안녕하세요. 새천년건강한약국 실습생 원광대 약학과 김창환입니다.
오늘은 그동안 했던 내용들을 정리해보려 합니다.
프로스타글란딘이 무엇일까요?
프로스타글란딘은 생리 활성 호르몬인데요.
우리 몸에서 상처가 나거나 세균, 바이러스가 침입하는 등
여러 상황이 발생할 수 있는데요.
이럴 때 외부환경과 체내 변화에 관계없이 일정하게 유지하기 위해 분비됩니다.
프로스타글란딘은 어떻게 만들어질까요?
사람의 세포막은 인지질 이중층으로 구성되어 있는데요.
PG은 세포막 인지질로부터 PhospholipaseA2 효소 작용에 의해
탄소 20개로 구성된 불포화지방산인 아라키돈산이 생성되고
아라키돈산에서 COX-1, COX-2 효소에 의해
PGG2, PGH2가 차례로 생성된 후
인체내의 변화에 따라 용도에 맞게 PGH2에서
각기 다른 효소를 이용해 PGD2, PGE2, PGF2, PGI2, TXA A2 등이 생성되어
각각 적절한 수용체에 결합해 인체에서 각종 생리작용을 나타냅니다.
PG은 몸에서 어떤 작용을 할까요?
다양한 작용을 하는데요.
대표적으로 염증반응, 월경통, 분만, 위, 체온, 신장(콩팥) 등에서
다양한 생리 작용을 하는데요.
순서대로 하나씩 살펴보도록 하겠습니다.
염증반응부터 보겠습니다.
세균, 바이러스가 침입했거나 칼에 찔리거나하면
우리는 위급상황으로 인지하고
우리 몸을 보호해야 하는데요. 이때 PG이 작용합니다.
칼에 찔렸다고 한다면 상처 부위에서 피가 날 것이고,
피가 계속 나면 죽을 수 있기 때문에 피가 나지 않도록 막아야 하잖아요?
그 때 상처부위 주변에 상주하고 있던 막인지질에서 프로스타글란딘을 생성하기 시작합니다.
상처 부위에서는 혈소판에 COX-1이 작용해 Thromboxane A2(TXA2)가 분비되어
혈관을 수축시키고, 혈소판을 응집시켜 피딱지를 만들어 혈액 손실을 막습니다.
그리고 상처부위 주변에서는 혈관내피세포에 COX-2가 작용해서 생긴 PGI2(prostacyclin)가 피딱지 생성을 막고, 혈관을 이완시켜 외부의 적과 싸우는 백혈구가 상처부위로 더 잘 갈 수 있게 길을 뚫어줍니다.
또한 체온이 37.5~40도 사이가 되면 대사율이 상승한다고 알려져 있는데
PGE2가 분비되어 체온이 올라 빨라진 대사율에 의해
림프구의 변형을 자극하고, 호중구의 운동성을 증가시켜
식균작용이 더 효과적으로 일어나게 해주고, 회복속도도 더 빠르게 해줍니다.
염증 반응 시 혈관이 확장되어 혈액이 몰리면서
발열, 발적이 일어나고, 혈관이 손상되면 체액성분이 조직으로 누출되어
삼투압에 의해 부종이 생기고, 부종이 발생한 부위의 압력이 증가해
감각 신경이 눌려 통증이 발생합니다. 따라서 염증반응 시 발열, 발적, 부종, 통증이 발생합니다.
다음은 월경통과 분만입니다.
여성의 생리주기에는 아래 그림과 같이 여러 호르몬들이 관여하는데요.
그 중에서도 프로게스테론이 생리통에 주로 관여하고 있습니다.
여성은 임신에 대비하기 위해 배란 이후 프로게스테론의 분비량이 증가해
자궁 내막을 튼튼하고 두껍게 합니다.
하지만 임신을 하지 않으면 아기가 성장할 환경을 굳이 만들지 않아도 되기 때문에
프로게스테론의 분비량이 감소하여
자궁내막이 얇아지면서 월경을 하게 되는데
이 때 프로게스테론의 감소 때문에 월경통이 발생합니다.
그림에서 보는것과 같이
프로게스테론이 PGH2의 생성을 억제한다고 알려져 있는데요.
프로게스테론 분비가 감소하면서 PGH2 생성이 억제 되지 않기 때문에
PGF2a이 평소보다 많이 생성되어 결국 자궁평활근을 수축시키게 되고
이것이 생리통을 유발하게 됩니다.
또한 스트레스를 받게 되면 PGF2a 분비량이 증가하게 되어
월경통이 생깁니다.
따라서 스트레스를 줄이는 것이 월경통 완화에 도움이 됩니다.
분만시에도 자궁을 수축시켜야 하는데요.
이때는 월경통과 다른 방식으로 자궁수축이 이루어집니다.
이때는 크게 옥시토신과 PGE2가 작용해 자궁수축에 관여한다고 알려져 있습니다.
따라서 분만 시 평소보다 많은 양의 옥시토신과 PGE2가 생성된 것을 확인할 수 있습니다.
위에서 작용하는 프로스타글란딘입니다.
음식을 먹으면 우리는 이것을 소화해 에너지로 쓰려고 위에서
위산이 분비되어 음식물을 소화하는데요.
위는 단백질로 구성되어 있는데 위에 보호막이 없다면
위산이 위 자신을 소화시킬 수 있고, 손상시킬 수 있습니다.
이때 위를 보호하기 위해 위 표면의 점액세포에서 점액(mucus)을 분비해
위점막 전체를 피복해서 보호하고 있습니다.
위점막에서 COX-1에 의해 생성된 PGE1, PGE2가
점막상피세포에서 점액 분비를 증가시키고,
HCO3-(중탄산이온) 분비를 증가해 위산을 중화시켜
점막상피세포의 표면의 pH를 중성으로 유지시키고,
벽세포에서 분비되는 위산(HCl)의 분비를 감소시켜 위를 보호할 수 있습니다.
하지만 여러 요인에 의해 위 점막이 손상되면
위궤양 등의 질병이 생겨 속쓰림이 유발하는데요.
이때 위를 보호할 수 있는 약물로는 PGE1 유사체인 misoprostol(상품명 : 싸이토텍)이 있습니다.
싸이토텍은 점액 분비를 증가시키고, 위산분비를 억제해 위를 보호해줄 수 있습니다.
또한 싸이토텍은 위산분비를 억제해 위를 보호하는 역할도 하지만
자궁을 수축시키는 효과가 있어 임부에게는 사용되지 않으며,
출산 후 늘어난 자궁을 수축시키기 위해 사용되기도 합니다.
체온에서 프로스타글란딘입니다. 프로스타글란딘 때문에 체온이 상승할 수 있는데요.
먼저 체온 조절이 우리 몸에서 어떻게 되는지 알아볼게요.
우리 몸은 외부 온도가 변하더라도 체온을 일정하게 유지시키는 기능을 갖추고 있는데요.
체내에서 열을 발생시키거나 체외로의 방열 등이 자율신경계에 의해 조절됩니다.
체온이 낮아졌을 때 열을 발생시켜 체온을 유지하는 방법을 먼저 볼게요.
첫번째 체온이 낮아지면 우리몸은 호르몬을 이용해 체온을 올릴 수 있어요.
체온이 떨어지면 부신수질에서 에피네프린, 갑상선에서 티록신이 분비되어
이로 인해 열이 발생해 떨어진 체온을 상승시킬 수 있습니다.
두번째 체온이 떨어지면 교감신경에서 이를 인지해 피부혈관을 수축시켜
외부로의 열 손실을 줄이고, 아기들의 경우 갈색지방을 이용해 열을 발생시켜서 체온을 상승시킵니다.
세번째 골격근을 이용합니다. 추울 때 몸이 저절로 떨리는 현상 경험해 보셨죠?
골격근이 떨리면서 에너지를 소모해 열을 방출시켜 체온을 조절할 수 있습니다.
네번째 땀분비를 감소시킵니다.
땀을 흘리면 땀이 증발하면서 열을 빼앗아 가는데요.
따라서 체온이 낮을 때는 땀이 나지 않게 해 열손실을 최소화합니다.
여름보다 겨울에 땀을 적게 흘리는 것을 생각해보시면 이해하기가 편하실거에요.
다섯번째 임모근을 수축해 털을 곤두세웁니다.
사람의 경우 동물에 비해 털의 양이 매우 적어 영향력이 거의 없다고 봐도 되는데요.
동물의 경우에는 많은 털이 있어 털을 곤두세움으로 인해
털 속에 열을 오래 보존할 수 있어 추울 경우에 체온 유지에 이용합니다.
다음으로 몸의 온도가 높을 때 열을 외부로 발산시켜
체온을 유지하는 방법을 보겠습니다.
더울때 아세틸콜린성 교감신경이 작용한다고 알려져 있는데요.
두가지 방법을 통해서 체온을 유지할 수 있습니다.
첫번째 피하혈관을 확장합니다.
더울때 얼굴이 빨갛게 달아오르는 것 한번쯤은 경험해보셨을건데요.
이것은 더울 때 혈관을 확장시켜서 열을 외부로 발산하기 때문에 그렇습니다.
두번째 땀분비를 증가시킵니다.
땀분비를 증가시켜 땀이 증발하면서 열을 빼앗아 가기 때문에 체온이 감소하게 됩니다.
마지막으로 사람과는 관계없지만 동물들은 털을 이완해 열을 외부로 발산시켜 체온을 유지합니다.
이렇게 항온동물은 체온을 조절할 수 있는 능력이 있어 외부 변화와 관계없이
내부 온도를 일정하게 유지시킬 수 있습니다.
그런데 우리는 체온이 오르는 것을 한번쯤은 경험해보셨을 겁니다.
이 체온을 올리는 것에 관여하는 것이 프로스타글란딘입니다.
시상하부에는 체온조절중추가 있는데요.
체온조절중추는 설정점을 가지고 있습니다.
쉽게 얘기하면 우리 몸이 36.5℃가 정상인데 36.5℃로 맞추라고 설정해놓은 것이 설정점입니다.
그런데 인체에서 스트레스 상황 예를 들면
내독소 감염, 염증매개물질, 면역반응 등 다양한 원인에 의해 설정점이 상승해 체온이 오를 수 있습니다.
36.5도로 맞춰서 있었는데 37.5도로 설정점이 상승한다면 앞
에서 언급한 체온조절 기작에 의해 우리 몸은 37.5도로 상승합니다.
대표적으로 내독소 감염가 감염되면 대식세포에서 IL-1을 분비하고,
이때 시상하부에서 PGE2이 분비되어 시상하부의 체온조절중추에 작용해 설정점을 높입니다.
36.5℃에 맞춰져 있던 설정점이 PGE2에 의해 상승하기 때문에 우리 몸은 마치 체온이 낮아진것처럼 인식하게 되고 앞서 말씀드렸던 체온이 낮아졌을 때 열을 유지시키는 방법을 통해 체온을 상승시킵니다.
36.5℃에 맞춰져 있던것이 38℃로 변한다고 가정하면
38℃로 맞추기 위해 열을 올리려는 기작을 통해 열을 올리는 겁니다.
더하여 PGE2외에도 프로게스테론도 설정점을 높여 체온상승을 일으킬 수 있다고 알려져 있습니다. 따라서 배란 이후 프로게스테론 분비량이 급격히 증가할 때
체온이 정상보다 0.15 - 0.45 °C 정도 증가하게 됩니다.
임신시 분비되는 프로게스테론도 설정점을 상승시켜 체온을 올릴 수 있습니다.
프로게스테론과 PGE2의 체온상승이 별개의 기전인지
둘이 상관관계가 있는지는 아직 알려진 바가 없다
그럼 정상보다 올라간 체온은 우리에게 나쁜 영향을 줄까요?
어느 정도의 체온상승은 우리에게 이로운 역할을 합니다.
어린이의 경우, 시상하부 체온조절중추가 완전히 발달하지 않아 이유없이 열이 나기도 하지만
성인의 경우 이유없이 열이 나는 경우는 없기 때문에
열이 나는 것은 우리 몸에 어떤 이상이 있다는 것을 알려주는 역할을 합니다.
또한 40℃ 미만의 발열은 항체와 백혈구가 작용을 더 잘할 수 있는 환경을 조성하고,
회복속도를 빠르게 해줍니다.
하지만 열이 나는 것이 좋은 역할만 하는 것은 아닌데요.
체온 상승으로 인해 대사율이 높아지지만 이것이 스트레스원으로 작용할 수 있습니다.
대표적인 예로 날계란이 계란후라이가 되면 원래의 기능을 상실하듯이
우리 몸도 40℃ 이상의 열이 지속되면 계란후라이처럼 비가역적인 세포손상이 일어나고,
45℃ 이상의 열에서는 세포파괴와 체온조절 기작이 중단될 수 있어
반드시 상승한 체온을 정상수치로 내려주어야 합니다.
따라서 올라간 설정점을 원래 값으로 맞춰줘야 합니다.
이때 설정점을 올리는 PGE2을 제거해주면 되는데요.
우리는 해열제를 이용합니다.
대표적인 열을 내려주는 해열제로 아세트아미노펜 성분과
비스테로이드성 항염증제인 이부프로펜이 있습니다.
아세트아미노펜의 경우 타이레놀로 아주 유명한데요.
아직 정확한 기전은 알려지지 않았지만 이미 생성된 PGE2을 없애는 것으로 알려져 있습니다.
PGE2가 사라지니 설정점을 올리지 않아서 정상체온으로 되돌리는 겁니다.
이부프로펜의 경우 PG 생성경로에서
COX-1, COX-2 두가지 경로를 모두 막아
PG 생성 자체를 막아버리기 때문에
설정점을 높이지 않아 정상체온으로 되돌리는 역할을 합니다.
마지막으로 신장에서 PG입니다.
신장은 우리 몸의 전해질, 수분 등의 배설을 담당하는 중요한 기관인데요.
신장을 수도꼭지라고 생각해보면
수도꼭지에서 물이 잘 나가도록 틀어주는 역할을 해주는게 PG입니다.
신장 PGE2와 PGI2이 합성되어 분비되는데요.
얘네들이 신장으로 들어가는 혈관을 확장시켜서 신장의 혈류를 증가시키고,
사구체 여과율(GFR)을 증가시키는 역할을 합니다.
PGE2와 PGI2가 신장에서 하는 역할이 다른데요.
PGE2의 경우
신장 수질에서 합성되어 Na+과 수분 재흡수 조절에 주로 관여하는데
헨레 고리 두꺼운 상행지에서 NKCC2를 억제해 나트륨 재흡수를 감소시킵니다.
따라서 뇨 농축을 방해하고, 소변량을 증가시킵니다.
PGI2의 경우
신장 혈관과 사구체에서 합성되어
레닌의 분비를 자극하고, RAAS(레닌 안지오텐신 알도스테론 시스템)을 활성화해
부신피질에서 알도스테론을 분비해 K+의 분비를 촉진시킵니다.
요약하자면 PG의 분비로 인해
신장으로 들어가는 혈관인 구심세동맥이 확장해 사구체여과율은 증가하고,
Na+과 물의 배설은 증가하게 됩니다.
신장 기능이 정상인 사람의 경우 수도꼭지에서 물이 적게 나가면
PG을 이용해 수도꼭지를 열어서 물을 적당히 배설해 항상성이 유지될텐데요.
고령, 심부전, 신부전 환자의 경우 문제가 발생합니다.
이분들의 경우 신장 혈관 수축이 흔히 발생하는데 여기에 PG이 작용해 어느정도는 수도꼭지를 열어 보상을 해줄 수 있겠지만
PG 합성을 억제시키는 이부프로펜같은 진통제를 투여한다면 큰 문제가 될 수 있습니다.
안그래도 신장 혈관 수축 현상이 발생해 물이 못 나가고 있는데
수도꼭지를 틀어주는 PG의 생산이 감소해 수도꼭지를 더 틀어잠그게 됩니다.
따라서 사구체 여과율이 감소하고, Na+ 축적되고, 부종이 생기고, 고칼륨혈증, 고혈압 등을 초래해 신장이 더 나빠질 수 있습니다.
따라서 고령, 심부전, 신부전 환자에서의 진통제 복용은 신중해야합니다.
생리통, 두통 등의 이유로 진통제를 자주 복용할 수 있는데요.
고령, 심부전, 신부전 환자가 아니더라도 붓기가 있는 경우 진통제 복용에 신중해야 합니다.
붓기가 있는 것은 수분 배출이 원활하지 않다는 것을 알려주는데요.
안그래도 수분 배출이 잘 안되는데 PG의 생성까지 진통제가 막아
신장의 수분 배출을 더 막아 신장에 치명적일 수 있기 때문에 사용에 주의가 필요합니다.
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