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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1998;41(9): 1164-1168. |
| Differences of Nasal Hypersensitivity between Smokers and Nonsmokers. |
| Young Doe Kim, Joong Saeng Cho, Do Young Jang, Nam Pyo Hong, Chang Il Cha |
| Department of Otolaryngology, College of Medicine, Kyung Hee University, Seoul, Korea. kuent@unitel.co.kr |
| 흡연자와 비흡연자사이에서의 비과민성 반응의 차이 |
| 김영도 · 조중생 · 장도영 · 홍남표 · 차창일 |
| 경희대학교 의과대학 이비인후과학교실 |
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| 주제어:
비과민성ㆍ흡연ㆍ히스타민. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Smoking is regarded as one of the factors that bring about nonspecific hypersensitivity in allergic nasal mucosa. But it is uncertain how chronic smoking affects hypersensitivity in nasal mucosa. This study was designed to evaluate the relationship between smoking and nasal hypersensitivity. In this study, histamine is used since it is commonly used to evaluate nasal hypersensitivity.
MATERIAL AND METHODS: Twelve smokers and 9 nonsmokers were participated in this study. Nasal mucosae of each subjects were stimulated by thiorphan followed by substance P. After stimulation, several dilutions of 10 to 5X104 ng/ml of histamine was instilled to both nasal cavity at intervals of 10 minutes. We measured the volume of nasal cavity by acoustic rhinometry in each step and counted the number of sneezing and nasal blowing at every 10 minute intervals.
Changes in volume after each dillutions of histamine instillations were compared with the values measured after the stimulation by thiorphan and substance P., and this value was expressed as the percentage volume change.
RESULTS:
The nasal volume of smoker group was increased upto 100 ng/ml of histamine and decreased from 1000 ng/ml of histamine. The nasal volume of nonsmoker group decreased more than the smoker group with each dilution of histamine.
The number of sneezing and nasal blowing increased in each group with each dilution of histamine.
CONCLUSIONS: Chronic smoking may decrease susceptibility of hypersensitivity to histamine in nasal mucosa. |
| Keywords:
Nasal hypersensitivityㆍSmokingㆍHistamine |
서론
알레르기성 비염환자에 있어서 비과민성 반응은 감작된 항원에의 노출, 온도의 변화, 히스타민 또는 다른 물리적 자극에 의하여 유발되며1) 그 기전은 신경 전달 물질이나 화학 매체의 증가, 선세포의 수나 민감도의 증가, 자율 신경계의 작용 등으로 설명되고 있다.2) 흡연은 알레르기성 비염에 있어 비과민성 반응을 유발시키는 자극 인자의 하나로 여겨지고 있으며3) 또한 호흡기 점막을 자극하여 기관지 수축을 일으킴으로서 만성 폐쇄성 호흡기 질환을 일으킬 수 있는 위험 인자로 알려져 있다.4) 그러나 만성적인 흡연이 정상 비점막의 과민성 반응에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구는 아직 미비한 실정으로 이에 저자들은 흡연자와 비흡연자에서 비과민성 반응에 어떠한 차이가 있는지 알아보고자 본 연구를 시행하였다.
비과민 반응에 대한 조사 방법으로는 일반적으로 가장 많이 행하여지는 히스타민 자극을 사용하였으며 각 농도별 히스타민으로 비점막을 자극한 후 비강용적의 변화를 측정하여 흡연자와 비흡연자 사이에 어떠한 차이가 있는지 알아보고자 하였다.
대상 및 방법
대 상
하루에 담배 한갑이상씩 5년이상 흡연한 경력이 있는 남자 12명을 흡연군으로 하였고 평균 연령은 27.1세였으며 흡연 경력이 전혀 없는 남자 9명을 비흡연군으로 하였으며 평균 연령은 26.2세였다. 모든 실험대상은 비질환 및 호흡기 질환의 경력이 없었으며 실험전 이학적 검사상 비강 및 기도에 이상이 없음이 확인되었다.
실험 방법
모든 실험 대상은 실험 전에 음향비강통기도 검사법(Acoustic Rhinometry, 이하 AR)을 이용하여 비강의 용적을 측정하였다. 측정 장비로는 E. Benson HOOD Lab.사의 ECCOVISION Ac-oustic Rhinometry System을 사용하였고 검사대상에게 충분히 안정호흡을 시킨 후 앉은 자세에서 검사하였다. 좌우 비강 각각의 측정에서 얻어진 단면적-거리 곡선에서 비공에서부터 후방 6 cm까지의 비강용적(nasal volume)을 구하여 양측 값을 더하였다.
비점막이 히스타민에 잘 반응할 수 있는 상태로 만들어주기 위해 두 실험군 모두에게 neutral endopetidase inhibitor인 Thiorphan(3-mercapto-2-benzylpropanoylglycerine, SIGMA, Israel) 0.5 mg/ml, 0.5 cc와 Substance P(PEPTIDE INSTITUTE, INC., Japan) 1.28×10 -6 M, 0.5 cc를 각각 10분 간격으로 비분무기를 이용하여 약 0.2 kg/cm 2의 압력으로 양측 비강에 분무 후 10분이 경과한 후에 코를 풀게한 후 AR을 시행하여 비강용적을 측정하였다.
그후 히스타민(2-[4-imidazolyl]ethylamine, SIGMA, Japan)을 10 μg/ml의 농도로 좌우비강의 하비갑개 전단의 점막에 각각 10 μl씩 micropipette(Eppendorf Varipette 4710, Germany)을 사용하여 점적한 다음 10분 후에 코를 풀게한 후 AR을 시행하여 비강용적을 측정하였고 다음으로 히스타민의 농도를 높이면서(100, 1,000, 10,000, 50,000 μg/ml) 각각 단계마다 10분경과후 코를 풀게한 후 AR을 시행하여 비강용적을 측정하였으며 이러한 일련의 실험방법들은 저자들이 이미 발표한바 있다(Fig. 1). 5)
Thiorphan과 Substance P를 투여한 후 측정한 비강용적을 기준값으로 삼고 이후 각 농도별 히스타민 투여에 따른 비강용적의 변화를 기준값과 비교하여 몇 % 증감하였는지를 계산하여 % volume change를 구하였고 이러한 % volume change의 변화가 두 실험군간에 유의한 차이가 있는지 알아보기 위해 student t-test를 시행하였다.
또한 각 실험 단계마다 10분 동안의 재채기 횟수와 코푸는 횟수를 기록하여 비교하여 보았다.
결과
비강용적의 변화
실험 전에 측정한 비강용적의 평균은 흡연군에서 21.36 cm 3, 비흡연군에서 18.19 cm 3로서 비흡연군에서의 비강용적이 흡연군에서보다 감소되어 있는 결과였으나 양자간에 통계학적인 유의성은 없었다(p>0.05)(Table 1 and 2). Thiorphan과 Substance P 투여 후 히스타민 투여에 따른 비강용적의 변화를 살펴보면 비흡연군에서는 히스타민 농도에 비례하여 비강용적의 감소가 일어났으나 흡연군에서는 히스타민 농도 100 μg/ml까지는 비강용적이 증가하다가 1000 μg/ml부터 감소하는 양상을 보였으며 비흡연군에 비해 적은 감소율을 보였다(Table 3 and 4, Fig. 2).
두 실험군간의 비교에 있어 히스타민 농도 10 μg/ml, 100 μg/ml에서는 양 실험군간의 비강용적 변화의 차이에 통계학적인 유의성이 있었으나(p<0.05) 그 이상의 농도에서는 통계학적인 유의성은 없었다(p>0.05).
재채기 횟수와 코푸는 횟수의 변화
흡연군과 비흡연군 모두에서 히스타민 농도에 비례하여 재채기 횟수와 코푸는 횟수가 증가하였으나 의미있는 차이는 없었다(Fig. 3).
고찰
흡연은 우리 주변의 중요한 환경요소의 하나로서 이것이 호흡기에 미치는 영향에 대한 연구는 활발히 이루어져왔으며 또한 알레르기성 비염에 있어 비과민성 반응을 유발시킬 수 있는 자극인자의 하나로서 여겨지고 있으나3) 만성적인 흡연자체가 정상 비점막에 어떠한 영향을 미치며 이에 따른 비점막의 과민성 반응은 어떠한 차이를 보이는지에 대해서는 아직까지 잘 알려진 바가 없었다.
비점막의 과민반응은 감작된 항원에의 노출, 온도의 변화, 히스타민 또는 다른 물리적 자극에 의하여 유발되는 것으로 알려져 있으며1) 반응기전은 신경전달물질이나 화학 매체의 분비증가, 선세포의 수나 민감도의 증가, 자율 신경계의 불균형 등으로 설명되고 있다.2) 인위적으로 비과민반응을 유발시키기 위하여 히스타민을 투여하는 검사가 많이 행하여져 왔으며 이러한 히스타민에 의하여 유발된 과민반응이 정상인에 비해 알레르기성 비염환자에 있어 더 잘 일어난다는 견해가 일반적으로 받아들여지고 있으나6)7) 반면에 이러한 반응의 차이가 일부 계절에 국한되어 나타나거나 아예 차이가 없다는 견해도 있다.8)9) Okuda등7)은 히스타민에 의한 과민반응은 비점막에 존재하는 히스타민 수용체와 밀접한 관계가 있으며 이러한 히스타민 수용체는 비점막 상피내와 상피 기저막 가까이에 있는 지각 신경말단이나 혈관벽에 주로 존재하며 비점막의 분비선 세포나 자율신경말단에는 존재하지 않는다고 하였다.
또한 Yoon등10)은 알레르기성 비점막 과민 반응에는 hyperreactivity, normoreactivity, hyporeactivity의 세 가지 현상이 있으며 대체로 이환기간이 짧을수록 hyperreactivity를 보이고 이환기간이 길어지면 hyporeactivity를 보이는 경향이 있다고 하였으며 이환기간이 보통 1년이 경과하면서 재채기 증상은 감소하고 이환기간이 5년이 경과하면서 비폐색 증상이 현저하게 된다고 하였다.
Substance P는 neurokinin A, calcitonin generelated peptide 등과 같은 tachykinin계열의 신경 펩타이드로서11) 중추 신경계나 기도의 non adrenergic, non cholinergic 신경계의 주된 신경전달물질의 하나이다. 비점막하의 substance P 신경섬유는 삼차신경지배를 따라 분포하여 비강내에서 비점막하 분비선, 혈관, 점막하층 등에 존재한다. 이러한 substance P 신경섬유가 자극을 받아 substance P를 분비하게 되면 재채기 반응, 비점막하 분비선의 수축을 통한 선분비의 증가,12) 비점막의 혈관확장 및 혈장의 투과성 증가 등 일련의 염증반응이 일어나게 되며 이를 신경성 염증반응이라 하며13) 이러한 반응은 히스타민 등에 의한 비점막 과민반응의 증상을 증폭시키는 등 비점막 과민반응의 발생 기전에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다.14)
또한 분비된 substance P를 비롯한 tachykinin은 조직내에서 serine esterase, mast cell tryptase, angiotensin converting enzyme등 여러 효소에 의하여 분해될 수 있으나 주로 neutral endopeptidase에 의해 분해되어 그 작용이 조절되는 것으로 알려져 있으며,13) 기관지 천식을 악화 또는 유발하는 것으로 알려진 바이러스 감염,15) 화학물질에의 노출,16) 점막상피의 손상시17) neutral endopeptidase의 활성도가 감소하여 천식에서 보이는 점막과민성의 병리기전의 하나로 작용하는 것으로 알려져 있다.
본 실험에서는 히스타민에 대한 비점막의 반응을 증폭시키기 위해 substance P와 thiorphan(neutral endopeptidase inhibitor)을 각각 미리 투여하였다.
1994년 Dessi등18)은 흡연자에 있어서 비흡연자에 비해 비저항이 증가되어 있으며, 비저항이 증가되어 있는 흡연자들 대부분이 비폐색 등의 증상을 호소하지 않는 것은 흡연자체가 비점막의 민감도(sensitivity)를 감소시키는데 기인하지 않았나 추정하고 있다.
본 연구에서 히스타민에 의한 비강용적의 감소는 흡연자에 비해 상대적으로 비흡연자에 있어서 더 크게 일어남을 알 수 있었고 이는 만성적인 흡연이 비점막에 있어 히스타민에 의해 유발되는 과민반응에 대한 감수성을 감소시켰을 가능성을 시사하고 있다. 따라서 본 저자들은 흡연에 의한 자극 자체는 비과민반응을 일으킬 수 있는 한 인자라는 점은 인정되나 이러한 흡연자극이 지속적으로 이루어질 경우 비점막의 감수성을 오히려 떨어트릴 가능성이 있음에 주목하여야 할 것으로 생각된다.
결론
저자들은 흡연자와 비흡연자를 대상으로 히스타민에 의한 비자극시 비강용적의 변화를 측정하여 본 결과 만성적인 흡연에 의해 비점막의 히스타민 과민반응에 대한 감수성이 감소되었을 가능성을 시사함을 알 수 있었으며 앞으로 흡연과 비과민성 대한 연구에 있어 이러한 관점에서의 접근이 더 진행되어야 할 것으로 사료된다.
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