보툴리눔 독소 A에 의한 용량 의존성 근육 마비

Abstract

The purpose of this study was to investigate the electrophysiologic effects of the botulinum toxin A (BTX-A) injection in the local and distant muscles under the various condition of dosage and duration. The BTX-A(Botox , Allergan Co.) was injected to the left tibialis anterior(TA): 2, 4, 6, 8, 10 U for each 4 Sprague-Dawley rats. The sciatic nerve conduction and needle EMG were performed in the left and right TA immediately before BTX-A injection, on 2 days after injection, weekly (1 to 10 weeks), and then monthly for 4 months. The range of dose-dependent maximal paralysis of the injected muscle was from 94.0 % to 98.8 % on 7 days after injection. With the lapse of time, the amplitudes in the left sciatic nerve conduction recovered, the abnormal spontaneous activities disappeared, and the power in spectral analysis of motor unit action potential increased. The range of dose-dependent reductions of the CMAP amplitude of the right TA was from 41.8 % to 68.6 % in the distant muslce, but there was no abnormal spontaneous activity in needle EMG study. As higher doses of BTX-A were injected, the degree of amplitude reduction became larger and the duration of amplitude reduction became longer in both local and distant TA muscles. We observed the dose-dependent muscle paralysis with injection of BTX-A. The systemic effects by local injection were induced and the durations of local and systemic effects were proportional to the BTX-A dosage. ; 보툴리눔 독소는 단일 연쇄 폴리펩타이드로 신경근 접합부의 시냅스 전 단계에서 아세틸콜린의 유출을 억제하여 신경근 접합부 전달을 차단함으로써 국소적 근육 마비를 일으키는 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 보툴리눔 독소 투여에 대한 말초 신경과 골격 근의 신경생리학적 반응을 측정하여, 첫째, 독소가 투여된 근육의 독소 용량에 따른 근육 마비의 정도, 둘째, 각 용량별 마비의 지속 기간, 셋째, 독소가 투여되지 않은 원위부 골격근의 신경생리학적 반응을 관찰하는 것이다. Sprague-Dawley종 흰 쥐 20 마리의 좌측 전 경골근에 4 마리씩 2, 4, 6, 8, 10 U의 보툴리눔 독소 A(0.9 % 멸균 생리 식염수 1 ml에 100 U의 Botox 희석, Allergan, Co.)를 주사한 후, 독소를 투여한 좌측과 투여하지 않은 우측의 전 경골근에 대하여 신경생리학적 검사로 좌골 신경의 운동 신경 전도 검사와 좌 우 전 경골근의 침 근전도를 시행하였다. 신경생리학적 검사는 주사 전, 주사 후 2 일, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 14, 18, 22, 26 주에 시행하여, 복합 근 활동 전위의 진폭 변화 및 침 근전도 소견을 관찰하였다. 운동 신경 전도 검사에서 복합 근 활동 전위의 진폭은 투여된 독소의 용량에 비례하여 감소하였고, 이러한 반응은 독소를 주사한 근육과 반대측 근육 모두에서 일어났다. 독소가 투여된 근육은 용량에 따라 94.0 %에서 98.8 %까지 진폭이 감소하였고, 독소가 직접 투여되지 않은 반대측 동일 근에서는 주사 전에 비하여 41.8 %에서 68.6 %까지 진폭이 감소하여, 독소가 직접 투여된 근육에서 현저한 근육 마비가 일어나지만 독소가 직접 투여되지 않은 원위부 근육에서도 진폭이 감소하는 것을 보였다. 독소의 용량에 대한 근육 마비의 반응 속도는 용량이 클수록 짧은 시간에 최대 진폭 감소가 일어났으며, 진폭 감소의 지속 기간이 길게 유지되었다. 독소가 직접 투여된 근육에서는 주사 후 2 일에서 1 주 이내에 최대 진폭 감소가 일어났으며, 원위부 근육에서는 1 주에서 3 주 사이에 최대 진폭 감소가 일어나, 독소가 직접 투여된 근육과 원위부 근육에서 일어나는 신경생리학적 반응의 차이가 있음을 보여주고 있다. 독소가 직접 투여된 근육에서 주사 후 26 주까지 진폭이 완전히 회복되지 않았으며, 반면에 원위부 근육은 같은 기간에 원래의 진폭에 다달았다. 침 근전도 검사에서 독소가 직접 투여된 근육에서는 독소의 용량에 비례하여 근육의 탈신경 소견인 비정상 자발 전위가 관찰되었으며, 운동 단위 활동 전위의 주파수 분석에 의한 전위의 파워는 용량에 비례하여 감소하였고, 독소의 용량이 클수록 주사 후 시간이 경과하여도 비정상 자발 전위가 오래 지속되고 전위의 파워가 감소되었다. 원위부 근육에서는 비정상 자발 전위가 관찰되지 않았으며 운동 단위 활동 전위의 변화도 관찰되지 않았다. 이상의 결과로 보툴리눔 독소가 선택적으로 투여된 근육에 용량 의존성 마비를 유발시키며, 독소에 의한 근 마비의 유지 기간 역시 용량 의존적임을 알 수 있다. 독소가 직접 투여되지 않은 원위부 골격 근에서도 용량 의존적으로 복합 근 활동 전위의 진폭 감소는 일어나나, 비정상 자발 전위와 운동 단위 활동 전위의 변화가 관찰되지 않은 점으로 보아 독소가 투여된 근육과는 다른 신경생리학적 기전에 의해 진폭 감소가 일어남을 알 수 있다.