자율신경계 약리
이론과 하이라이트 히스토리를 확인 할 수 있어요.
자율신경계의 신호 전달에 관여하는 다양한 종류의 약물에 대한 내용이 출제되며, 주로 각 약물의 적응증, 기전, 부작용 차원에서 세세하지는 않은 문제들이 출제된다. 다만, 아드레날린성 약물의 경우 각 약물이 어떤 종류의 수용체에 관여하는지는 확실하게 외우고 있는 것이 중요하다.
1. 자율신경계 신호 전달
1) 자율신경계
(1) 말초신경계
| 자율신경계 | 체신경계 |
분포 | 골격근 이외 장기 | 골격근 |
신경 접합 | CNS 외부 | CNS 내부 |
미엘린 수초 | X | O |
신경절 | O | X |
신경 절단 시 | 일정 자율기능 유지 | 완전마비 → (근육) 위축 |
(2) 교감 신경계와 부교감 신경계
| 교감 신경계 | 부교감신경계 |
기시 | T1 ~ L2(3) (흉요 유출) | CN III, VII, IX, X, (XI) + SN 2~4 (뇌-천골 유출) |
신경절 위치 | paravertebral / prevertebral / terminal | 장기 가까이 or 장기 내 |
절전 섬유 | 짧다 | 길다 |
절후 섬유 | 길다 | 짧다 |
절전/절후 섬유 비 | 1 : 20 이상 광범위한 반응 | 1 : 1~2 섬세한 반응 |
절전 전달물질 | acetylcholine | acetylcholine |
절후 전달물질 | 대부분 norepinephrine 일부 acetylcholine 특수한 경우 dopamine | acetylcholine |
2) 자율신경계의 작용
<조직/장기> | <교감신경성 반응> | <부교감신경성 반응> | |
작용 | Fight or Flight | Rest and Digest | |
호흡기 | 기관지 | 이완 | 수축 |
방광 | 배뇨근 | 이완 | 수축 |
삼각근 | 수축 | 이완 | |
동맥 | 관상동맥 | 수축 | 부교감신경 없음 |
소화기 | 평활근 운동 및 긴장도 | 저하 | 증가 |
괄약근 | 수축 | 이완 | |
눈 | 홍채 방사근 | 수축 (산동) | 부교감신경 없음 |
홍채 괄약근 | 교감신경 없음 | 수축 (축동) | |
모양체근 | 교감신경 없음 | 렌즈 두껍게 | |
피부 | 땀샘 | 국소 분비 증가 | 전신 분비 증가 |
침샘 | K+ 및 수분 | 증가 | 증가 |
Amylase | 증가 | - | |
생식기 | 남성 | 사정 | 발기 |
여성 | 자궁 평활근 이완 | - | |
| |
3) 신경전달물질
(1) 신경전달물질 전달 과정
① Axonal conduction: Na+, K+ 투과도 변화
② Junctional transmission: 신경전달물질 분비
③ Binding of transmitter and receptor
④ Postsynaptic potentiation
⑤ Non-electrogenic function
⑥ Termination of transmitter action
(2) 아드레날린성 신경전달물질
| • 합성 및 분비 ① Tyrosine 유입 ② Tyrosine → DOPA (tyrosine hydroxylase): 속도 결정 단계 ③ DOPA → Dopamine (L-Aromatic amino acid decarboxylase) ④ VMAT에 의해 vesicle로 저장 ④-1 Dopamine → Norepinephrine (dopamine-β-hydroxylase): 대부분 ④-2 Norepinephrine → Epinephrine (PNMT): 부신 수질에서는 추가 대사 진행 ⑤ 신호가 오면 Exocytosis • 대사: VMA 형태로 폐기 ① NE: 신경 말단에 주로 존재, MAO에 의해 대사 ② E: 혈액에 주로 존재, COMT에 의해 대사 |
(3) 콜린성 신경전달물질
• 합성 및 분비 ① Choline 유입 ② Acetyl-CoA + Choline → Acetylcholine (choline acetyltransferase) ③ VAT에 의해 vesicle로 저장 ④ 신호가 오면 exocytosis • 대사: Acetylcholine → Acetate + Choline (acetylcholinesterase): choline은 재사용 가능 |
4) 신경전달 조절 약물
(1) 아드레날린성 신경전달 조절
• 교감신경성 작용↑
① cocaine, tricyclic antidepressants
: NET 통한 NE 재흡수 억제
• 교감신경성 작용↓
① metyrosine: tyrosine hydroxylase 억제
② reserpine: monoamine transporter 억제
③ bretylium, guanethidine: vesicular exocytosis(vSNARE, tSNARE) 억제
(2) 콜린성 신경전달 억제
• 콜린성 작용↓
① hemicholinium: choline transporter 억제
② vesamicol: vesicle-associated transporter 억제
③ botulinium toxin: vesicular exocytosis(vSNARE, tSNARE) 억제
2. 아드레날린성 약리
1) 아드레날린 수용체
(1) 분포 및 작용
수용체 | 분포 장기; 반응 | 기전 |
α1 | 혈관 및 비뇨기계 평활근; 수축 | PLC 활성화 → IP3, DAG↑ → 세포 내 Ca2+↑ |
위장관 평활근; 이완 | PLA2 활성화, K+ 통로 활성화 | |
심장; 수축력↑, 부정맥 | Na+-K+ 교환↑ | |
α2 | 췌장 β 세포; 인슐린 분비 억제 | AC 억제 → cAMP↓ |
혈소판; 응집 | PLA2 활성화, K+ 통로 활성화 | |
신경 말단; NE 분비 억제 (Negative feedback) | Na+-K+ 교환↑ | |
혈관 평활근; 수축 | Ca2+ 유입↑ | |
β1 | 심장; 박동수↑, 수축력↑ | AC 활성화 Ca2+ 통로 활성화 |
신장; 레닌 분비↑ | ||
β2 | 평활근; 이완, 기관지 이완 | AC 활성화 Ca2+ 통로 활성화 |
골격근; 당원 분해↑, K+ 섭취↑ | ||
간; 당원 분해↑, 포도당 신생↑ | ||
β3 | 지방조직; 지방분해↑, 열 생성 | AC 활성화 Ca2+ 통로 활성화 |
(2) 친화도
① α-adrenoreceptor: E > NE > Isoproterenol
② β-adrenoreceptor: Isoproterenol > E > NE
2) 아드레날린수용체 작용제(adrenergic agonist)
(1) 카테콜아민: NE, E, Dopamine, Isoproterenol
• 특징: 높은 효능, 빠른 비활성화(분해),중추신경계로의 침투 적음
카테콜아민 | NE(노르에피네프린) | E(에피네프린) | Isoproterenol |
주로 작용하는 수용체 | α1, α2 | α1, α2, β1, β2 | β1, β2 |
맥박 | ↓ (반사성 서맥) | ↑ | ↑ |
말초 혈관 저항 | ↑ | ↓ | ↓ |
수축기 혈압 | ↑ | ↑ | ↑ |
이완기 혈압 | ↑ | ↓ | ↓ |
• E: 급성 천식, 아나필락시스에 사용 (기관지 확장)
• E: 국소마취 시 함께 사용: 해당 부위 혈관 수축 일으켜 마취제가 다른 곳으로 퍼지지 않고 오래 작용하도록 도움
• 도파민: 신부전 방지
(2) Noncatecholamine: Phenylephrine(α1), Clonidine(α2), Dobutamine (β1), Terbutaline (β2), Ephedrine
• 특징: 느린 비활성화(분해), 중추신경계로 침투
• SABA: short-acting β2 agonist: albuterol, levalbuterol; 천식에 활용
• SABA의 부작용: tachycardia(β₁), hyeprglycemia(β2)
3) 아드레날린수용체 억제제(adrenergic antagonist)
(1) α 수용체 억제제
① Non-selective α blocker
• Phenoxybenzamine: 비경쟁적 저해제 (α1>α2)
• Phentolamine: 경쟁적 저해제 (α1=α2)
• 적응증: 갈색세포종(pheochromocytoma) 수술 시 hypertensive crisis 방지
• 부작용: reflex tachycardia, orthostatic hypotension, myocardial ischemia, epinephrine reversal
• Epinephrine reversal: α 수용체 억제제 처리 후 α, β 수용체 둘 다에 대한 친화도를 가진 에피네프린 처리 시 β 수용체에 의한 혈관 확장만 일어나 오히려 혈압이 감소하는 현상
② α1-selective blocker: prazosin, terazosin, doxazosin, tamsulosin
• 적응증: 양성 전립성 비대증, 혈압 강하
• 부작용: orthostatic hypotension, dizziness, sexual dysfunciton(retrograde ejaculation)
③ α2-selective blocker: Yohimbine
(2) β 수용체 억제제
• 적응증: 고혈압(심박출량 약간 감소, 말초 저항 크게 감소/신장에서 레닌 분비 감소), 녹내장(β2: 방수 생성 촉진)
① Non-selective β blocker: propranolol, timolol
• 기능: bronchial constriction, peripheral vasoconstriction, cardiac output↓, Na+ retention↑
• 부작용: fatigue, sexual dysfunction(성적 욕구 감소, 발기부전), arrhythmia(중단 현상)
② β1-selective blocker: atenolol, bisoprolol, vetaxolol
• 부작용: masking hyperglycemic Sx(tremor, tachycardia) in DM
③ β2-selective blocker: bronchial construction을 일으켜 임상적 사용 X
• 부작용: bronchospasm, increase the chance of hypoglycemia(glycogenolysis 억제, glucose production 감소)
3. 콜린성 약리
1) 콜린수용체
수용체 | 분포 장기; 반응 | 기전 | |
무스카린성 (GPCR) | M1 | 자율신경절; 탈분극 중추신경; 인지능력 ↑ 소화샘; gastric secretion↑ | • M1 PLC 활성화 → IP3, DAG ↑ → 세포 내 Ca2+↑, PKC 활성화 • M2, M4 K+ 통로 활성화, AC 억제, Ca2+ 통로 억제 • M3, M5 IP3, Ca2+↑ |
M2 | 심장; 박동수↓, 수축력↓ 중추신경; 떨림, 진통 | ||
M3 | 평활근; 수축 내분비선; 분비↑ 중추신경 | ||
M4 | 중추신경; DA-유리↓ 진통 | ||
M5 | 중추신경; DA-유리↑ 약물의존성 | ||
니코틴성 (비특이성 양이온 통로) | Nm | 신경근접합; 종판 탈분극, 골격근 수축 | 양이온(Na+, K+) 통로 개방 |
Nn | 자율신경절; 탈분극 부신수질; 카테콜아민 분비 | ||
중추신경 | 전달물질 유리조절 Ca2+ 통로 개방 | ||
2) 콜린성 작용제
(1) Direct-acting: 무스카린성/니코틴성 수용체에 직접 결합
• 안정성: AchE에 의해 분해되지 않는 Carbacol, Bethanecol 등에서↑
① 무스카린성: Ix) 녹내장, 빈맥, 수술 후 회복
• Choline esters: acetylcholine, methacholine(천식 진단), carbacol, bethanechol
• Alkaloids: pilocarpine
② 니코틴성: Ix) Myasthenia gravis(중증근무력증)
• Varnecline(Nn partial agonist): Ix) 금연
(2) Indirect-acting: 수용체에 직접 결합하지 않음, AChE 억제
① Reversible: edrophonium, neostigmine, physostigmine, tacrine, donepezil
• physostigmine, tacrine, donepezil은 극성이 낮아 중추신경계에 작용 가능
• Ix 1) Myasthenia gravis: edrophonium(진단, 치료 경과 확인), neostigmine(치료)
• Ix 2) Alzheimer’s disease: physostigmine, tacrine, donepezil
② Irreversible(organophosphates, AChE와 공유결합)
• 농약: malathion, parathion
• 화학무기: sarin, soman
(3) 부작용: 설사, 발한, 축동, 구역감, 소변 증가, 저혈압, 심박수 저하
(4) 금기: 서맥, 천식, 파킨슨병, 위궤양
3) 항콜린제
(1) 항무스카린성 약물: Ach의 경쟁적 길항제로 작용
① Solanaceous alkaloids: atropine, scopolamine
• Atropine: Ix) 지사제, 산동, 농약(anticholinesterase) 해독, 부작용) 중추신경계에 작용 시 환각
• Atropine 중독 시 Physostigmine으로 치료
• Scopolamine: Ix) 멀미약
② Anticholinergic agents
• Ipratropium: 기관지확장제(천식, COPD), 중추신경계 부작용 X
• Tropicamide, Cyclopentolase: Ix) 안약 (동공 조임근, 모양체근 억제)
• Benzhexol, Benztropine: Ix) 파킨슨병
• Pirenzepine: Ix) 위궤양 (위산 분비 억제)
(2) 항니코틴성 약물
① Ganglion blocker: hexamethonium(Nn type blocker)
• Ix) 급성박리성동맥류 치료 초기 혈압 조절 – 교감, 부교감 모두 억제 → 기존에 둘 중 우세했던 신경 억제 효과
장소 | 우세 신경 | ganglion blocker 효과 |
arteriole | sympathetic(adrenergic) | vasodilation; hypotension |
vein | sympathetic(adrenergic) | dilation; cardiac output↓ |
heart | parasympathetic(cholinergic) | tachycardia |
iris | parasympathetic(cholinergic) | mydriasis |
ciliary m. | parasympathetic(cholinergic) | cycloplegia |
GI tract | parasympathetic(cholinergic) | constipation |
urinary bladder | parasympathetic(cholinergic) | urinary retention |
salivary gland | parasympathetic(cholinergic) | xerostomia |
sweat gland | sympathetic(cholinergic) | anhidrosis |
genital tract | sympathetic & parasympathetic | decreased stimulation |
② Neuromuscular blocker
• non-depolarizing(competitive): curare(tubrocurarine), pancuronium(근이완제), atracurium(근이완제, 천식/알러지 환자서 금기)
• depolarizing(non-competitive): succinylcholine(근이완제)
• Succinylcholine
- 작용: phase I (흥분, fasciulation→flaccid paralysis) → phase II (억제, flaccid paralysis)
- 부작용: 근육통, 발열(Tx. Dantrolene), 무호흡, 고칼륨혈증
• succinylcholine과 curare는 antagonistic 관계: succinylcholine 과다 투여 시 curare 계열 투여
(3) Cholinesterase regenerator: 2-PAM(pralidoxime); 농약(anticholinesterase) 해독
4. 배뇨장애 관련 약리
1) 자율신경계의 작용
(1) 부교감신경: M3 수용체에 작용해 방광 수축
(2) 교감신경: β3 수용체에 작용해 방광 이완
2) 요실금 치료
(1) 무스카린 수용체 길항제(M3 antagonist): 방광 수축 억제 ex. Oxybutin, Tolterodine, Trospium
• 부작용: 입 마름, 변비, 시력 저하, 인지력 저하
(2) 베타 아드레날린 수용체 작용제(β3 agonist): 방광 이완 촉진
• 인지력 저하 위험이 있는 노인 등 무스카린 수용체 길항제에 의한 부작용이 예상되는 경우 사용
(3) 방광 보톡스 주사: 아세틸콜린의 배출을 막아 근육 수축을 억제, 방광 용적↑
Reference
• Goodman & Gilman’s The pharmacological basis of therapeutics 14th ed, pp.113-224
• Katzung&Trevor's pharmacology Examination&Board Review 10th ed, pp.47-98
• Color Atlas of Pharmacology 5th ed, pp.102-127
