의약품 화학 | 심장 질환 치료에 사용되는 약품

동맥 경화성 심장 질환

동맥 경화성 심장 질환은 가슴에 통증을 느끼는 협심증, 동맥 혈액의 부분적 결핍에서 발생하는 국소 빈혈 그리고 심장마비를 일으키는 심근경색 등으로 악화된다. 또한 고혈압과 콜레스테롤 과잉증은 동맥경화를 촉진시키며 특히 고혈압은 동맥 경화와 관계없이 심장마비의 원인이 되기도 한다.

 

고혈압을 조절하는 약물 가운데 일부는 협심증과 심장마비에도 효과가 있기 때문에 고혈압약을 처방할 때는 부정맥, 혈중 콜레스테롤 및 심장마비에 대한 약효도 고려해야 한다. 고혈압 치료는 우선 체중 감량과 소금 섭취량의 제한으로 시작된다. 만일 이러한 체중감량과 소금 섭취량 제한 방법으로 혈압이 충분히 내려가지 않으면 약물을 투여해야 한다. 첫 번째로 다이아지드(dyazide)와 같은 이뇨제(diuretic)를 선택하게 되는데 이 약은 소변 생산과 Na⁺ 배설을 자극한다. 이뇨제는 역시 신경전달과 근육수축에 중요한 K⁺도 다량 배설시키므로 부정맥을 앓는 환자는 칼륨을 추가로 보충받거나 K⁺의 배설을 동반하지 않는 이뇨제를 사용해야 한다(그림 1 참조).

 

그림 1 K+ 배설을 유발하지 않는 이뇨제들

 

대부분의 심장질환을 예방할 수 있는 궁극적인 방법은 동맥에 플라크가 형성되는 것을 예방하는 것이다. 혈중 콜레스테롤은 약 65%가 저밀도 지질단백질(LDL ; low density lipoprotein)에 의해 운반되고 25%만이 고밀도 지질단백질(HDL ; high density lipoprotein)에 의해 운반된다.

 

1968년 워싱톤 대학의 Hohn W. Glomset는 HDL이 동맥혈관 벽으로부터 콜레스테롤을 효율적으로 분리시켜 간으로 운반하고 간에서는 이렇게 운반되어온 콜레스테롤을 대사시켜 버린다는 사실을 입증한 바 있다. 이 발견은 정상적인 혈액 성분만으로도 이미 형성되어 있는 동맥 경화성 플라크를 용해시켜 제거할 수 있다는 가능성을 제시하는 것이었다. 따라서 과학자들은 식이요법만으로 지질단백질의 양을 조절하지 못하는 환자들을 위하여 HDL 농도를 높이거나 LDL 농도를 저하시키는 약물 개발을 시도하여 왔다.

 

콜레스테롤 감소제(cholesterol-lowering drugs)에는 니아신(niacin), 로바스타틴(lovastatin) 및 콜레스티라민 수지(cholestyramin resin : Questr- an) 등이 있다. 니아신과 로바스타틴은 간에서 콜레스테롤의 합성을 저하시킴으로써 혈중 콜레스테롤의 농도를 감소시킨다. 웨스트란은 장내의 담즙산 농도를 감소시킴으로써 혈중 콜레스테롤을 감소시키는데, 이것은 담즙산이 감소하면 간은 더 많은 콜레스테를을 담즙산으로 변화시키기 때문이다. 시판되는 콜레스테롤 감소제의 약물 중에서 로바스타틴은 최신의 약으로써 혈중 콜레스테롤이나 LDL 수준이 아주 높은 환자의 치료에 효과가 좋다. 로바스타틴은 LDL의 양을 19～39% 정도로 저하시킨다.

 

혈관확장제(vasodilator drug)는 협심증으로 인한 통증을 완화시키는데 쓰인다. 혈관확장제는 혈관을 확장시키거나 막힌 곳을 뚫어서 심장에 부담을 주는 혈압을 저하시킨다. 협심증은 심장근육에 산소가 충분히 공급되지 않기 때문에 발병한다. 또한 협심증은 운동이나 불안으로 인하여 유발되기도 하는데, 이 경우에는 심장의 일을 증가시킴으로써 산소 필요량이 많아지기 때문이다. 협심증 때문에 나타나는 증상으로는 가슴부위의 압박감과 복통 그리고 가슴으로부터 왼팔, 목과 턱, 때로는 오른팔로 통증이 전달된다. 협심증 발작치료의 핵심은 심장의 일을 덜어줌으로써 산소 요구량을 감소시키는 것이다. 혈관확장제로는 니트로글리세린(nitroglycerin), 질산아밀(amyl nitrate), 라녹신(lanoxin), 베타 수용체 차단제(beta blocker) 및 칼슘길항제(calcium channel blocker) 등이 있다.

 

 

베타수용체 차단제와 칼슘길항제

1948년 조지아 의과대학의 Raymond P. Ahlquist는 심장근육에 에피네프린(epinephrine)과 노레피네프린(norepinephrine) 수용체(receptor)가 존재한다는 사실을 발견하였고, 이 수용체들을 베타수용체(beta receptor)라고 명명하였다. 이 심장근육 수용체들을 자극하면 심장 박동수가 증가하게 된다.

 

Ahlquist가 밝힌 베타수용체에 관한 지식을 토대로 화학자들은 베타수용체 부위에서 에피네프린 및 노레피네프린과 경쟁할 수 있는 화학물질을 찾기 시작하였다. 만일 베타수용체가 차단될 수 있다면 심장 박동속도가 감소될 것이다. 이러한 심장박동 속도의 감소는 심장이 충분한 휴식을 취할 수 있도록 하여 심장마비를 막아줄 수 있다. 더욱이 이러한 약들은 고혈압에 의한 편두통을 경감시킬 수도 있을 것이다.

 

1967년 베타수용체의 차단제로 프로프라놀롤(propranolol, 상품명 : 인데랄)이 처방되었다. 이 약은 처음에 심장부정맥증에만 사용되었으나 지금은 협심증, 고혈압 및 편두통 치료제로도 사용된다. 프로프라놀롤은 지방에 대한 용해도가 높아서 뇌혈관벽(blood-brain barrier)을 통과하게 되고 대사속도가 느린 중추신경계에 축적하게 된다. 이 화학물질이 중추신경계에 쌓이게 되면 피로, 권태, 우울, 혼돈 등의 부작용을 일으킬 수 있다. 이러한 부작용이 있을 수 있음에도 불구하고 프로프라놀롤은 널리 사용되는 약품이다.

 

두 번째 베타수용체 차단제인 메토프롤롤(metoprolol, 상품명 : 로프레소)은 고혈압 치료제이다. 메토프롤롤은 심장과 신장에 존재하는 베타1 수용체에 대하여만 선택적인 차단효과를 나타내고, 말초혈관이나 기관지내의 베타2 수용체 부위에 대해서는 차단효과가 없다. 따라서 천식환자와 심한 혈관질환 환자에게 안전한 투여를 할 수 있다. 메토프롤롤은 프로프라놀롤처럼 지방에 용해되지 않기 때문에 중추신경계에 축적되지 않는다. 또한 간에서의 대사속도가 느려서 보통 1일 2회 정도의 긴 시간 간격으로 투여한다. 그리고 세 번째 베타수용체 차단제는 아네놀롤(atenolol, 상품명 : 테르노르민)이 있다.

 

그 외 심장질환의 약품으로는 칼슘길항제(calcium channel blocker)가 있다. 연구 결과에 의하면 칼슘이온은 심근을 둘러싼 인지질막의 구멍을 통해서 심근 내로 들어간다. 심근의 세포내에서 칼슘이온은 평행 단백섬유(parallel protein filament)인 미오신(myosin)과 악틴(actin)간에 상호작용을 유발시키고, 이 상호작용에 의하여 심근 세포가 수축하게 된다. 더욱이 2가의 칼슘 양이온은 근육세포에 있는 일부의 음이온들을 중화시키고, 이러한 작용이 심근 수축에 관여한다. 심근 세포에서 칼슘이온이 밖으로 빠져나오면 음이온은 다시 원래의 전하를 갖게 되며 수축되었던 심근 세포는 이완된다. 관상동맥 주위의 평활근이 이완되면 관상동맥을 확장시키고, 따라서 심장에 혈액공급이 증가된다. 어떤 칼슘 길항제는 심장의 수축력을 감소시켜서 심장이 필요로 하는 산소량을 감소시킨다.

 

칼슘 길항제는 베타수용체 차단제와는 다르게 관상동맥의 경련을 억제할 수 있다. 관상동맥의 경련은 심장에 혈액 공급을 차단하고 협심증 증상의 강한 통증을 유발한다. 이러한 경련의 원인은 아직 완전히 밝혀지지 않았으나 칼슘 길항제는 심장의 관상동맥을 확장하고 협심증의 가능성을 감소시키는 효과를 나타낸다.

 

협심증 치료제인 베라파밀(verapamil, 상품명 : 이솔틴, 칼란)이 미국에 처음으로 소개된 해는 1981년이지만, 유럽에서는 20년전부터 사용해 오던 약품이다. 1981년에 두 번째 칼슘 길항제인 니페디핀(nifedipine, 상품명 : 프로카디아)이 소개되었다. 니페디핀은 강력한 관상동맥 확장제로서 협심증 환자에 대하여 빠른 효과를 나타낸다. 칼슘 길항제가 베타수용체 차단제보다 부작용이 적기는 하지만 두통, 현기증의 증상과, 피부를 붉게 만드는 증상을 수반하기도 한다. 현재 칼슘 길항제들은 협심증, 고혈압 및 부정맥의 치료에도 쓰이고 있다. 딜티아젬(diliazem, 상품명 카디젬)은 다른 칼슘 길항제보다 부작용이 적어 가장 널리 쓰이는 약품이다.

 

심장마비로 인한 사망을 감소시키는데 있어서의 문제점은 마비증상이 나타난 때로부터 사망시까지 평균 3시간의 여유밖에 없다는 것이다. 매년 수십만명이 병원에 도착하기 전에 사망하고 있다.

 

최근 연구에 의하면 아스피린(aspirin)은 심장혈관 질병 징후가 있는 사람에게 투여할 때 심장마비의 위험을 감소시킬 수 있음이 밝혀졌다. 아스피린은 혈전이 생기는 빈도를 감소시키는 작용이 있는 것으로 보인다. 즉 아스피린은 혈전 형성에 관여하는 프로스타글란딘(prostaglandin)의 생성을 차단하는 작용이 있다. 그러나 아스피린은 잠재적으로 심각한 부작용이 있으며 특히 위궤양이나 장출혈이 있는 사람은 아스피린을 자주 복용해서는 안된다.

 

 

ACE 억제제

혈관을 수축하는 혈장단백질의 하나인 안지오텐신(angiotensin)Ⅱ의 생합성을 조절하는 효소의 억제제가 개발되었다. 이러한 약물을 안지오텐신 전환효소(ACE : angiotensin-converting enzyme) 억제제라고 한다. 대표적인 3가지 ACE 억제제는 캅토프릴(Captopril), 에날라프릴(Enalapril) 및 리시노프릴(Lisinopril)이다.

 

 

심장마비 환자의 응급치료 방법

최근 응급환자실 혹은 구급차 내에서 심장마비 환자에게 투여하는 새로운 혈전용해제가 개발되어 앞으로는 이 약으로 인해 사망률이 저하될 것으로 보인다. 플라스민(plasmin)은 혈액응고 단백질인 피브린(fibrin) 사슬을 끓는 촉매 작용을 하여 혈전이 저절로 녹게끔 도와준다. 플라스민은 키나아제(kinase)라고 하는 효소에 의해서 플라스민 전구체(precursor)인 플라스미노겐(plasminogen)으로부터 만들어진다.

 

최근에는 제약회사들이 심장마비를 치료하기 위하여 유로키나아제(uroki- nase), 스트렙토키나아제(streptokinase) 그리고 조직 플라스미노겐 활성화제(TPA : tissue-plasminogen activator)와 같은 키나아제들을 개발하였다. TPA를 정맥에 주사하면 수분 이내에 심장마비 증상을 멈추게 하므로 심장조직이 손상되는 것을 막아준다. 현재 미국에서 승인된 TPA는 제네텍(Genentech)사가 햄스터(명주쥐)의 난소세포로부터 생물공학 방법을 이용하여 생산하고 있다.

 

 

 

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