본문내용
1. 심혈관계 생리
1.1. 심장의 구조와 기능
심장은 인체 내 중앙에 위치하며, 네 개의 심실과 네 개의 심방으로 구성되어 있다"" 심장의 대동맥과 폐동맥을 통해 혈액을 전신 및 폐 순환으로 내보내며, 심실과 심방의 수축과 이완을 반복하여 심장 박동을 만들어낸다"" 심장 근육은 다른 골격근과 달리 자동적으로 수축과 이완을 반복하는 자율성을 가지고 있으며, 이러한 자동성은 심장 내부의 전도 체계에 의해 조절된다"" 심장의 전도 체계는 동방 결절, 방실 결절, His속, 푸르키녜 섬유로 구성되어 있다"" 동방 결절에서 발생한 전기 자극이 심방과 심실을 차례로 거치며 수축과 이완을 일으키게 된다"" 이러한 자동적이고 리듬적인 심장의 구동은 생명 유지에 필수적이며, 신경과 호르몬의 조절에 의해 심장 기능이 세밀하게 조절된다""
1.2. 혈압의 조절
혈압의 조절은 심장과 혈관의 상호작용을 통해 이루어진다. 심장에서 박출되는 혈액량인 심박출량과 혈관의 저항인 말초 저항이 혈압을 결정한다"" 심박출량은 심장의 수축력과 1회 박출량, 심박동수에 의해 조절된다.
말초 저항은 혈관의 지름과 혈액의 점도에 의해 결정되는데, 세동맥의 평활근 수축과 이완에 의해 지름이 조절된다""
심장의 수축력과 심박동수는 자율신경계의 조절을 받는다. 교감신경의 자극은 심장 수축력과 심박동수를 증가시켜 심박출량을 높이고, 부교감신경의 자극은 심박동수를 감소시켜 심박출량을 감소시킨다""
세동맥 평활근의 수축과 이완은 국소적인 화학물질 자극과 중추신경계의 조절, 신내분비계의 호르몬 조절에 의해 이루어진다. 세동맥의 확장은 말초 저항을 감소시켜 혈압을 낮추고, 수축은 말초 저항을 증가시켜 혈압을 상승시킨다""
신장에서 분비되는 레닌-안지오텐신-알도스테론계(RAAS)는 혈압 조절에 중요한 역할을 한다. 레닌은 안지오텐시노겐을 안지오텐신 I으로 전환시키고, 안지오텐신 전환효소(ACE)에 의해 안지오텐신 II로 전환된다. 안지오텐신 II는 강력한 혈관 수축 물질로 작용하여 혈압을 상승시키고, 부신피질에서 알도스테론 분비를 촉진하여 신장에서 나트륨과 수분 재흡수를 증가시킨다""
이처럼 심장 및 혈관계, 자율신경계, 신내분비계가 복합적으로 작용하여 혈압을 조절하는데, 이러한 다양한 조절 기전의 이해는 고혈압 치료제 개발에 중요한 기반이 된다""
1.3. 신경 및 호르몬 조절
심혈관계의 신경 및 호르몬 조절은 복잡한 상호작용을 통해 이루어지며, 이는 심장의 수축력과 박동수, 혈관의 저항 등 다양한 요소들을 조절하여 혈압과 심장 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 담당한다.
먼저 자율신경계는 교감신경과 부교감신경의 상호작용을 통해 심혈관계의 기능을 조절한다. 교감신경 활성은 심장 박동수와 수축력을 증가시키고 말초혈관을 수축시켜 혈압을 상승시키는 반면, 부교감신경 활성은 심장 박동수를 감소시키고 혈관을 확장시켜 혈압을 낮추는 역할을 한다. 이러한 자율신경계의 조절작용은 혈압과 심장 기능의 항상성 유지에 핵심적이다.
호르몬 또한 심혈관계 기능 조절에 중요한데, 특히 레닌-안지오텐신-알도스테론계(RAAS)와 항이뇨호르몬(ADH)이 대표적이다. RAAS는 신장에서 방출된 레닌이 간에서 생성된 안지오텐시노겐을 안지오텐신 I로 전환시키고, 이것이 다시 안지오텐신 전환효소(ACE)에 의해 강력한 혈관수축제인 안지오텐신 II로 전환되는 과정으로 구성된다. 안지오텐신 II는 혈관을 수축시켜 혈압을 상승시키고, 부신피질의 알도스테론 분비를 촉진하여 신장에서의 나트륨과 수분 재흡수를 증가시킴으로써 혈액량 증가와 혈압 상승을 유발한다. 이와 달리 ADH는 신장에서의 수분 재흡수를 증가시켜 혈액량과 혈압을 높이는 역할을 한다.
이 밖에도 아트리오펩타이드(ANP), 브레인 나트륨뇨펩타이드(BNP) 등의 나트륨뇨펩타이드 호르몬들이 신장에서의 나트륨과 수분 배출을 촉진하여 혈압 상승을 억제하는 기능을 수행한다. 또한 카테콜아민, 갑상선 호르몬, 인슐린 등의 호르몬들도 심박출량, 혈관저항, 혈관 톤 등 다양한 심혈관계 기능에 영향을 미친다.
이처럼 자율신경계와 호르몬계의 복잡한 상호작용을 통해 심혈관계의 항상성이 유지되며, 이상이 발생할 경우 고혈압, 심부전, 부정맥 등의 심혈관계 질환이 유발될 수 있다. 따라서 이들 조절 메커니즘에 대한 이해가 심혈관계 질환 치료제 개발에 필수적이다.
2. 심부전 치료
2.1. 강심약
강심약은 심부전 환자의 심장 수축력을 강화시켜 심장 기능을 개선시키는 약물이다.
Digitalis류 약물은 심근 세포 내의 Ca2+ 이온 농도를 증가시켜 심근의 수축력을 강화시킨다. 대표적인 Digitalis류 약물인 Digoxin은 울혈성 심부전 및 심방세동, 심방조동 환자에게 사용된다. 하지만 Digoxin의 경우 약물의 안전역이 좁아 치사량이 상용량의 5~10배에 불과하므로 철저한 복약지도와 주의가 필요하다.
β-adrenaline 수용체 효능약인 Dopamine·HCL과 Dobutamine·HCL은 adenlyl cyclase를 활성화시켜 cAMP 농도를 증가시킴으로써 심근 수축력을 증가시킨다. 이러한 β-adrenaline 수용체 효능약들은 응급 심부전증 환자에게 정맥주사로 투여된다.
Phosphodiesterase(PDE) 억제약인 Amrinone과 Milrinone은 PDE를 억제하여 cAMP 농도를 증가시킴으로써 심근 수축력을 증가시킨다. 이러한 PDE 억제약들은 다른 약물에 효과가 없는 경우에 사용되며, 중증의 빈맥성 부정맥 환자에게는 주의를 요한다.
이처럼 강심약들은 심근세포 내의 Ca2+ 농도 증가, cAMP 농도 증가를 통해 심근 수축력을 높여 심부전 환자의 심장 기능을 개선시킨다. 하지만 digitalis류 약물의 경우 치료역이 좁아 부작용의 위험이 크기 때문에 복약 지도와 주의가 필요하다.
2.2. 혈관 확장약
혈관 확장약은 혈관 평활근에 직접 작용하여 혈관을 확장시켜 혈압을 낮추는 약물이다. 이러한 혈관 확장약에는 hydralazine, diazoxide, minoxidil 등이 있다.
hydralazine은 세동맥과 동맥의 혈관 평활근을 이완시켜 혈관을 확장시킴으로써 말초 혈관 저항을 감소시켜 혈압을 낮춘다. 이는 일반적으로 다른 이뇨제나 혈압약과 병용 투여되며, 특히 다른 고혈압 치료제에 반응하지 않는 불응성 고혈압 환자에게 사용된다. 주된 부작용으로는 홍반성 낭창이 있다.
diazoxide는 세동맥을 선택적으로 확장시켜 혈압을 낮춘다. 주된 부작용은 과혈당이며, 이로 인해 당뇨병 환자에게는 주의가 필요하다.
minoxidil은 혈관 평활근을 직접 이완시켜 혈관을 확장시키는데, 이는 주로 고혈압성 긴급증 및 경구 투여가 불가능한 경우 일시적으로 사용된다. 가장 큰 부작용은 발모가 증가하는 것으로, 이로 인해 탈모 치료에도 사용되기도 한다.
이 외에도 질산염 제제인 nitroglycerin, nitroprusside 등도 혈관을 확장시켜 혈압을 낮추는 작용을 한다. nitroglycerin은 관상동맥을 확장시켜 혈류량을 증가시키고, 정맥을 확장시켜 전부하를 감소시키며, 말초동맥을 확장시켜 후부하를 감소시킴으로써 심근 허혈을 개선시킨다. nitroprusside는 동맥과 정맥을 모두 확장시켜 혈압을 낮추는 효과가 있다.
이와 같은 혈관 확장약들은 고혈압, 심부전, 협심증 등의 치료에 사용되며, 특히 다른 고혈압 치료제에 반응하지 않는 경우 사용된다. 하지만 이들 약물은 반사성 빈맥, 체액 및 전해질 불균형 등의 부작용이 있어 주의 깊게 사용되어야 한다.
2.3. 이뇨제
이뇨제는 심부전 치료를 위해 널리 사용되는 약물이다. 이뇨제는 혈액 용적을 감소시켜 심장으로 돌아오는 정맥 환류량을 감소시킴으로써 전부하를 감소시킨다. 또한 심장의 작업부하와 산소요구량을 감소시켜 후부하를 줄임으로써 심박출량이 증가하는 작용을 한다.
이뇨제에는 크게 세 가지 종류가 있다. 첫째, thiazide 이뇨제는 콩팥의 먼쪽곱슬세관 Na+/Cl- 수송체계를 억제하여 Na+의 재흡수를 방해하고 수분 배설을 증가시킴으로써 혈압을 낮춘다. 이때 요산의 배출이 억제되어 통풍이 부작용으로 발생할 수 있고, 저칼륨혈증이 나타날 수 있다. 둘째, loop 이...
