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아이소플루레인

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1. 개요

아이소플루레인은 흡입 마취제로, 주로 수술 시 전신 마취 유도 및 유지를 위해 사용된다. 작용 기전은 GABAA 수용체 등 여러 수용체에 작용하여 신경 억제를 유발하는 것으로 알려져 있으며, 부작용으로는 혈압 감소, 악성 고열증, 호흡 억제 등이 나타날 수 있다. 고령 환자에게는 수술 후 인지 기능 장애(POCD)와 관련될 수 있으며, 아밀로이드 베타 응집을 유도하여 알츠하이머병 발병 위험을 높일 수 있다는 연구 결과도 있다. 1940년대에서 1950년대에 다이에틸 에테르를 대체하기 위해 도입되었으며, 수의 마취에도 사용된다. 대기 중 평균 수명은 3.2년이고, 지구 온난화 지수는 510이다.

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아이소플루레인 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
이소플루란 구조
이소플루란 구조
이소플루란 3D 모형
이소플루란 3D 모형
상품명포란, 기타
약물닷컴이소플루란 약물 정보
데일리메드 ID이소플루란
임신 주의 등급 (호주)B3
투여 경로흡입
ATC 코드N01AB06
법적 규제 (브라질)C1
법적 규제 (영국)전문 의약품
법적 규제 (미국)처방전 필요
IUPAC 이름(RS)-2-클로로-2-(디플루오로메톡시)-1,1,1-트리플루오로에탄
다른 이름(RS)-1-클로로-2,2,2-트리플루오로에틸 디플루오로메틸 에테르
분자식C3H2ClF5O
PubChem3763
DrugBankDB00753
ChemSpider ID3631
UNIICYS9AKD70P
KEGGD00545
ChEBI6015
ChEMBL1256
SMILESFC(F)(F)C(Cl)OC(F)F
StdInChI1S/C3H2ClF5O/c4-1(3(7,8)9)10-2(5)6/h1-2H
StdInChIKeyPIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N
약리학적 정보
생체 이용률알려진 바 없음
단백질 결합알려진 바 없음
대사알려진 바 없음
배설 반감기알려진 바 없음
기타 정보
분자량184.5 g/mol

2. 의학적 용도

아이소플루레인은 주로 공기나 순수한 산소와 함께 투여되며, 아산화 질소와 함께 사용되기도 한다. 아이소플루레인은 할로테인보다 빠르게 마취를 유도할 수 있지만,[10] 자극적인 냄새가 호흡기를 자극하여 빠른 마취 유도라는 장점을 무효화할 수 있다. 따라서 아이소플루레인은 주로 티오펜탈이나 프로포폴과 같은 정맥 주사제로 전신 마취를 유도한 후 유지하는 데 사용된다.[11][12][13]

3. 작용 기전

많은 전신 마취제와 마찬가지로, 정확한 작용 기전은 명확하게 규명되지 않았다.[14] 아이소플루레인은 통증 감수성(진통)을 감소시키고 근육을 이완시킨다. 아이소플루레인은 GABA, 글루탐산 및 글리신 수용체에 결합할 가능성이 있지만, 각 수용체에 미치는 영향은 다르다. 아이소플루레인은 뉴런 및 재조합 수용체의 전기 생리학 연구에서 GABAA 수용체의 양성 알로스테릭 조절제로 작용한다.[15][16][17][18] 이는 글리신 수용체 활성을 증강시켜 운동 기능을 감소시킨다.[19] 또한 NMDA 글루탐산 수용체 아형의 수용체 활성을 억제한다. 아이소플루레인은 활성화된 칼륨 통로의 전도를 억제한다.[20] 아이소플루레인은 또한 세포 내 분자에 영향을 미친다. 이는 세포막 칼슘 ATPase (PMCAs)를 억제하여 Ca2+(칼슘 이온)이 막을 가로질러 흐르는 것을 방해함으로써 막 유동성에 영향을 미치며, 이는 차례로 뉴런 탈분극에 영향을 미친다.[21][22] 아이소플루레인은 ATP 합성 효소 및 NADH 탈수소 효소의 D 서브유닛에 결합한다.

아이소플루레인을 이용한 전신 마취는 혈장 내인성 칸나비노이드 AEA 농도를 감소시키는데, 이는 무의식스트레스 감소의 결과일 수 있다.[23]

4. 부작용

아이소플루레인은 용량에 따라 말초 혈관을 확장시켜 혈압을 갑자기 떨어뜨릴 수 있으며, 특히 혈액량이 부족한 환자에게는 더욱 위험하다.[2]

동물 연구에서는 케타민, 아이소플루레인, 미다졸람과 같은 벤조디아제핀, 아산화 질소 등의 특정 전신 마취제가 어린 아이에게 신경 퇴행 위험을 높일 수 있다는 문제가 제기되었다.[24] 케타민과 아이소플루레인을 사용하면 어린 동물 실험 모델에서 현저한 신경변성이 발생한다는 우려가 있으며, 신경 변성의 위험은 미다졸람 등의 벤조디아제핀이나 아산화 질소와 병용하면 상승한다[41]。그러나 이러한 문제가 사람에게도 발생하는지는 아직 확실하지 않다.[24]

드물지만 심각한 부작용으로는 악성 고열증(0.1% 미만), 호흡 억제(0.1~5% 미만) 등이 있다. 또한 쇼크, 아나필락시스, 간염, 간 기능 장애, QT 연장, 심실 빈맥(토르사드 드 포인트 포함), 심실 세동, 완전 방실 차단, 심정지가 나타날 수 있다(빈도 불명).

0.1~5% 미만에서는 부정맥(서맥, 빈맥 포함), 혈압 변동, ST 저하, 심전도 이상, 간 기능 이상, AST(GOT) 상승, ALT(GPT) 상승, 구역, 구토, 진전, 두통이 발생할 수 있다.

4. 1. 고령 환자

마취제의 일종인 아이소플루레인은 수술 후 인지 기능 장애(POCD)와의 관련성이 제기되고 있으며, 특히 고령자에게서 주의가 필요하다.[42] 아이소플루레인에 사람 배양 세포를 노출시키면 세포자멸사가 유도되고 아밀로이드 베타가 축적 및 응집되는 현상이 확인되어, 이것이 POCD의 원인 중 일부일 수 있다고 추정되었으나, 전체적인 기전은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 이러한 연구 결과는 ''생체 외'' 실험에서 도출된 것이며, 마취 안전성 향상을 위해서는 추가적인 ''생체 내'' 실험이 필요하다.[43]

동물 실험에서 아이소플루레인으로 마취한 알츠하이머 모델 마우스는 아밀로이드 병변이 증가하고 인지 기능 장애를 보였다.[44]

아이소플루레인은 알츠하이머병 발병을 가속화할 수 있다는 가능성이 제기되고 있다.[26][46] 최신 핵자기 공명 분광법을 이용한 생물 물리학적 연구에 따르면, 흡입 마취제가 아밀로이드 베타의 세 아미노산 잔기(G29, A30, I31)와 상호작용하여 응집을 촉진하는 것으로 밝혀졌다.[46]

5. 물리적 특성

특성
분자량184.5 g/mol[27]
끓는점 (1 기압에서)48.5°C[27]
밀도 (25 °C에서)1.496 g/mL[27]
MAC1.15 vol %
증기압 (20 °C에서)238 mmHg (31.7 kPa)
증기압 (25 °C에서)295 mmHg (39.3 kPa)
증기압 (30 °C에서)367 mmHg (48.9 kPa)
증기압 (35 °C에서)450 mmHg (60.0 kPa)[27]
용해도 (25 °C에서)13.5 mM[28]
혈액:기체 분배 계수1.4
오일:기체 분배 계수98



아이소플루레인은 (''R'')- 및 (''S'')-광학 이성질체의 라세미 혼합물로 투여된다.[29] 가연성은 없지만 불꽃에 노출되면 자극적이고 독성있는 연기를 내뿜을 수 있다.[27]

6. 역사

마취제인 아이소플루레인은 1940년대에서 1950년대에 걸쳐 수술 초기에 사용되던 가연성 다이에틸 에테르를 대체하기 시작했다.[30] 아이소플루레인은 엔플루레인의 구조 이성질체이므로, 두 물질은 동일한 실험식을 갖는다.[31]

7. 환경

아이소플루레인은 마취제의 일종으로, 대기 중 평균 수명은 3.2년이다. 지구 온난화 지수는 510이며, 연간 배출량은 880t에 달한다.[32][49]

8. 수의학적 사용

아이소플루레인은 수의 마취에 자주 사용된다.[33][34]

9. 같이 보기

참조

[1] 웹사이트 Isoflurane Use During Pregnancy https://www.drugs.co[...] 2020-09-02
[2] 웹사이트 RDC Nº 784 - Listas de Substâncias Entorpecentes, Psicotrópicas, Precursoras e Outras sob Controle Especial https://www.in.gov.b[...] Diário Oficial da União 2023-03-31
[3] 웹사이트 Isoflurane 100% Inhalation Vapour, Liquid - Summary of Product Characteristics (SmPC) https://www.medicine[...] 2019-10-29
[4] 웹사이트 Forane- isoflurane inhalant https://dailymed.nlm[...] 2022-02-11
[5] 서적 Nelson Textbook of Pediatrics https://books.google[...] Elsevier Health Sciences 2015
[6] 서적 Essential Clinical Anesthesia Review: Keywords, Questions and Answers for the Boards https://books.google[...] Cambridge University Press 2015
[7] 웹사이트 Forane: FDA-Approved Drugs https://www.accessda[...] 2022-02-11
[8] 서적 World Health Organization model list of essential medicines: 21st list 2019 World Health Organization
[9] 서적 World Health Organization model list of essential medicines: 22nd list (2021) World Health Organization
[10] 서적 Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications, and Related Fields https://books.google[...] Lippincott Williams & Wilkins
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[12] 논문 The effects of isoflurane and propofol on intraoperative neurophysiological monitoring during spinal surgery 2004-08
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[16] 논문 Effects of temperature and volatile anesthetics on GABA(A) receptors 1999-02
[17] 논문 General anesthetics potentiate gamma-aminobutyric acid actions on gamma-aminobutyric acidA receptors expressed by Xenopus oocytes: lack of involvement of intracellular calcium 1992-11
[18] 논문 The actions of ether, alcohol and alkane general anaesthetics on GABAA and glycine receptors and the effects of TM2 and TM3 mutations 2000-02
[19] 논문 Effects of isoflurane and enflurane on GABAA and glycine receptors contribute equally to depressant actions on spinal ventral horn neurones in rats 2006-11
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[21] 논문 Halothane, isoflurane, xenon, and nitrous oxide inhibit calcium ATPase pump activity in rat brain synaptic plasma membranes 1995-01
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[25] 논문 Isoflurane and desflurane at clinically relevant concentrations induce amyloid b-peptide oligomerization: An NMR study 2009-04
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[27] 웹사이트 Isoflurane https://pubchem.ncbi[...] U.S. National Library of Medicine 2022-04-07
[28] 논문 The solubility of volatile anaesthetics in water at 25.0 degrees C using 19F NMR spectroscopy 1992-01
[29] 논문 Stereoselectivity of isoflurane in adhesion molecule leukocyte function-associated antigen-1 2014-05-06
[30] 논문 The invention and development of enflurane, isoflurane, sevoflurane, and desflurane 2008-03
[31] 논문 Isomerism and anaesthetic drugs 1995-08
[32] 논문 Modern inhalation anesthetics: Potent greenhouse gases in the global atmosphere https://www.dora.lib[...]
[33] 논문 Advantages and guidelines for using isoflurane 1992-03
[34] 웹사이트 Isoflurane-Vet 100% w/w Inhalation vapour, liquid https://www.noahcomp[...] 2022-04-07
[35] 서적 プラム 動物用医薬品ハンドブック 原書第3版 ワハ
[36] 서적 新獣医薬理学 第二版 近代出版
[37] 웹사이트 フォーレン吸入麻酔液 添付文書 http://www.info.pmda[...] 2016-05-28
[38] 서적 Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications, and Related Fields https://books.google[...] Lippincott Williams & Wilkins
[39] 웹사이트 WHO Model List of EssentialMedicines http://apps.who.int/[...] 2013-10
[40] 웹사이트 フォーレン吸入麻酔液 インタビューフォーム http://www.info.pmda[...] 2016-05-28
[41] 논문 Use of anesthetic agents in neonates and young children. http://www.anesthesi[...] 2007-03
[42] 논문 Uncomplicated general anesthesia in the elderly results in cognitive decline: Does cognitive decline predict morbidity and mortality?
[43] 논문 The Inhalation Anesthetic Isoflurane Induces a Vicious Cycle of Apoptosis and Amyloid β-Protein Accumulation
[44] 논문 Brain and behavior changes in 12-month-old Tg2576 and nontransgenic mice exposed to anesthetics
[45] 논문 Short-term memory impairment after isoflurane in mice is prevented by the α5 γ-aminobutyric acid type A receptor inverse agonist L-655,708. 2010-11
[46] 논문 Anesthesia-Alzheimer disease link probed 2007-04
[47] 웹사이트 How does anesthesia work? http://www.scientifi[...] scientific american 2016-05-28
[48] 서적 標準麻酔学 第5版 医学書院
[49] 논문 Modern inhalation anesthetics: Potent greenhouse gases in the global atmosphere



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