주정이 흰쥐 뇌 Synaptosomal membrane의 Ca^(2+)-ATPase 활성도에 미치는 영향

Abstract

중추신경계의 전반적인 억제제로 작용하고, 용량에 따라 이원적 효과를 나타내는 주정은 저칼슘증을 초래하고, Ca^(2+)이동에 영향을 주어 세포내의 유리 Ca^(2+)농도를 변화시키며, 세포내의 유리 Ca^(2+)의 농도는 특히 중추신경세포에서의 신경전달물질의 합성과 유리를 조정한다고 한다. 그러므로 중추신경세포의 Ca^(2+)대사와 뇌기능과는 밀접한 관계를 갖고 있다. 중추신경세포로의 Ca^(2+)의 이동은 세포막에 존재하는 Ca^(2+)-ATPase활성도에 따라 변한다. 주정이 Ca^(2+)-ATPase의 활성을 증가시켜 신경세포로부터 Ca^(2+)의 유출을 촉진한다고도 하고, Ca^(2+)의 섭취 감소로 세포 내 Ca^(2+)농도가 낮아져 신경전달물질의 유리가 억제된다고도 한다. 이에 저자는 주정이 중추신경세포의 ATP의존 Ca^(2+)의 이동 기전을 추정하고저 흰쥐 뇌 synaptosomal membrane을 분리하여 in vitro로 저농도에서 고농도로 주정의 농도를 변화시키면서 Ca^(2+)-ATPase 활성도를 측정하고, pH와 온도가 Ca^(2+)-ATPase활성도에 미치는 효과를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 흰쥐 뇌 synaptosomal membrane의 Ca^(2+)-ATPase활성도는 pH 7.0에서 가장 높았다. 2. 흰쥐 뇌 synaptosomal membrane의 Ca^(2+)-ATPase활성도는 37℃에서 가장 높았다. 3. 흰쥐 뇌 synaptosomal membrane의 Ca^(2+)-ATPase의 활성도는 저농도의(1.4, 2.8mM)주정에 노출되었을때 대조치에 비해 의의있게 증가되었으나, 주정의 농도가 증가하는데 따라(180mM이상의 고농도) 의의있게 감소되었다. 이상의 실험성적으로 보아 저농도의 주정은 Ca^(2+)-ATPase를 활성화시키므로 ATP의존 Ca^(2+)이동을 증가시켜 중추신경 세포 내의 유리 Ca^(2+)농도를 높여 신경전달물질의 유리를 증가시키고, 고농도의 주정은 Ca^(2+)-ATpase활성도를 억제시키므로 중추신경 세포 내의 유리 Ca^(2+) 농도를 낮추어 신경전달물질의 유리를 억제시키는 것으로 추정되며 이 결과로 주정이 중추신경계에 이원적인 효과를 나타내는 것으로 생각한다.;The ethanol which plays a major role in central nervous system as a general depressant is known to have dual action according to its concentration level at the synaptosomal membrane of brain. The ethanol seems to disorder biological membrane and to alter neuronal calcium transport. Calcium is critically involved in many basic functions at the level of synapse, probably playing one part in release of transmitter and the other part in the control of neurotransmitter biosynthesis. Preliminary reports indicate that in vitro exposure to ethanol changes the Ca^(2+)-ATPase activity at the level of synaptosomal membrane, that is, increase i n Ca^(2+)-ATPase activity causes either calcium efflux from nerve cell or inhibition of Ca^(2+) uptake to decrease intracellular free Ca^(2+) concentration, which also inhibits neurotransmitter release. In this study, the effect of ethanol on synaptosomal membrane preparations was studied, so as to characterize the properties of this active transport system. The Ca^(2+)-ATPase activity of synaptosomal membrane isolated from the rat brain was determined according to in vitro addition of various concentration of ethanol. Following results were obtained: 1. While compared with control group, the Ca^(2+)-ATPase activity of synaptosomal membrane significantly increased by 12% at the low level of in vitro ethanol concentration. (1.4, 2.8 mM), at higher concentration synaptosomal Ca^(2+)-ATPase activity revealed tendency to decrease according to the increment of ethanol concentration. Especially, its activity decreased by 46% a t 180mM or more of the ethanol concentration. 2. The Ca^(2+)-ATPase of synaptosomal membrane was most highly activated at pH 7.0. On the other1 hand, its activity decreased in accordance with the degree of alkalinization of the medium 3. Effects of temperature on the activity of synaptosomal Ca^(2+)-ATPase showed that maximum activation occurred at a temperature of 37℃. These results suggest that the known action of ethanol induced changes in intracellular accumulation may be mediated by its effect on membrane Ca^(2+)-ATPaae activity. Furthermore, dual action of ethanol on central nervous system may be explained by its variable effects on the synaptosomal Ca^(2+)-A3Pase activity which depend on the concentration of ethanol.