쥐의 심장에서 허혈성 후처치는 아편유사물질 수용체의 활성화에 의해서 사립체 투과 전이공 개방을 억제한다

Abstract

재관류 직후에 심근 허혈과 재관류의 주기적 반복으로 이루어지는 허혈성 후처치는 심근을 보호하기 위한 적절한 방법 중의 하나라고 알려져 있다. 그러나 이의 정확한 기전은 아직까지 불분명하므로 본 연구에서는 허혈성 후처치의 세포내 신호 전달 과정을 밝히고자 한다. 수컷 Wistar rat의 심장에 30분 동안의 허혈과 2시간 동안의 재관류를 시행하였다. 대조군은 좌관상동맥의 결찰 이전과 이후에 아무런 조치를 취하지 않았으며 허혈성 후처치는 재관류 시작 직후 10초 허혈과 10초 재관류를 6 주기로 시행하였다. 후처치를 시행한 또 다른 쥐에서 naloxone (비특이성 아편유사물질 수용체 억제제), naltrindole (δ-아편유사물질 수용체 억제제), SB216763 (글리코겐 합성 키나아제 억제제), atractyloside (사립체 투과 전이공 개방제) 등의 약물을 처치하였다. 허혈성 후처치는 대조군(29.9 ± 3.7%)에 비해 심근 괴사의 크기를 유의하게 감소시켰다(15.9 ± 2.4%, p = 0.003). 후처치에 의한 항괴사 효과는 naloxone (25.5 ± 3.9%)과 naltrindole (26.9 ± 2.3%) 투여 시 대조군에 비하여 의미있게 감소하였으며(p<0.05) 이는 후처치 효과에 아편유사물질 수용체, 특히 δ-아편유사물질 수용체가 관여함을 의미한다. 후처치 시 atractyloside를 투여한 경우에서도 후처치에 의한 심근 괴사 감소 효과가 억제되었다(30.6 ± 3.6%, p = 0.003). 후처치에 SB216763을 naloxone과 함께 투여한 결과 대조군에 비해 심근괴사가 감소하였으나(17.4 ± 3.2%, p = 0.007), SB216763을 atractyloside와 함께 투여한 경우에는 심근 괴사가 대조군과 유사하였고 후처치군에 비하여 의의있게 증가하였다(27.4 ± 2.6%, p = 0.017). 본 연구 결과 허혈성 후처치는 δ-아편유사물질 수용체를 활성화시키고 GSK-3β를 억제하여 사립체 투과 전이공의 개방을 억제함으로서 재관류 후의 심근 손상을 감소시킴을 알 수 있었다. Ischemic postconditioning (IP), brief cycles of myocardial ischemia and reperfusion during the early phase of reperfusion, is considered as a novel adjunct strategy to protect myocardium. However, the exact mechanism remains unclear and should be determined. The hearts of male Wistar rats were subjected to 30 min ischemia and 2 hrs reperfusion. Control rats had no intervention either before or after left coronary artery occlusion. IP was elicited by 6 cycles of 10s reperfusion interspersed by 10s ischemia immediately after onset of reperfusion. Subsets of postconditioning rats were treated with drugs as followings; naloxone (non-selective opioid receptor antagonist), naltrindole (δ-opioid receptor antagonist), SB216763 (glycogen synthase kinase 3-beta inhibitor), atractyloside (mitochondrial permeability transition pore opener). Ischemic postconditioning significantly reduced infarct size (15.9 ± 2.4%, p = 0.003) compared to control (29.9 ± 3.7%). The anti-infarct effect by postconditioning was blocked by both naloxone (25.5 ± 3.9%) and naltrindole (26.9 ± 2.3%), implying the involvement of opioid receptors, especially δ-opioid receptors, in postconditioning (p < 0.05). Infarct size limiting effect by postconditioning was also abolished by atractyloside (30.6 ± 3.6%, p = 0.003). In SB216763 with naloxone treated animals, the infarct size was decreased (17.4 ± 3.2%, p = 0.007) but not in SB216763 with atractyloside treated animals (27.4 ± 2.6%) compared to control. These data suggest that ischemic postconditioning may protects myocardium by inhibiting mPTP opening via δ-opioid receptor activation. GSK-3β is a downstream mediator of opioid receptors and an upstream mediator of mPTP opening in postconditioning.