아이소플루레인
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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| 상품명 | 포란, 기타 |
|---|---|
| 약물닷컴 | 이소플루란 약물 정보 |
| 데일리메드 ID | 이소플루란 |
| 임신 주의 등급 (호주) | B3 |
| 투여 경로 | 흡입 |
| ATC 코드 | N01AB06 |
| 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 |
| 분자식 | C3H2ClF5O |
| PubChem | 3763 |
| DrugBank | DB00753 |
| ChemSpider ID | 3631 |
| UNII | CYS9AKD70P |
| KEGG | D00545 |
| ChEBI | 6015 |
| ChEMBL | 1256 |
| SMILES | FC(F)(F)C(Cl)OC(F)F |
| StdInChI | 1S/C3H2ClF5O/c4-1(3(7,8)9)10-2(5)6/h1-2H |
| StdInChIKey | PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N |
| 생체 이용률 | 알려진 바 없음 |
|---|---|
| 단백질 결합 | 알려진 바 없음 |
| 대사 | 알려진 바 없음 |
| 배설 반감기 | 알려진 바 없음 |
| 분자량 | 184.5 g/mol |
|---|
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5-HT3 작용제 -
케타민
케타민은 NMDA 수용체 길항제로 작용하여 진통, 마취, 항우울 효과를 나타내지만, 정신과적 부작용, 남용 가능성, 장기 사용 시 독성 위험으로 인해 엄격히 규제되는 아릴시클로헥실아민 유도체이다. -
5-HT3 작용제 -
트라이클로로에틸렌
트라이클로로에틸렌은 1836년 발견된 유기 염소 화합물로, 용매 및 세척제로 널리 사용되었으나 인체 발암 물질로 분류되어 규제가 강화되고 있다. -
글라이신 수용체 작용제 -
클로로포름
클로로포름은 화학식 CHCl3을 갖는 무색의 휘발성 액체 유기 화합물로, 마취 효과가 있어 과거에 마취제로 사용되었으나 독성 문제로 현재는 냉매 생산, 유기 용매 등으로 사용되며, 발암 가능성과 유독 물질 생성 위험으로 취급에 주의가 필요하고 사용을 줄이는 추세이다. -
글라이신 수용체 작용제 -
케타민
케타민은 NMDA 수용체 길항제로 작용하여 진통, 마취, 항우울 효과를 나타내지만, 정신과적 부작용, 남용 가능성, 장기 사용 시 독성 위험으로 인해 엄격히 규제되는 아릴시클로헥실아민 유도체이다. -
전신 마취제 -
클로로포름
클로로포름은 화학식 CHCl3을 갖는 무색의 휘발성 액체 유기 화합물로, 마취 효과가 있어 과거에 마취제로 사용되었으나 독성 문제로 현재는 냉매 생산, 유기 용매 등으로 사용되며, 발암 가능성과 유독 물질 생성 위험으로 취급에 주의가 필요하고 사용을 줄이는 추세이다. -
전신 마취제 -
케타민
케타민은 NMDA 수용체 길항제로 작용하여 진통, 마취, 항우울 효과를 나타내지만, 정신과적 부작용, 남용 가능성, 장기 사용 시 독성 위험으로 인해 엄격히 규제되는 아릴시클로헥실아민 유도체이다.
2. 의학적 용도
아이소플루레인은 주로 공기나 순수한 산소와 함께 투여되며, 아산화 질소와 함께 사용되기도 한다. 아이소플루레인은 할로테인보다 빠르게 마취를 유도할 수 있지만, 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.
3. 작용 기전
많은 전신 마취제와 마찬가지로, 정확한 작용 기전은 명확하게 규명되지 않았다. 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. 이는 글리신 수용체 활성을 증강시켜 운동 기능을 감소시킨다. 또한 NMDA 글루탐산 수용체 아형의 수용체 활성을 억제한다. 아이소플루레인은 활성화된 칼륨 통로의 전도를 억제한다. 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. 아이소플루레인은 ATP 합성 효소 및 NADH 탈수소 효소의 D 서브유닛에 결합한다.
아이소플루레인을 이용한 전신 마취는 혈장 내인성 칸나비노이드 AEA 농도를 감소시키는데, 이는 무의식 후 스트레스 감소의 결과일 수 있다.
4. 부작용
아이소플루레인은 용량에 따라 말초 혈관을 확장시켜 혈압을 갑자기 떨어뜨릴 수 있으며, 특히 혈액량이 부족한 환자에게는 더욱 위험하다.
동물 연구에서는 케타민, 아이소플루레인, 미다졸람과 같은 벤조디아제핀, 아산화 질소 등의 특정 전신 마취제가 어린 아이에게 신경 퇴행 위험을 높일 수 있다는 문제가 제기되었다. 케타민과 아이소플루레인을 사용하면 어린 동물 실험 모델에서 현저한 신경변성이 발생한다는 우려가 있으며, 신경 변성의 위험은 미다졸람 등의 벤조디아제핀이나 아산화 질소와 병용하면 상승한다。그러나 이러한 문제가 사람에게도 발생하는지는 아직 확실하지 않다.
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. 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.
동물 실험에서 아이소플루레인으로 마취한 알츠하이머 모델 마우스는 아밀로이드 병변이 증가하고 인지 기능 장애를 보였다.
아이소플루레인은 알츠하이머병 발병을 가속화할 수 있다는 가능성이 제기되고 있다. 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.
6. 역사
마취제인 아이소플루레인은 1940년대에서 1950년대에 걸쳐 수술 초기에 사용되던 가연성 다이에틸 에테르를 대체하기 시작했다. 아이소플루레인은 엔플루레인의 구조 이성질체이므로, 두 물질은 동일한 실험식을 갖는다.
9. 같이 보기
* 마취제