백서의 격리폐에서 L-NAME와 glibenclamide 전처치가 propofol의 저산소성 폐혈관 수축에 미치는 영향

Abstract

저산소성 폐혈관 수축(hypoxic pulmonary vasoconstriction, 이하 HPV라 함)은 폐 환기/관류비를 개선하여 폐가스교환을 개선시키는 일종의 생체 방어 기전이다. 정맥 마취제중 propofol은 약력학적인 특성과 명료한 각성, 수술 후 오심, 구토의 저하 등의 다양한 장점으로 마취과의 많은 분야에서 사용되고 있으며 흡입 마취제와 비교시 HPV에 영향이 없는 것으로 알려 졌다. 그러나 propofol이 HPV에 미치는 영향에 대한 이전의 연구들이 in vivo에서 이루어 졌으므로 신경학적, 호르몬성, pH, 온도 및 심혈관성 혈역학적 변수들의 효과는 배제할 수 없었다. 그러므로 본 연구자는 이러한 생리적인 변수들을 배제할 수 있는 백서의 격리폐에서 다양한 농도의 propofol이 HPV에 미치는 영향을 연구하였다. 또한, propofol이 HPV에 미치는 영향과 HPV의 기전으로 대두되고 있는 내피유도성 이완인자/산화질소와 ATP 의존성 K+ 통로와의 관계도 살펴 보고자 하였다. 생리적 염-알부민-혈액의 혼합액으로 관류되는 30마리 백서의 격리폐에서, 저산소(3% 산소) 환기와 정상(21% 산소) 환기를 5분씩 교대로 3차례 실시한 후 대조군에는 생리식염수를, L군에서 산화효소 합성효소 억제제인 NG-nitro-L-arginine methyl ester(L-NAME)를, G군에는 ATP의존성 K+ 통로 억제제인 glibenclamide를 투여하고 나서 다시 3차례의 저산소 환기 자극을 실시하고 각 처치시기마다 평균 폐동맥압, 관류액 가스분석, 헤모글로빈 농도, 평균 기도압을 관찰, 기록하였다. 또한 각 군에서 다양한 농도(5 x 10-7 ∼5 x 10-4M)의 propofol에서 HPV에 대한 효과를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. L-NAME는 기저 폐동맥압에 영향을 미치지 않았으나 HPV는 증가시켰다. 2. Glibenclamide는 기저 폐동맥압이나 HPV에 영향을 미치지 않았다. 3. Propofol은 임상 농도(5 x 10-7 ∼5 x 10-5M)에서 HPV에 영향을 미치지 않았으나 고농도(5 x 10-4M)에서는 HPV를 억제하였다. 4. L-NAME와 glibenclamide의 전처치가 고농도의 propofol에서 보이는 HPV의 억제에 영향을 미치지 않았다. 결론적으로, 내피 유도성 이완 인자 경로나 ATP-의존성 K+ 통로는 기저 폐동맥 긴장도에서 큰 역할을 담당하지 않으며 HPV동안 내피 유도성 이완 인자의 유리가 증가되는 것으로 나타났다. Propofol은 임상 농도에서는 HPV를 변화시키지 않았으나 고농도의 propofol은 HPV를 억제하며 고농도의 propofol이 HPV를 억제하는 기전은 내피 유도성 유리인자/산화질소 경로나 ATP 의존성 K+ 통로와 무관한 것으로 보인다. ; Hypoxic pulmonary vasoconstriction(HPV) is essential mechanism that matches lung perfusion to ventilation, thus optimizing pulmonary gas exchange. While it is generally accepted that volatile anesthetic agents inhibit HPV, propofol, I.V. anesthetic agent has not been shown to inhibit HPV. But, because the previous studies for the effects of propofol on HPV were established in vivo, it could not be ruled out the effects of humoral, hormonal, pH, temperature, cardiovascular hemodynamic factors, etc. Therefore, we investigated the effects of various concentrations of propofol on HPV at isolated rat lungs which could be removed these physiologic variables. And we observed the relationship of these effects of propofol on HPV and endothelium-derived relaxing factor/nitric oxide and ATP-dependent K+ channel which were candidated as the mechanism of HPV. In isolated 30 rat lungs perfused with physiologic salt-albumin-blood, after three hypoxic challenges for 5 minutes separated by 5 minutes of ventilation with normoxic gas mixture, we administered saline at control group, NG-nitro-L-arginine methyl ester(L-NAME), the nitric oxide synthase inhibitor at L group and glibenclamide, ATP-dependent K+ channel inhibitor at G group followed by three hypoxic challenges for 5 minutes. We observed the mean pulmonary arterial pressure, blood gas analysis of perfusate, hemoglobin concentration, the mean airway pressures at each challenges. And, we studied the effects of various concentrations of propofol(5 x 10-7 ∼ 5 x 10-4 M) on HPV at three groups. The results in this study were; 1. L-NAME did not alter baseline pulmonary arterial pressure but significantly enhanced HPV. 2. Glibenclamide did not alter baseline pulmonary arterial pressure and HPV. 3. Clinical concentrations of propofol(5 x 10-7 ∼ 5 x 10-4 M) did not affect HPV and high concentration of propofol(5 x 10-4 M) inhibited HPV. 4. The pretreatment of L-NAME and glibenclamide did not alter the inhibition of HPV even at high concentration of propofol. In conclusion, endothelium-derived relaxing factor and ATP-dependent K+ channel did not largely contribute to baseline pulmonary arterial tone but endothelium-derived relaxing factor might be released and downregulate HPV. Clinical concentration of propofol did not inhibit HPV but high concentration of propofol inhibited HPV. And, the mechanism of inhibition of HPV at high concentration of propofol did not relate to endothelium-derived relaxing factor pathway and ATP-dependent K+ channel.