Eicosapentaenoic acid가 뇌허혈 - 재관류 장해에 미치는 영향

Abstract

저혈압, shock, 심장마비, 뇌의 외상성 손상 등으로 인한 허혈중 뇌에서는 세포막 인지질 분해로 다가불포화지방산, 특히 arachidonic acid(AA)가 다량 유리·축적되어 혈액-뇌 관문 변성, 뇌부종 등의 독성을 나타내고, 허혈에 따르는 재관류시 오히려 이러한 뇌장애가 심화되는데, 이는 특히 재관류시 공급된 산소의 대사이상으로 고도활성의 산소 유리기가 생겨 세포막 인지질을 과산화하기 때문이라 생각되고 있다. 본 실험에서는 AA의 기질 유사체 eicosapentaenoic acid (EPA)가 강력한 염증매개물인 leukotriene류로의 AA 대사를 억제하고 염증부위로 모인 백혈구의 활성 산소 유리기 생성을 억제한다는 보고에 근거하여, EPA가 뇌허혈-재관류 장해에 미치는 영향을 검토하며 아울러 허혈-재관류시 신경독성을 유발하는 Ca^(2+)의 과잉축적을 억제하는 칼슘 길항제와의 병용효과를 검토하였다. wistar계 웅성흰쥐를 대조군, verapamil 전처리군, EPA 4주 경구투여군, EPA 4주 경구투여후 verapamil 전처리군 등 4개군으로 구분하여 양측 총경동맥을 20분 결찰해 뇌허혈을 유발하고 이어 15분, 20분, 30분 혈액을 재관류시켜 지질과산화화의 지표로 malondialdehyde (MDA)와 뇌부종의 지표로 뇌 수분함량을 뇌허혈-재관류시 손상받기 쉬운 부위로 알려진 대뇌피질, 선조체, 해마에서 측정한 결과, 대조군의 경우 대뇌피질, 선조체, 해마에서 모두 허혈시 지질과산화화가 증가되고, 재관류 실시후 더욱 증가되었으나 약물처리군의 경우는 허혈·재관류 전시간에 걸쳐 이러한 증가를 감소시켜고, 뇌부종도 대뇌피질의 경우 재관류 30분후 약물처리군 모두에서, 선조체에서는 재관류 20분후 verapamil과 EPA verapamil 병용투여에 의해서 유의적인 감소를 보였다. 이상의 결과에 의하여 EPA는 뇌허혈-재관류시의 뇌부종을 개선하고 세포막 인지질과산화물 증가를 방어함을 확인하였다.;Brain ischemia due to hypotension, shock, myocardial, infarction, blunt head trauma induces a breakdown of membrane phospholipid and a consequent increase in the release of polyunsaturated fatty acids. Especially, the release of arachidonic acid 9AA) increases strilkingly and replenishment of oxygen after reperfusion allows AA to be metabolized. AA itself and its metabolites cause blood-brain barrier dysfunction and brain edema. During the reperfusion period after brain ischemia, brain injury becomes more severe because oxygen free radicals are produced by abnormal oxygen metabolism of the replenished oxygen in reperfusion period and they induce subsequent peroxidation of membrane lipid. The present study was concerned with the effect of eicosapentaenoic acid (EPA) and verapamil on the brain ischemia-reperfusion injury based on the reports that EPA is substrate analog of AA, competitively inhibits AA metabolism to potent chemoattractant leukotrienes (LTs) and inhibits the production of reactive oxygen free radical by active leukocyte accumulated in postischemic tissue. Experimental group was composed of control group, verapamil pretreated group, EPA 4-week oral administrated group, verapamil preteated and EPA 4-week oral administrated group, Ischemia was induced in wistar male rat brain by 20 min of bilateral common carotid artery occulusion and 15, 20,30 min of subsequent reflow followed. At each time, the effect of EPA and verapamil on lipid peroxidation and brain edema is measured by malondialdehyde(MDA) production and brain water content in cerebral to brain ischemia-reperfusion injury. In control group, lipid peroxidation increased after ischemia and further increased during the reperfusion period in cerebral cortex, striatum, hippocampus and all the investigational grug treatment reduced this increase. Also, Brain edema produced by ischemia and reperfusion was reduced in drug treated group and decreased significantly in verapamil preteated group and verapamil preteated and EPA 4-week oral administrated group. These result suggest that EPA treatment may be contributed to the prevention against brain edema and lipid peroxidation in ischemia-reperfusion injured rat brain.