Bupivacaine이 생체막에서의 Ca2+ 이동과 심독성에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

근래에 부위마취 영역에서 흔히 사용되는 국소마취제인 bupivacaine은 그 효력이 강하고 지속시간이 긴 반면에 높은 혈중농도에서 전신 경련을 동반한 순환계 허탈을 자주 유발할 수 있다. 이에 대한 기전은 아직 분명하지 않으나, 여러 경로를 통해 세포막에서의 Ca^2+ 이동에 영향을 미치는 결과로 추정하고 있다. 이에 저자는 bupivacaine이 세포막에서의 Ca^2+ 이동에 미치는 영향을 보고자 본 실험에 착수하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Bupivacaine은 골격근 근세망(Sarcoplasmic Reticulum, SR)에서의 Ca^2+ 섭취를 감소시켰다. 2. Bupivacaine은 Guinea pig의 심근에서 Bowditch 및 Woodworth staircase 현상을 억제하였으며 이 억제작용은 경련 농동서도 가역적 이었다. 3. Bupivacaine은 심근에서 Na^+ - Ca^2+ 교환펌프를 억제 하였다. 4. Bupivacaine은 근세망에서 Ca^2+ - ATPase 활성도를 증가시켰다. 5. Bupivacaine은 guinea pig 심근에서, 3μg/ml의 농도에서부터 부정맥을 보였다. 이상의 실험결과로 보아 bupivacaine은 세포막에서 Ca^2+ channel의 봉쇄, Na^+ - Ca^2+ 교환펌프 억제 및 근세망에서의 Ca^2+ 섭취를 억제하여 세포내 Ca^2+ 농도를 낮추므로써 심독성을 유발시키는 것으로 생각된다. ; A new local anesthetics, bupivacaine is widely used in the practice of regional anesthesia because of its high potency and long duration of action. However, bupivacaine is reported to result in cardiovascular collapse associated with convulsion at a certain plasma concentration above the usual one while other local anesthetics do not, and the resuscitation is also very difficult. Although the mechanism of this action is not known, bupivacaine seems to have an influence on the Ca^2+ transport across cell membranes via various pathways. The present study was designed to evaluate the effects of bupivacaine on the Ca^2+ transport across cell membranes. The results are as follows: 1. Bupivacaine inhibited Ca^2+ uptake by the SR of skeletal muscle. 2. Bupivacaine suppressed Bowditch and Woodworth staircase phenomena on guinea pig left auricle and this was reversible even at convulsant doses. 3. Bupivacaine also suppressed Na^+ - Ca^2+ exchange pump on guinea pig left auricle. 4. Bupivacaine increased the Ca^2+ - ATPase activity by SR of skeletal muscle. 5. At concentration above 3μg/ml, bupivacaine induced cardiac arrhythmia. These findings suggest that bupivacaine -induced cardiotoxicity is possibly due to Ca^2+ - channel blockade, depression of Na^+ - Ca^2+ pump, inhibition of Ca^2+ uptake by SR and subsequent decrease of intracellular Ca^2+ concentration.