의약품 화학 | 알레르겐과 항히스타민제

담쟁이 옻나무, 꽃가루, 곰팡이, 음식, 화장품, 페니실린, 아스피린 및 심지어 추위나 열 그리고 자외선에 대해서까지도 비정상적인 생리반응을 나타내는 사람이 있다. 미국에서는 매년 약 5,000명이 기관지 천식으로 사망하고 있으며 적어도 30명은 벌, 장수말벌, 말벌이나 다른 곤충들에 쏘여서 그리고 300여명은 보통 용량의 페니실린을 복용하여 사망한다. 그 원인은 알레르기(allergy) 때문이다. 대략 10명중 1명은 일종의 알레르기로 인해서 고통을 받고 있으며 1,600만명 이상의 미국인은 고초열(hay fever)로 고통받고 있다.

 

알레르기는 대부분의 사람 및 생물에게 뚜렷이 병증을 유발하지 않는 이물질 또는 물리적 자극에 대한 부작용이다. 알레르겐(allergen : 알레르기 반응을 유발하는 물질)은 대개 매우 복잡한 물질로서 보통 단백질 종류들이거나, 다당류들이거나 또는 단백질과 다당류의 복합체로 구성된 화합물들이다. 보통 알레르겐은 10,000 이상의 분자량을 갖고 있다.

 

과학자들은 호그위드(ragweed : 엉거시과 ambrosia 초본의 총칭) 꽃가루에서 호그위드 항원 E라고 하는 알레르겐을 분리해냈다. 이 물질의 분자량은 38,000 정도의 단백질로서 호그위드 꽃가루 성분의 0.5% 정도밖에 존재하지 않지만 꽃가루 알레르기를 일으키는 원인 물질이다. 알레르기성 체질을 가진 사람에게 호그위드 항원 E를 10^-12g(1picogram)만 주사하여도 알레르기 반응을 일으키기에 충분하다. 알레르겐은 코와 호흡기 내의 특수세포와 접촉하게 되는데 여기에는 분자량 196,000 정도의 IgE(Immunoglobulin E)를 갖고 있다. IgE는 코, 기관지 및 위장관에서 형성되며 이들 기관부위에 있는 비만세포(mast cell)라고 하는 특정한 세포들과 강하게 결합되어 있다.

 

호그위드의 항원 E는 비만세포에 있는 IgE 항체와 반응하여 항원-항체 복합체를 형성한다. 이러한 항원-항체 복합체가 형성되면 비만세포에 있는 특정한 미립자들로부터 소위 알레르기 매개체라 불리는 물질이 방출된다. 지금까지 발견된 이러한 매개체 중에서 가장 강력한 것이 히스타민(histamine)이다. 히스타민은 인체내에 광범위하게 분포되어 있으며 특히 비만세포에 있는 250～300개의 작은 미립자 속에 많이 농축되어 있다. 히스타민은 가려움증, 고초열, 기관지 천식, 위염 및 기타 알레르기 증상의 원인물질이다.

 

 

알레르기 증상을 유발하기 위해서는 히스타민과 같은 화학 매개체가 세포로부터 방출되어야 한다. 히스타민이 방출되는 메카니즘은 에너지를 필요로 하는 과정이다. 그리고 미립자들이 세포밖으로 빠져나가지는 않지만 세포벽 근처로 이동하여 세포막에 일시적으로 형성된 통로를 통해 미립자에 농축되어 있던 히스타민류의 물질을 내보내는 것으로 추정된다. 이렇게 방출된 히스타민이 고초열의 독성효과를 나타나게 하는 것이다. 알레르기 치료는 세 가지 방법, 즉 알레르겐을 피하는 방법과 과민성을 둔화시키는 방법 그리고 약물요법이 있다. 과민성을 둔화시키는 방법은 보통 20번 이상의 주사를 해도 고작 부분적인 치료 효과만을 얻을 수 있기 때문에 비용이 많이 들고 불편하다.

 

화학적으로 과민반응을 둔화시킬 수 있는 방법 중의 하나는 알레르겐에 대하여 IgE보다 더 반응성이 큰 차단항체를 주사하여 알레르겐이 알레르기를 유발하는 IgE 항체와 반응 할 수 없도록 하는 것이다. 이 방법은 히스타민이나 기타 알레르기 유발 매개체가 방출되는 과정을 차단하는 것이다. 체내에 충분한 수준의 차단항체를 형성하기 위해서는 오랜 기간동안 일정한 간격을 두고 소량씩 여러 번 주사할 필요가 있다.

 

에피네프린(epinephrine), 스테로이드, 항히스타민제는 효과적인 알레르기 치료약물이다. 에피네프린과 스테로이드는 기관지 천식 치료에 특히 효과가 있다. 항히스타민제는 가장 광범위하게 쓰이는 알레르기 치료약물로 약 50여 가지가 판매되고 있다. 이 약품들의 대부분은 히스타민 구조와 마찬가지로 에틸아민(ethylamine)기(-CH₂-CH₂N<)를 갖고 있다.

 

 

이 약물들은 일반적으로 히스타민이 결합하는 세포의 수용체(receptor)를 경쟁적으로 차지함으로써 히스타민의 작용을 효과적으로 차단한다.

 

 

 

 

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