서     론

   비용은 불확실한 병인 및 술후 잦은 재발로 인해 치료에 있어 한계를 보이고 있으며 비과영역에서 해결해야할 과제로 남아있다. 비용의 명확한 생성기전은 아직 불분명하나, 알레르기설과 염증설이 대두되고 있으며, 최근에는 면역반응을 포함한 다인자 병인이 비용의 주된 원인으로 언급되고 있다. 최근 활성산소 (reactive oxygen species)에 대한 연구가 활발해지면서 활성산소가 비용형성의 원인에도 일부 관여하는 것으로 보고되고 있다.¹⁾
   비용의 치료에 있어서는 스테로이드의 비강내 분무가 좋은 효과를 보이고 있으나 스테로이드의 약리적 기능이 전부 규명된 것은 아니며 활성산소가 일부 비용형성에 관여한다면 스테로이드의 비강내 분무가 활성산소에 직, 간접으로 작용할 것으로 생각되며 항산화효소의 활성도에도 일부 영향을 미칠 것으로 생각된다. 따라서 현재까지 비용의 치료에 있어서 알려진 스테로이드의 약리작용외에 활성산소에 미치는 영향을 새롭게 조명하고 항산화효소의 활성도에도 미치는 영향을 알아봄으로써 비용에 대한 스테로이드 치료의 효과를 새롭게 규명할 필요가 있다고 생각되어 본 연구를 시행하였다.

재료 및 방법

재  료

   비용을 동반한 만성 부비동염환자 중 재채기, 수양성비루 및 소양증 등의 비알레르기 증상이 없고, 피부반응검사상 음성, PRIST상에서 혈청 총 IgE가 100 IU/ml이하, 천식 및 피부알레르기의 과거력이 없는 환자를 대상으로 설정하였으며, 이전에 비수술의 기왕력이 있거나 약물치료중인 환자는 대상에서 제외하였다. 연령분포는 18~52세로 평균 39세였으며, 남자 20예, 여자 20예였다. 비강내 비용을 비내시경으로 관찰하면서 중비도비용의 말단부와 주위점막을 사골동겸자로 각각 0.5 cc 정도의 양으로 총 40 검체를 채취하여 즉시 -70℃에 보관하였다. 채취한 조직은 네 군으로 나누어, 각각 10 검체씩 사용하였으며, 수술전 아무런 처치도 하지 않은 군을 제 1군으로 하였고, 수술전 경구스테로이드제인 prednisolone을 하루 30 mg씩 2주간 투여한 군을 제 2군으로 하였으며, 수술전 triamcinolone acetonide(Nasacort^®) 비분무제를 2주간 1일 2회 비강내 분무한 군을 제 3군으로, 수술전 경구스테로이드제와 triamcinolone acetonide 비분무제를 함께 사용한 군을 제 4군으로 하였다.

비용조직의 균질화

   정해진 시간에 따라 희생시켜 얻은 비용조직을 -70℃에 급속 냉동하였다가 실험시 5∼10배 부피의 0.25 M 자당(sucrose) 용액에 넣어 teflon glass homogenizer로 2~4℃를 유지하면서 분쇄하여 조직균질액을 만든 후 이 조직균질액을 3000 rpm에서 10분간 원심분리한 후 상층액을 시료로 사용하였다. 단백질 정량은 Bradford방법²⁾에 의하여 농도를 결정하였다. 비용조직과 함께 채취한 비점막조직은 대조군으로 이용하였다.

산소 유리기의 생성 측정

   Superoxide radical은 Auchlar와 Voisin의 방법³⁾에 의하여 측정하였다. 0.01 mM nitro-blue tetrazolium(NBT), 0.2 mM mannitol을 포함하는 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4)에 시료를 넣고 30℃에서 예열시킨 후 최종 농도가 0.2 mM 되게 nicotinamide adenine dinucleotide hydrogen를 넣은 후 UVIKON 930 기기를 이용해 560 nm에서 흡광도 변화를 측정하였다. 산소유리기의 생성량은 NBT가 얼마나 환원되느냐에 따라 정량된다.

Superoxide Dismutase (SOD)의 활성도 측정

   SOD의 효소 활성도 측정은 alkaline dimethylsulfoxide (DMSO)를 superoxide anion-generating system으로 사용하여 cytochrome C의 환원을 측정하는 Hyland 등의 방법⁴⁾을 사용하였다. 시료를 10^-4 M EDTA와 2X10^-5 M cytochrome C를 포함하는 0.2 M potassium phosphate buffer (pH 8.6)에 넣고 20분간 얼음용기에서 배양시킨 후 1% 물과 5 mM NaOH가 포함된 0.5 ml alkaline DMSO를 넣고 잘 젓는다. 그 후 550 nm 에서 cytochrome C의 감소로 인한 흡광도 변화를 측정하였으며 효소 활성도 1 단위는 alkaline DMSO에 의한 cytochrome C의 감소를 50% 시켰을때의 효소의 양으로 정하였다.

Catalase (CAT)의 활성도 측정
   CAT의 효소 활성도 측정은 Nelson 등의 방법⁵⁾에 의하여 측정하였다. 실온에서 5 mM H₂O₂와 0.1 mM EDTA를 포함하는 50 mM phosphate buffer (pH 7.0)에 시료를 넣고 240 nm에서 흡광도 감소를 측정하였으며 1 단위는 1 분간 1 μM의 H₂O₂가 없어지는 양으로 측정하였다.

Glutathione peroxidase (GSH-Px)의 활성도 측정

   GSH-Px의 효소 활성도 측정은 GSH-Px에 의해 산화된 glutathione이 glutathione reductase에 의해 환원되면서 감소되는 nicotinamide adenine dinucleotide phosphate hydrogen의 양으로 Paglia와 Valentine의 방법⁶⁾에 의하여 측정하였다. 반응 혼합물에 0.008 M NADPH 100 μl, glutathione reductase 10 μl, 1.125 M NaN₃ 10 μl, 0.15 M reduced glutathione 100 μl를 준비하여 이 반응혼합물에 0.0022 M H₂O₂로 변하는 양을 340 nm에서 흡광도의 변화에 의하여 측정하였다.

통계처리

   유의성검정은 t-test에 의하여 검정하였다.

결     과

산소 유리기의 생성량

   각 군에서 10검체씩 총 40검체에서 측정하였으며 제 1군에서 1.43±0.31 (nmol NBT reduced mg/protein/min), 제 2군에서 1.38±0.35 (nmol NBT reduced mg/protein/min), 제 3군에서 1.36±0.37 (nmol NBT reduced mg/protein/min), 제 4군에서 1.19±0.39 (nmol NBT reduced mg/protein/min)로 제 1군에 비하여 제 2, 3, 4군 모두 감소한 결과를 보였으며, 제 4군에서는 통계적으로 의의있게 감소하였다(Fig. 1).

SOD의 활성도

   제 1 군에서 5.22±1.54 (Unit/min/mg protein), 제 2군에서 5.83±1.52 (Unit/min/mg protein), 제 3군에서 5.72±1.35 (Unit/min/mg protein), 제 4군에서 6.54±1.13 (Unit/min/mg protein) 로 제 1군보다 제 2, 3, 4군에서 통계적으로 의의있게 증가하였다(Fig. 2).

CAT의 활성도

   제 1 군에서 4.65±1.71 (Unit/min/mg protein), 제 2군에서 5.83±1.82 (Unit/min/mg protein), 제 3군에서 6.25±1.48 (Unit/min/mg protein), 제 4군에서 8.21±1.67 (Unit/min/mg protein)로 제 1군보다 제 2, 3, 4군에서 통계적으로 의의있게 증가하였다(Fig. 3).

GSH-Px의 활성도

   제 1 군에서 0.43±0.13 (nmol NADPH oxidized/min/mg protein), 제 2군에서 0.54±0.14 (nmol NADPH oxidized/min/mg protein) 제 3군에서 0.51±0.12 (nmol NADPH oxidized/min/mg protein), 제 4군에서 0.59±0.11 (nmol NADPH oxidized/min/mg protein)로 제 1군보다 제 2, 3, 4군에서 통계적으로 의의있게 증가하였다(Fig. 4).

고     찰

   비용은 수술적 처치 후에도 잦은 재발로 인해 치료에 한계가 있는 질환이다. 발생기전에 관하여는 Blumstein등⁷⁾은 알레르기가 비용의 원인이라고 하였고, Liu등⁸⁾은 cytokine을 포함한 세포면역이 비용형성이 원인이라고 하였으나 아직 명확한 병인을 알 수 없으며, 최근에는 Tos등⁹⁾이 쥐의 중이강에 폐렴구균을 감염시킨 후 용종의 발생을 관찰하여 비용발생의 4 단계 가설을 제시하였다. 즉 1 단계로 상피세포의 국소적 손상, 2 단계로 고유판의 상피결손을 통한 돌출, 3 단계로 돌출조직의 재상피화, 4 단계로 용종의 성장으로, 용종의 발생에는 상피파열이라는 최종공통경로가 있음을 주장하였다. 저자들은 상피파열에 대한 활성산소의 역할에 주목하여 본 연구를 시행하였다. 활성산소는 산소의 불완전한 환원으로 생성되는 산소산물로써 세포내에서 여러기전에 의하여 끊임없이 생성되고 있으므로 세포는 항상 활성산소에 노출되어 있다고 할 수 있다. 정상적으로 산소의 98∼99%는 물로 환원되고 나머지 1∼2%의 산소는 활성산소를 생성하게 된다. 생성된 활성산소는 화학적으로 매우 반응성이 높고 불안정하여 주위의 무기 혹은 유기 화학물질, 특히 세포막과 핵산내의 중요한 분자들과 반응하여 세포독성을 나타내게 된다. 이러한 활성산소는 SOD, CAT, GSH-Px 등과 같은 항산화효소에 의하여 소거됨으로써 생체에 큰 해를 미치지 않지만 허혈성 손상, 화학적 손상, 세포성 노화, 미생물의 침입 등의 원인에 의하여 활성산소가 정상적으로 작동하는 소거계의 능력을 넘어 과생산되면 여러 가지 기전을 통한 반응으로 자체세포손상이라는 결과를 초래하게 된다. 특히 SOD는 산소유리기를 과산화수소와 산소로 대사시키는 강력한 항산화 효소로써 최근 그 역할에 대한 연구가 활발히 이루어져 Atalla 등¹⁰⁾은 개의 간을 이용한 실험에서 SOD와 CAT가 산소유리기가 관여하는 허혈성 손상에서 방어역할을 한다고 보고하였고, Guice 등¹¹⁾은 인공적으로 쥐의 췌장염을 유발시킨 실험에서 산소유리기가 췌장염의 발생에 관여하며 SOD와 CAT가 방어적 역할을 한다고 보고하였다. 또한 SOD는 피부판의 생존을 연장시키며,¹²⁾ 허혈성 청력장애,¹³⁾ 혹은 소음성 청력장애¹⁴⁾를 감소시키는 등 각종 산소유리기의 유해로부터 생체를 보호하는 것으로 보고되고 있다. CAT와 GSH-Px는 SOD에 의하여 생성된 과산화수소를 물과 산소로 대사시킨다. 산소유리기는 염증초기에 모여드는 대식세포와 다핵구에서 생성되는 것으로 짐작된다. 다형핵구에 의한 탐식작용은 주위기질에서 산소를 소비하여 산소유리기와 과산화수소를 생산하며, 생산된 산소유리기와 과산화수소는 강력한 산화제인 하이드록시 라디칼로 환원되어 이것으로 침입한 병원체를 산화시켜 파괴하여 일어난다. 최근까지 활성산소와 관련하여 많이 연구되어진 임상질환은 노화,¹⁵⁾ 암발생 및 예방,¹⁶⁾ 소화기질환¹⁷⁾ 등이며, 이식분야에서도 이식피판의 허혈성 손상에 대한 활성산소의 역할을 중심으로 연구되고 있다.¹⁸⁾
   산소유리기와 비용과의 관계에 대한 연구는 미진하였으나 최근 정상비점막과 비용에서 활성산소의 양을 비교해본 결과, 비용에서 2배 이상 증가되어 있음을 확인하여 산소유리기의 생성량증가가 비용형성의 최종 경로에 주된 역할을 한다는 가설이 보고된 바 있다.¹⁹⁾ 그 기전으로는 감염, 알레르기, 면역반응 등의 병적상태가 비강내에 생기면 염증반응이 생겨 비점막의 종창과 충혈이 생기고 좁은 비강내에서 종창된 비점막이 서로 접촉하게 되며 종창이 심해지면 압력 효과로 인한 점막의 2차적인 허혈 현상이 발생되고 간헐적인 종창감소시 산소가 제공되어 활성산소가 생성되는 것으로 생각된다. 또한 탐식구에서도 활성산소가 생성되어 허혈상태시 생성되는 활성산소의 양에 부가적 효과를 주게 되어 이렇게 증가된 활성산소는 점막파괴 및 혈관투과성증가를 야기시키고 화학주성인자를 활성화시키는 최종공통경로를 시작시켜 비용을 생성시킨다고 생각되어 진다. 본 연구에서는 이처럼 활성산소가 비용의 병인에 관여할 것이라는 판단하에 비용의 치료로 쓰이고있는 스테로이드가 활성산소 및 그 항산화효소에 어떤 영향을 미치리라는 기대를 할 수 있었다.
   비용의 치료는 내과적 약물요법과 수술적 치료로 대별되며 약물요법은 스테로이드 제제의 약물을 비강내 분무하거나 전신투여의 방법이 이용된다. 비염에 있어서 스테로이드의 기능은 염증세포의 침윤을 줄이고 비만세포 및 비만세포에서 분비되는 각종 매개체와 비점막 상피층 호산구의 수를 줄이며 비점막 과민반응과 혈관의 투과성을 줄여주는 것으로 알려져 있다. 이 외에도 arachidonic acid의 대사에 작용하여 leukotriene과 prostaglandine의 분비를 억제하여 알레르기 반응에 의한 비용형성을 막아주는 것으로 보고되고 있다.²⁰⁾ 스테로이드 치료가 비용의 치료에 효과를 갖는 기전은 일반적으로 스테로이드 고유의 항면역기능과 항염증작용에 의한 것으로 보고되고 있으나 본 연구에서처럼 스테로이드 비분무제를 투여한 군에서 투여하지 않은 군보다 비록 통계적인 유의성은 없었지만 수치상으로 낮은 산소유리기의 생성을 보인 점과 항산화효소인 SOD, GSH-Px 및 CAT의 활성도의 증가를 보인 점에서 스테로이드가 특히 국소적으로 작용할 경우, 활성산소의 생성과 그 소거제인 항산화효소의 활성도에도 많은 영향을 미칠 수 있다고 생각된다.

결     론

   비용의 병인으로는 주로 비염이나 부비동염등의 감염 혹은 알레르기에 의한 것으로만 생각되었으나 최종공통경로로서의 활성산소의 생성증가라는 측면에서 볼 때 이를 무독화시키는 항산화효소의 증가는 또 다른 치료기전으로서의 의미를 갖는다고 볼 수 있으며 본 연구에서처럼 스테로이드분무가 활성산소의 생성을 감소시키고 항산화효소의 활성도를 증가시킴으로써 스테로이드의 치료적 근거를 더욱 명확히 할 수 있으리라 사료된다.

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