초록우산

제1장 과거의 뇌과학 / 테마 9 : 뇌혈관관문(BBB)과 약물전달

작성일 : 2015-02-08 23:22 작성자 : 김지윤 (cathleen0@naver.com)

                                                        <사진출처: http://usyahoo.com/>

 

뇌는 뇌모세혈관을 통하여 뇌조직에 필요한 영양분과 산소를 공급 받고 뇌모세혈관은 내피세포 상호간에 아주 밀착하여 연결되어 있는 연접구조(tight junction)를 가지고 있어 고분자 물질이나 수용성 물질의 통과를 막는 일종의 장벽(barrier)이 존재한다. 이런 기능적 장벽을 뇌혈관관문(Blood-Brain Barrier)라고 부른다.

그래서 뇌조직에 작용하는 약물의 경우 일단 BBB 통과할 수 있도록 저분자 지용성으로 제조하는 것이 중요하다. 아무리 효능이 좋은 약이라도 BBB를 통과하지 못하면 뇌세포에 도착하지 못하고 체외로 배설되어 버린다.

 

두통약 등과 같이 저분자 지용성 약물이 BBB를 통과하면 본격적으로 뇌조직으로 들어가면 삼투압 원리로 이송되어 뇌조직으로 들어간 약물은 뇌실의 맥락총으로 들어간다. 뇌실은 뇌척수액이 생성되고 뇌조직으로 감싸고 있는 지주막하공간으로 가는 출발지점이다. 뇌세포와 뇌척수액공간 사이에 또 하나의 장벽이 있다. 약물은 상의세포(ependymal cells)조직의 밀착 연접 구조를 통하여 뇌척수액으로 흘러간다. 뇌척수액에 들어간 약물은 그 속에서 녹아서 뇌조직을 천천히 순환하면서 뇌세포의 세포외기질로 들어간다. 세포외기질에 들어간 약물은 뇌세포의 세포막에 존재하는 수용체와 결합하여 뇌세포와 크로스 톡을 하거나 뇌세포의 세포막에 존재하는 채널단백질이나 수송체에 의하여 뇌세포의 세포질로 이송된다. 세포질에 이송된 약물은 세포질에 존재하는 특정 효소 또는 단백질과 결합하여 그 효소(단백질)의 활성을 차단하게 된다. 이로 인하여 약물의 반응이 있게 되면 우리 머리 속의 두통이 사라지게 된다. 임무를 마친 약물은 세포질에서 다시 세포외기질로 배출되고 다시 세포외기질에서 뇌척수액으로 나와 지주막하공간과 연결된 뇌정맥혈관으로 흡수된다. 이후 다시 신장의 사구체를 통하여 그 임무를 수행한 약물은 소변으로 체외에 배출되는 것이다.

 

또 하나의 흥미로운 사실은 뇌혈관장벽(BBB)은 염증성질환(inflammatory disease)이나 종양(tumor) 등 여러 질환에서 손상되며, 외상(injury) 후에도 2-3 주일 정도 기능을 못하는 경우가 있는데 이러한 BBB의 성질을 이용하여 혈액 내로 추적물질(tracer substance)을 준 후 이 물질이 뇌의 어느 부분으로 투과해 들어가는지를 관찰하면 병변이 있는 장소를 추측할 수 있다는 것이다.

 

참고 문헌

셔우드 기초생리학 3판 2013. 사이플러스

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