아트로핀

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아트로핀

[ atropine ]

아트로핀은 가지과 식물에서 추출된 알칼로이드로서 항콜린제 계통의 약물로 이용된다. 아트로핀은 무스카린 아세틸콜린 수용체(muscarinic acetylcholine receptor)의 경쟁적 억제자로서 작용하여, 부교감신경계의 활성을 억제함으로써 다양한 약리 효과를 나타낸다.

아트로핀의 화학 구조 (출처: )

목차

  1. 1.아트로핀의 식물 분포
  2. 2.아트로핀의 발견 및 역사
  3. 3.아트로핀의 화학적 특성
  4. 4.아트로핀 생합성
  5. 5.아트로핀의 약리학적 활성
  6. 6.아트로핀의 의학적 적용
  7. 7.아트로핀 부작용
  8. 8.참고문헌

아트로핀의 식물 분포

아트로핀은 가지과에 속하는 다양한 식물들에서 발견된다. 특히 벨라돈나풀(Atropa belladonna; the deadly nightshade), 독말풀(Datura stramonium; Jimson weed), 털독말풀(Datura inoxia), 흰독말풀(Datura metel), 맨드레이크(Mandragora officinarum; mandrake) 등의 독성을 나타내는 가지과 식물에 풍부하게 존재하는 것으로 알려져 있다.1) 아트로핀은 또한 천사의 나팔꽃(angel’s trupmets)이라고도 불리우는 가지과의 천사의나팔속(Brugmansia)과 사리풀속(Hyoscyamus)의 식물들에서도 발견된다.

아트로핀의 발견 및 역사

아트로핀이 추출되기 전인 기원전부터 맨드레이크 등의 가지과 식물들은 상처, 통풍, 졸음 등을 치료하는 데 이용되었다. 독일의 약사인 하인리히 F. G. 마인(Heinrich F. G. Mein)이 처음으로 아트로핀을 결정 형태로 추출하였고, 1901년에는 독일 화학자인 리하르트 빌슈테터(Richard Willstätter)에 의해 아트로핀이 처음으로 합성되었다.

아트로핀의 화학적 특성

아트로핀의 화학식은 C17H23NO3이고, IUPAC 공식 화학명은 d,l-8-methyl-8-azabicyclo[3.2.1]oct-3-yl ester of α-hydroxymethyl phenylacetic acid이다. 의학적으로 이용될 때는 주로 아트로핀 황산염 수화물(atropine sulfate monohydrate; (C17H23NO3)2·H2SO4·H2O ) 형태가 가장 널리 쓰인다.

아트로핀 생합성

아트로핀 생합성 경로 (출처: )

아트로핀 생합성은 L-페닐알라닌으로부터 아미노기 전달(transamination)에 의해 페닐피루브산(phenylpyruvic acid)이 생성되면서부터 시작된다. 페닐피루브산은 페닐-젖산(phenyl-lactic acid)으로 환원되고, 조효소 A와 트로핀(tropine)이 결합함에 따라 리토린(littorine)이 생성된다. 리토린은 P450 효소로 시작되는 라디칼 재배열 과정을 거쳐 히오스시아민 알데히드(hyoscyamine aldehyde)로 전환된다. 이후 탈수소효소에 의해 알데히드가 1차 알코올로 환원되면서 (-)-히오스시아민(hyoscyamine)이 생성되고, 최종적으로 라세미화(racemization)에 의해 아트로핀으로 전환된다.2)

아트로핀의 약리학적 활성

아트로핀은 스코폴라민(scopolamine)과 함께 인체에서 무스카린 아세틸콜린 수용체(muscarinic acetylcholine receptor)의 경쟁적 억제자로서 기능한다. 아트로핀은 이러한 경쟁적 억제를 통해 부교감신경계의 활성을 억제하고, 아세틸콜린 또는 무스카린의 작용을 농도에 비례하여 억제한다. 하지만 아트로핀은 니코틴성 수용체에 대해서는 낮은 저해 효과를 나타낸다.

아트로핀은 부교감신경계 특이적인 경쟁적 억제를 통해 중추신경계 흥분 조절, 동공 확장, 심박수 증가, 침 등의 점액 분비 억제, 기관지 및 위장 등의 평활근 이완 등의 약리 효과를 나타낸다.3)

아트로핀의 의학적 적용

  • 수술 전 타액(침)의 분비와 기관지 분비물의 감소
  • 시력 검사 전 동공 팽창
  • 근시 교정
  • 눈의 붓기와 염증에 의한 통증 완화
  • 심혈관계 질병의 치료 : 서맥(bradycardia), 심정지(asystole), 협심증, 심근경색 등
  • 콜린 및 콜린유사물질에 의한 중독시 해독 기능

아트로핀 부작용

아트로핀의 부작용은 주로 항콜린 작용과 연관 있으며, 구강 건조, 시력 저하, 눈부심, 빈맥 등이 일반적인 그리고 상시적인 투여량에서도 나타날 수 있는 대표적인 부작용들이다.

아트로핀을 과량으로 사용시에는 독성 효과가 나타나서 흥분, 환각, 호흡곤란, 정신 착란, 혼수 등의 심각한 부작용이 나타날 수 있다.

참고문헌

1. Brust JCM (2004) Neurological aspects of substance abuse (2 ed.). Philadelphia: Elsevier. p310
2. Dewick PM (2009) Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach (3rd ed.). Chichester: A John Wiley & Sons
3. McLendon K, Preuss CV (2019) Atropine. StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing