Adriamycin이 백서 심근과 폐조직에 미치는 형태학적 및 심근 myoglobin 변화에 관한 실험적 연구

Abstract

Adriamycin은 광범위하며 강한 항암작용을 갖는 항상제로 널리 이용되고 있으나, 이 약제의 다량 투여로 인하여 심근에 초래되는 부작용은 매우 심각한 것으로 보고되고 있다. Adriamycin이 심근에 변성을 초래하는 기전에 관여하는 많은 의견들이 있고 그 중 Adriamycin에 의해 단백질 합성이 방해되어 심근변성이 초래된다는 설이 있다. 심근세포에는 myoglobin이라는 산소를 운반하는 단백질이 다량 있으며, 심근이 손상을 입으면 심근세포에서 myoglobin이 방출된다고 한다. 이에 저자는 Adriamycin의 처치로 초래되는 심근 및 폐의 형태학적인 변화 및 이에 따른 심근의 myoglobin 변화를 관찰하고저 체중 170 gm내외의 백서에 Adriamycin 2.5mg/kg 및 5.0mg/kg을 주 1회씩 투여한 후 1, 3, 5, 7 및 9주에 도살하였다. 도살 후, 적출된 심근 및 폐조직의 변화를 광학 및 전자 현미경적으로 관찰하였고 심근내 myoglobin의 변화를 조직면역화학적 방법으로 관찰한 바 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 광학 현미경 소견상 심근의 소견은 1주 후부터 심근세포내 공포형성과 횡문소실 및 심근세포 세포질의 호산성 균질화(eosinophilic homogenization)가 관찰되었고, 이들 소견은 Adriamycin 투여량이 많아질수록 보다 심하여졌으며, 이는 주로 심내막하의 심근에서 관찰되었다. 2. 심근은 특수염색 소견상, 당원량의 감소와 간질조직내의 섬유증식 및 심근세포내 지질침착의 소견이 Adriamycin 투여 1주 후부터 관찰되었으며, 투여량이 많아질수록 그 정도가 심하여졌다. 3. 조직면역화학적 방법을 통한 myoglobin의 관찰 소견은 Adriamycin 투여 초기부터 관찰되었으며, 주로 심근의 내층 1/3 부위에서 국소적 소실이 나타나기 시작하였고, 투여시간이 길어짐에 따라 내층 1/3 및 중층 1/3 부위로 국소적 및 미만성의 myoglobin의 소실부위가 광범위 하여졌다. 4. 심근의 전자 현미경적 소견은 정상대조군에서는 관찰되지 않는, 근원섬유의 파열과 공포형성 및 사립체의 변성과 증식을 보여주었다. 5. 폐 조직의 광학 현미경적 소견으로는 혈관주위의 염증세포침윤, 간질조직의 비대, 화농성 폐렴 및 기관지염 등의 염증반응이 주된 소견이었으며, 그외에 대식구의 침윤이 관찰되었고, Adriamycin 다량 투여군에서는 간혹 경색 및 혈전의 소견이 관찰되었다. 6. 폐 조직의 전자 현미경적 소견에서도 간질조직에 염증세포의 침윤과 상피세포의 증식 및 상피세포내의 공포형성이 관찰되었다. ; Adriamycin (ADR), an anthracycline antibiotic, has been used as an active chemotherapeutic agent against leukemia, malignant lymphoma and other solid tumore in the human. However, it has certain toxic effects, among which the myocardial toxicity was most serious one. Myoglobin is a relatively small, oxygen-carrying protein, which is found only in skeletal and cardiac muscle cells. It has been known that myoglobin is liberated to interstitium from traumatic myocardial cells. Although, morphologic studies of adriamycin induced toxic effects of myocardium in the experimental animals were present, these reports were concerned almost structural changes with light and electron microscopic examination. The more detail morphologic changes of the myocardium with variation of myoglobin content in the administration of adriamycin were needed. The present study is aimed to investigate the myoglobin change in addition to morphologic changes of myocardium and effects of lung in rats following ADR administration by immunohistochemical study and electron microscopic examination. Total sixty rats weighing around 170 gms were devided into three groups for experiment. The group I consist of 20 animals, was used for the saline control, the group II and III, 20 animals each, were injected 2.5mg/kg/wk and 5.0mg/kg/wk of ADR, respectively. The ADR was injected intravenously through tail vein weekly during nine weeks. Four animals from each groups were sacrificed at 1, 3, 5, 7 and 9 weeks after ADR administration. 1. The light microscopic findings of myocardium showed cytoplasmic vacuolar change and loss of striation with eosinophilic homogenization of cytoplasm in the myocardial muscle cells, especially subendocardial areas of myocardium, beginning after 1 week of ADR administration. The more doses of ADR were injected to rat, the more evident of these findings. 2. The myocardium showed decreased cytoplasmic glycogen content, interstitial fibrosis and increased cytoplasmic fat on special stain, beginning after 1 week of ADR administration. 3. Immunohistochemical study for myoglobin in myocardial lesion demonstrated that the loss of myoglobin focally began at inner 1/3 of myocardium and it advanced to diffusely as the dosage of ADR was increased. 4. The electron microscopic findings of myocardium showed myofibrilar fragmentation, cytoplasmic vacuoles and mitochondrial degeneration. 5. The light microscopic findings of the lung showed perivascular infiltration of inflammatory cells, collagenous thickened interstitium and suppurative pneumonia and alveolar macrophages. 6. The electron microscopic findings of the lung showed inflammatory cell infiltration, proliferation of pneumocytes and cytoplasmic vacuoles in pneumocytes.