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

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

-

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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

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• 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

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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

α-adrenoreceptor: E > NE > Isoproterenol

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

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