교신저자：이석호, 301-721 대전광역시 중구 대사동 640 충남대학교 의과대학 이비인후과학교실
              전화：(042) 220-7692 · 전송：(042) 253-4059 · E-mail：ent107@hanmail.net

서     론

   소음성 난청은 소음의 종류, 강도, 주파수, 노출시간 및 개개인의 감수성에 따라 다양하게 나타난다. 소음성 난청에서 관찰되는 와우의 기본적인 변화는 Corti기관 유모세포의 손상으로, 외유모세포의 손상이 선행되고 내유모세포의 손상이 뒤따르며 소음의 주파수에 따라 와우의 특정 부위가 손상을 받게 된다.¹⁾²⁾ 소음성 난청의 대부분은 지속적인 소음보다는 휴식기를 갖는 반복적인 소음노출에 의해 발생하며 와우는 이러한 반복적인 자극에 대해 보호효과(toughening effect)를 보인다.³⁾⁴⁾
   소음성 난청의 발생기전은 와우혈류량의 감소,⁵⁾⁶⁾ 유리산소기의 형성⁷⁾ 및 세포내 칼슘유입⁸⁾ 등이 제시되었고, 실험적으로 allopurinol과 같은 항산화제와 칼슘통로 차단제인 verapamil의 투여로 소음에 의한 와우손상을 경감시킬 수 있었다.²⁾⁹⁾
   이비인후과 영역에서 은행잎 추출물(Ginkgo biloba extract, EGb)은 이명과 감각신경성 난청의 치료에 사용되고 있으며, 임상과 기초 실험을 통하여 뇌와 말초의 혈류량을 증가시키고 유리 산소기의 제거작용이 있는 것으로 알려져 있다.¹⁰⁾ 특히 은행잎 추출물은 실험동물의 와우혈류량을 증가시킨다는 보고가 있으며,¹¹⁾ 이는 소음성 난청의 발생기전에 있어서 중요한 와우혈류량의 감소와 유리산소기의 형성을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 생각된다. 이에 저자들은 일과성 소음으로 유발된 청력소실에 대하여 은행잎 추출물이 미치는 영향을 알아보고자 본 실험을 시행하였다.

재료 및 방법

실험동물 및 EGb
   이경검사상 정상고막을 가지며 정상 청성뇌간유발반응(ABR)을 보이는 200~250 gm의 암컷 기니픽(다물사이언스, 대전) 10마리를 사용하였다. EGb(선경제약) 대신 동량의 생리식염수를 투여하고 소음에 노출시킨 5마리를 대조군, 소음노출과 함께 EGb를 투여한 5마리를 EGb투여군으로 분류하였다. EGb투여군에서는 EGb의 투여용량을 Kracher 등¹²⁾과 Jung 등¹³⁾의 실험을 참고하여, 소음노출 직전과 직후에 매일 2회씩 6일간 100 mg/kg 복강내 주사하였다(Fig. 1).

소음 및 청성뇌간유발반응
   순음청력검사기(GSI 16)에 증폭기(RX-4010R, Inkel)와 2개의 스피커(ISP-103R, Inkel)를 연결시켜 소음원으로 사용하였다. 철망으로 만들어진 동물우리(11×20×8 cm)속의 소음강도는 모서리를 포함한 9곳에서 1 dB 이내의 차이를 보였다. 실험동물을 100 dB, 4 kHz 협역대역소음(3,760~4,280 Hz)에 매일 6시간씩 6일간 노출시켰다.
   Ketamine hydrochloride를 30 mg/kg 근육내 주사한 뒤 Cadwell사의 Quantum84를 이용하여 방음실(IAC1603A-CT, Industrial Acoustics)내에서 ABR을 측정하였다. 전극은 Nicholet사의 피내침전극을 이용하여 활성전극을 두정부에, 비교전극을 우측 이개하부에, 접지전극을 좌측 이개하부에 부착하였고 전기저항은 5 kohm 이하로 유지하였다. 음자극은 10인치의 음전도관을 갖는 삽입형 수화기(insert phone, Cadwell)를 통하여 희박상(rarefaction phase)의 광역대 클릭음을 초당 11.29회 주었다.
   ABR역치의 측정은 자극음의 강도를 90 dB부터 20 dB간격으로 낮추어 가면서 역치근처에서는 5 dB의 간격으로 ABR을 측정하여 재현 가능한 제5파형을 보이는 최소 자극음의 강도를 청력역치로 정하였다. 실험시작 전에 측정한 역치를 기준값으로 하였고, 매일 소음노출 직전과 직후에 역치를 측정하여 7일간 실험동물 우측귀의 ABR역치 변화를 관찰하였다(Fig. 1). 검사중에 기니픽의 직장체온은 37°C이상, 심박동수는 분당 210회에서 270회로 유지하였다.

주사전자현미경
   실험 7일째 각 군에서 2마리씩 희생하여 8개의 와우를 채취하였다. 심장내 관류는 시행하지 않았으며, 등골을 와우의 난원창에서 분리한 뒤 와우의 첨단을 개방하고 4°C 2.5% glutaraldehyde(pH 7.2) 고정액으로 관류하였다. 고정액속에서 pick, microforceps 등을 이용하여 와우의 기저회전에서 첨단회전까지 골와우각, 혈관조, 전정막, 개막의 순서로 제거하였다. 4°C에서 12시간 침수고정한 뒤 탈수와 금도금과정을 거쳐 주사전자현미경(S2500, Hitach)하에서 관찰하였다.

통  계
   통계학적 검정에는 SPSS 통계프로그램(version 9.0)을 이용하여 Mann-Whithney 검정을 시행하였다.

결     과

청성뇌간유발반응
   대조군과 EGb투여군은 첫번째 소음노출 직후 각각 평균 33 dB과 27 dB의 역치상승을 보였다(Table 1 and 2). 두 군 모두에서 소음노출이 반복될수록 역치상승의 폭이 적어지는 보호효과를 관찰할 수 있었다(Fig. 2). 실험 1, 2, 4, 5, 6일째 소음노출 직후 역치상승의 평균값은 EGb투여군이 대조군에 비하여 적었다(p<0.05, Fig. 3). 18시간의 휴식기를 갖고 다음 소음노출직전에 측정한 역치는 두 군 모두에서 부분적으로 회복되었다. 실험 2, 3, 6, 7일째 역치상승의 폭은 EGb투여군이 대조군에 비하여 적었다(p<0.05, Fig. 4).

주사전자현미경
   대조군과 EGb투여군 모두에서 와우의 제 2회전과 3회전 외유모세포의 배열이 불규칙해지고 섬모의 단축, 융합, 소실과 같은 퇴행성 변화가 관찰되었으나 기저회전에서 특이한 변화는 보이지 않았다. 개체수가 적어 두 군간에 정량적인 비교는 시행하지 않았으며, EGb투여군에서 대조군보다 경미한 변화를 보였다(Fig. 5).

고     찰

   소음노출에 의한 와우혈류량의 감소는 소음성 난청의 발생기전중의 하나로 생각되고 있으며,⁶⁾ 이러한 현상은 와우혈관의 조직학적 소견,⁵⁾ laser doppler flowmetry를 이용한 와우혈류량의 측정⁶⁾¹¹⁾을 통하여 보고되었다. 와우혈류량의 감소에 따른 허혈과 이에 따른 유리산소기의 형성은 코르티 기관, 특히 유모세포의 손상을 초래하게 된다.⁷⁾ Seideman 등⁷⁾과 Yamane 등¹⁴⁾은 소음에 노출시 유모세포로부터 형성되는 유리산소기가 혈관 선조에서 파괴적인 수산화기로 전환됨으로써 소음성 난청이 발생한다고 하였고, allopurinol, lararoids, α-D-tocopherol과 같은 항산화제를 투여하여 소음에 의한 와우손상을 경감시켜 줄 수 있었다.
   임상적으로 EGb는 말초혈류와 뇌혈류개선의 목적으로 이용되고 있으며 이비인후과학 영역에서는 이명과 난청의 치료에 시도되고 있다.¹⁵⁾ EGb는 다양한 물질로 구성된 복합체로서 flavonoids(ginkgo-flavone glycosides)와 terponeid(ginkgolides and bilobalides)가 주요 성분으로 이들의 복합작용에 의해 약리학적 효과를 나타낸다.¹⁰⁾¹⁵⁾ 현재까지 EGb의 효과는 혈류량의 증가, 혈소판 활성인자의 길항제, 신경절대사의 변화, 유리산소기에 의한 세포막손상의 방지, 칼슘이온 안정제 등으로 알려져 있다.^10)12)16)17)
   Didier 등¹¹⁾은 기니픽에서 EGb를 투여한 뒤 laser doppler flowmetry를 이용하여 와우혈류량이 증가함을 관찰하였다. 그는 은행잎 추출물이 나선판(spiral lamina)의 혈관에 분포하는 와우의 교감신경에 길항적으로 작용한다고 생각하였다. Maitra 등¹⁷⁾은 은행잎 추출물이 유리산소기를 제거하는 작용을 갖고 있어 신체 각 부위에서 산화 손상을 방어해주는 항산화 효과를 갖는다고 하였다. 한편, Jung 등¹³⁾은 EGb가 gentamicin에 의한 이독성에 대해서도 예방 효과가 있음을 보고하였다. 저자들은 와우혈류의 개선작용과 유리산소기 제거작용을 갖고 있는 EGb가 소음노출에 의한 와우손상에 대해 예방적 효과가 있을 것으로 생각하였으며, 본 실험의 결과 개체수는 적었으나 EGb의 투여는 소음노출에 의한 청력소실을 경감시켜 줄 수 있음을 시사하였다.
   소음성 난청은 소음의 강도, 주파수, 노출기간 및 개인의 감수성에 따라 그 정도가 다르다. 소음에 의한 청력소실은 지속적인 소음보다는 휴식기를 갖는 일과성 소음에 노출되는 경우에 더 적으며, 특히 반복적으로 소음에 노출되는 경우 와우는 보호효과를 보인다.^3)4)18) 보호 효과의 기전은 정확히 알려져 있지 않으나, 외유모세포와 원심성 청력계(efferent auditory system)가 주된 역할을 담당하는 것으로 알려져 있다.¹⁹⁾²⁰⁾ 본 실험에서도 소음성 난청을 유발하는 환경과 비슷하도록 실험동물을 하루 6시간씩 일과성 소음에 반복적으로 노출시킴으로서, 이러한 보호효과를 관찰할 수 있었다.

결     론

   저자들은 소음노출에 의한 청력소실에 있어 Ginkgo biloba의 예방적 효과를 알아보고자 기니픽을 일과성 소음에 노출시켜 청력의 변화와 와우의 형태학적 변화를 관찰하였다. 실험의 결과 Ginkgo biloba의 투여는 소음노출에 의한 청력소실을 경감시켜 줄 수 있었다. 본 연구는 소음성 난청에서 Ginkgo biloba의 예방적 효과를 제시하였으며, 향후 소음성 난청의 정확한 기전과 Ginkgo biloba의 효과에 대한 연구가 더 보완되어야 할 것으로 생각된다.

1. Bohne BA, Yohman L, Gruner MM. Cochlear damage following interrupted exposure to high-frequency noise. Hear Res 1987;29:251-64.

2. Henderson D, Hamernik RP, Hynson K. Hearing loss from stimulated work-week exposure to impulse noise. J Acousti Soc Am 1979;65:1231-7.

3. Sataloff J, Sataloff RT, Menduke H, Yerg RA, Gore RP. Intermittent exposure to noise: effects on hearing. Ann Otol Rhinol Laryngol 1983;92:623-8.

4. Suramaniam M, Henselman LW, Spongr V, Henderson D. Effect of high-frequency interrupted noise exposures on evoked potential thresholds, distortion-product otoacoustic emissions, and outer hair cell loss. Ear Hear 1995;16:372-81.

5. Vertes D, Axelsson A, Lipscomb M. Some vascular effects of noise exposure in the chinchilla cochlea. Acta Otolaryngol (Stockh) 1979;88:47-55.

6. Thorne PR, Nuttall AL. Laser doppler measurements of cochlear blood flow during loud sound exposure in the guinea pig. Hear Res 1987;27:1-10.

7. Seidman MD, Shivapuja BG, Quirk WS. The protective effects of allopurinol and superoxide dismutase on noise-induced cochlear damage. Otolaryngol Head Neck Surg 1993;109:1052-6.

8. Attias J, Joachim Z, Ising H, Bresloff I. Prophylactic effect of magnesium in noise induced hearing loss. In: Prasher D, Luxon L., editors. Biological effects of noise. London: Whurr Publishers;1998. p.173-81.

9. Goldwyn BG, Quirk W. Calcium channel blockade reduces noise-induced vascular permeability in cochlear stria vascularis. Laryngoscope 1997;107:1112-6.

10. Kleijnen J, Knipschild P. Ginkgo-biloba. Lancet 1992;340:1136-9.

11. Didier A, Droy-Lefaix MT, Aurousseau C, Cazals Y. Effects of Ginkgo biloba extract (EGb 761) on cochlear vasculature in the guinea pig: morphometric measurements and laser doppler flowmetry. Eur Arch Otorhinolaryngol 1996;253:25-30.

12. Kracher L, Zagermann P, Krieglstein J. Effect of an extract of Ginkgo biloba on rat brain energy metabolism in hypoxia. Arch Pharmacol 1984;327:31-5.

13. Jung HW, Chang SO, Kim CS, Rhee CS, Lim DH. Effects of Ginkgo biloba extract on the cochlear damage induced by local gentamicin installation in guinea pigs. J Korean Med Sci 1998;13:525-8.

14. Yamane H, Nakai Y, Takayma M, Konishi K, Iguchi H, Nakagawa T, et al. The emergence of free radicals after acoustic trauma and strial blood flow. Acta Otolaryngol (Stockh). 1995;519:87-92.

15. Park KH, Hong BK, Shim SY. Clinical experience of a new combined therapy of low power laser and Ginkgo-extract on tinnitus and sudden deafness. Clin Otol 1995;6:213-20.

16. Barth SA, inselmann G, Engermann R, Heklemann HT. Influences of Ginkgo biloba on cyclosporin A induced lipid peroxidation in human liver microsomes in comparison to vitamin E glutathione and N acetylcysteine. Biochem Pharmacol 1991;42:1521-6.

17. Maitra I, Marcocci L, Packer L. Peroxyl radical scavenging activity of Ginkgo biloba extract EGb 761. Biochemical Pharmacology 1995;49:1649-55.

18. Subramaniam M, Campo P, Henderson D. Development of resistance to hearing loss from high frequency noise. Hear Res 1991;56:65-8.

19. Hamernik RP, Ahroon WA, Davis RI, Lei SF. Hearing threshold shifts from repeated 6-h daily exposure to impact noise. J Acoust Soc Am 1994;95:444-53.

20. Zheng XY, Henderson D, McFadden SL, Hu BH. The role of the cochlear efferent system in acquired resistance to noise-induced hearing loss. Hear Res 1997;104:191-203.