 무한 분비시키는 마약으로 유명하다. 정확히는 NET가 저해되어 도파민이 reuptake되지 않고 계속 작용하는 것이다.

 

Catecholamine 관련 효소

Tyrosine이 어른(Dopa)가 된 후 1, 2, 3차 전직까지 하는 과정에서 작용하는 4종류 효소들을 알아둔다. 오른쪽 과정(Tyrosine-Tyramine-Octopamine-NE)은 사람에게서 일어나는 과정은 아니다.

 

Co-transmitters

- primary transmitters와 함께 분비되어 작용을 강화하거나 음성 피드백(억제)한다.

- ATP, Cholecystokinin (CCK), Galanin, 𝛾-aminobutyric acid (GABA), Gastrin-releasing peptide (GRP), Nitric oxide (NO), Serotonin (5-HT), Vasoactive intestinal peptide (VIP) 등이 있다.

 

자율신경 receptor

- Cholinoreceptor: muscarinic receptor(5종), nicotinic receptor(2종)
- Adrenoreceptor: 𝛼-adrenoreceptor(2종), 𝛽-adrenoreceptor(3종), dopamine receptor

  암기 : 콜린성 수용체는 머쓱한 니코틴 오이(Muscarinic, Nicotinic, 5종, 2종)다. 아드레날린성 수용체는 알베도이삼(알파, 베타, 도파민, 2, 3)이다.

  * 그 외 장, 기도, 방광에도 있다. 대부분의 경우 교감신경이 흥분이고 부교감신경이 억제이다.

  * 예외적으로 소화기는 교감신경이 장운동·소화액과 침 분비를 억제한다. 기관지 평활근(bronchiolar smooth muscle) 역시 교감신경이 이완시킨다. 이를 통해 공기 흐름이 늘어난다.

 

Adrenoreceptor

알베도23 중에 𝛼 2종, 𝛽 3종의 작용을 세부적으로 알아둔다.

- 𝛼는 혈관 관련 (1은 촉진, 2는 억제)

  혈압 조절 기전은 자율신경계 또는 호르몬의 renal blood 조절에 의해 이루어진다.

- 𝛽1은 심장, 𝛽2는 기도, 𝛽3은 지방

 

Autoreceptor

시냅스 전에 위치한 receptor이며, 이전에 분비된 신경전달물질을 받아들여 주로 억제 작용을 한다.

  암기 : 세포를 가출했다가 다시 돌아온 탕아들을 autoreceptor가 따뜻하게 받아준다. 
  가끔 촉진 작용도 한다. (ex. noradrenergic 𝛽-receptor, cholinergic somatic motor nerve)
  * Heteroreceptor는 조절, 보조 기능을 한다.

 

신경전달물질의 각 단계별로 작용하는 약물

어떤 과정에 어떤 약물이 작용하는지 골라낼 수 있어야 한다.

1. 활동전위 진행Progress of action potential : local anesthetics(국소마취제), tetradotoxin, saxitoxin (Na+ 통로 차단)
2. 신경전달물질 합성Synthesis of neurotransmitters : hemicholinium, metyrosine (합성 억제)
3. 소포 저장Storage of neurotransmitters : vesamicol, reserpine, tetrabenazine (소포 저장 억제)
4. 방출Release of neurotransmitters : angiotensin-II, catecholamines, botulinum toxin, tyramine, amphetamine (Botolinum toxin은 방출 억제, 나머지는 촉진)
5. 재흡수Reuptake after release: cocaine, TCAs(Tricyclic antidepressants) (둘 다 재흡수 억제하여 작용 증가)
6. 수용체Activating or inhibiting receptor: norepinephrine, phentolamine, isoproterenol, propranolol, nicotine, tubocurarine, bethanechol, atropine
7. 분해Inactivation of neurotransmitters by enzyme: neostigmine (AChE 억제하여 분해 줄어들고 ACh 효과 증가)