아트로핀

3. 의학적 용도

아트로핀은 다음과 같은 의학적 용도로 사용된다.

3. 1. 눈

• 진단 또는 치료를 목적으로 하는 산동과 조절 마비
• 근시의 진행 억제 (저농도 아트로핀 점안액)

3. 2. 심장

3. 3. 분비 억제

3. 4. 중독 치료

3. 5. 기타

4. 부작용 및 금기

아트로핀의 부작용으로는 심실 세동, 상심실성 또는 심실 빈맥, 현기증, 구역질, 시야 흐림, 균형 감각 상실, 동공 확대, 광과민증, 구강 건조, 잠재적으로 극심한 혼란, 헛소리 환각, 특히 노인층에서 나타나는 정신운동성 초조 등이 있다. 이러한 후기 효과는 아트로핀이 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있기 때문이다. 환각제 특성 때문에, 일부 사람들은 이 약물을 오락용 약물로 사용해왔지만, 이는 잠재적으로 위험하고 종종 불쾌하다.

과다 복용 시 아트로핀은 독이다. 아트로핀은 때때로 잠재적으로 중독성이 있는 약물, 특히 디페녹실레이트나 디펜옥신과 같은 지사제 오피오이드 약물에 첨가되는데, 여기서 아트로핀의 분비 감소 효과가 지사 효과를 도울 수 있다.

아트로핀은 응급 상황에서 서맥 (느린 심박수)을 치료하지만, 매우 낮은 용량 (0.5mg 미만)으로 투여하면 역설적인 심박수 감소를 유발할 수 있으며,^[29] 이는 중추 신경계의 중추 작용의 결과로 추정된다.^[30]

아트로핀은 1인당 10mg~20mg의 용량으로 무력화된다. LD₅₀은 1인당 453mg (경구 투여)으로 추정되며, 프로빗 기울기는 1.8이다.^[31] 아트로핀의 해독제는 피소스티그민 또는 필로카르핀이다.

아트로핀 과다 복용의 생리적 징후를 설명하는 데 사용되는 일반적인 기억술은 "토끼처럼 덥고, 박쥐처럼 눈이 안 보이고, 뼈처럼 건조하고, 사탕무처럼 빨갛고, 모자 장수처럼 미친" 것이다.^[32] 이러한 연관성은 땀 감소로 인한 따뜻하고 건조한 피부, 흐릿한 시야, 눈물 감소, 혈관 확장 및 무스카린 수용체 4형 및 5형에 대한 중추 신경계 효과의 특정 변화를 반영한다. 이 일련의 증상은 항콜린성 독성 증후군으로 알려져 있으며, 히오신 히드로브로마이드 (스코폴라민), 디펜히드라민, 페노티아진 항정신병제 및 벤즈트로핀과 같은 항콜린성 효과가 있는 다른 약물에 의해 발생할 수도 있다.

4. 1. 부작용

5. 화학적 특성

아트로핀은 트로판 알칼로이드의 일종으로, ''d''-히요스시아민과 ''l''-히요스시아민의 거울상 이성질체 혼합물이며, 대부분의 생리학적 효과는 ''l''-히요스시아민에 기인한다.^[35] 약리학적 효과는 무스카린성 아세틸콜린 수용체에 결합하여 나타나는 항무스카린성 작용이다.^[35]

중추신경계(CNS)에서 유의미한 수준은 30분에서 1시간 이내에 달성되며, 반감기가 2시간으로 혈액에서 빠르게 사라진다.^[35] 약 60%는 소변에서 변화 없이 배설되며, 나머지는 대부분 가수분해 및 결합 생성물 형태로 소변에서 나타난다.^[35] 주요 대사 물질은 노라트로핀(24%), 아트로핀-N-옥사이드(15%), 트로핀(2%), 트로피산(3%)이며, 투여량의 50%는 변하지 않은 아트로핀 형태로 배설된다.^[35] 접합체는 검출되지 않았으며,^[35] 아트로핀이 (+)-히요스시아민으로 존재한다는 증거가 발견되어, 아트로핀의 입체 선택적 대사가 일어날 가능성을 시사한다.^[35] 홍채와 섬모근에 미치는 영향은 72시간 이상 지속될 수 있다.^[35]

의학에서 사용되는 가장 일반적인 아트로핀 화합물은 아트로핀 황산염 (일수화물) (C₁₇H₂₃NO₃)₂·H₂SO₄·H₂O)이며, 전체 화학명은 1α H, 5α H-트로판-3-α 올 (±)-트롭산(에스테르), 황산염 일수화물이다.

황산 아트로핀은 무색 결정 또는 백색 결정성 분말로, 냄새는 없다. 아세트산, 에탄올에 매우 잘 녹고, 디에틸 에테르에는 거의 녹지 않는다. 융점은 188~194℃이다.

6. 약리학

아트로핀은 무스카린성 아세틸콜린 수용체의 경쟁적 길항제로, M1, M2, M3, M4, M5 수용체에 작용한다.^[36] 이는 항콜린성 약물(부교감 신경 억제제)로 분류된다.

심장에서 아트로핀은 비선택적 무스카린성 아세틸콜린성 길항제로 작용하여 동방 결절(SA)의 발화와 방실 결절(AV)을 통한 전도를 증가시킨다. 이는 미주 신경의 작용에 반대하고, 아세틸콜린 수용체 부위를 차단하며, 기관지 분비를 감소시키는 방식으로 이루어진다. 결과적으로 심박수가 증가한다.

눈에서 아트로핀은 아세틸콜린에 의해 자극되는 원형 동공 조임근의 수축을 차단하여 산동을 유발한다. 이를 통해 방사형 홍채 확장근이 수축하고 동공이 확장된다. 또한, 아트로핀은 모양체근을 마비시켜 조절 마비를 유도한다.

7. 역사

아트로핀(atropine)이라는 이름은 벨라돈나(''Atropa belladonna'')에서 순수한 추출물이 처음 만들어진 19세기에 만들어졌다.^[37] 그러나 가지과 식물 추출물 사용은 훨씬 더 오래되었다. 기원전 4세기 테오프라스토스는 만드라고라(만드레이크)를 상처, 통풍, 불면증 치료와 사랑의 묘약으로 묘사했다. 기원후 1세기 디오스코리데스는 만드레이크 와인을 수술이나 소작술 전 통증, 불면증 치료를 위한 마취제로 인정했다.^[32] 마취를 위한 야생 가지과 식물 추출물 사용은 아편과 함께 로마 제국과 이슬람 제국 전반에 걸쳐 지속되었으며, 19세기 현대 마취제가 등장하기 전까지 유럽에서 계속되었다.

이집트 히요스치아무스(가지과 식물) 추출물은 기원전 마지막 세기 클레오파트라가 눈의 동공을 확장시켜 더 매력적으로 보이게 하기 위해 사용했다. 르네상스 시대 여성들도 미용 목적으로 Atropa belladonna 열매 즙을 사용하여 동공을 확대했다. 이 관행은 19세기 후반과 20세기 초 파리에서 잠시 재개되었다.

독일 화학자 프리드립 페르디난트 룽게(1795–1867)는 ''벨라돈나'' 추출물에 대한 약리학적 연구를 시작했다. 1831년, 독일 약사 하인리히 F. G. 마인(Heinrich F. G. Mein, 1799-1864)^[38]은 활성 물질의 순수한 결정 형태를 준비하는 데 성공했고, ''아트로핀''이라고 명명되었다.^[39][40] 이 물질은 1901년 독일 화학자 리하르트 빌슈테터에 의해 처음으로 합성되었다.^[41]

8. 자연 원천

아트로핀은 가지과에 속하는 많은 식물에서 발견된다. 가장 흔하게 발견되는 원천은 아트로파 벨라돈나(독말풀), 다투라 이녹시아, D. 워라이티, D. 메텔, D. 스트라모니움이다. 다른 원천으로는 브루그만시아(천사의 나팔) 속과 히요스시아무스 속의 식물이 있다.

아트로핀은 천연에서는 '''''l''-히요스치아민'''으로 존재한다. 다른 항콜린알칼로이드와 마찬가지로 주로 가지과 식물에 포함되어 있다.

미치광이풀, 벨라돈나, 독말풀, 양독말풀 등을 먹으면 식중독에 걸린다.

9. 합성

아트로핀은 트로핀과 트로포산을 염산 존재 하에서 반응시켜 합성할 수 있다.^[42]

L-페닐알라닌에서 시작하는 아트로핀의 생합성은 먼저 트랜스아미네이션을 거쳐 페닐피루브산을 형성하고, 이는 다시 페닐 젖산으로 환원된다.^[42] 그런 다음 조효소 A가 페닐 젖산을 트로핀과 결합하여 리토리닌을 형성하고, 이어서 P450 효소로 시작되는 급진적 재배열을 거쳐 히오스시아민 알데히드를 형성한다.^[42] 이후 탈수소효소가 알데히드를 1차 알코올로 환원하여 (−)-히오스시아민을 만들고, 이것이 라세미화되면 아트로핀이 형성된다.^[42]

10. 명칭

종명인 "벨라돈나"는 이탈리아어로 '아름다운 여인'이라는 뜻으로, 미용을 위해 눈의 동공을 확장시키는 데 벨라돈나를 사용한 것에서 유래했다. 아트로핀과 벨라돈나 속명은 모두 그리스 신화에서 사람이 어떻게 죽을지 결정하는 세 명의 운명의 여신 중 한 명인 아트로포스에서 유래했다.^[32]

11. 대한민국

대한민국에서 아트로핀은 유기인 중독, 서맥, 안과 질환 등에 사용된다. 1995년 옴진리교의 지하철 사린 사건 당시 사린에 노출된 피해자들의 치료에도 사용되었다.^[44] 군에서는 화학 무기 공격에 대비하여 아트로핀 자동 주사기를 비치하고 있다.

12. 대중문화

• 와쿠 슌조의 소설 《붉은 무 검사 시리즈》의 "마돈나의 눈물"에서는 아트로핀을 과도하게 점안하여 AV 배우가 사망하는 사건이 나온다.^[1]
• 텔레비전 드라마 《파트너 Season 2》 제1화, 제2화에서 아트로핀을 이용한 독살이 이루어진다.^[1]
• 미국의 텔레비전 드라마 《24 -TWENTY FOUR-》 Season V에서는 "센톡스 VX"로 불리는 신경 가스(VX 가스)가 미국 본토에 사용되는 테러 계획이 나온다.^[1] 이 에피소드에서 주인공 "잭 바우어"는 신경 가스에 오염된 소녀를 구출할 때 응급 처치로 아트로핀을 주사한다.^[1]
• 미국 영화 《더 록》에서 니콜라스 케이지가 연기한 스탠리 굿스피드는 격투 상대를 VX 가스로 쓰러뜨린 후, 자신도 그 가스에 노출되자 스스로를 구하기 위해 아트로핀을 주사한다.^[1]
• 마스터 키튼 제6권 "금단의 열매"에서는 벨라돈나 열매를 섞은 잼을 손님에게 먹여 독의 주성분인 아트로핀을 이용한 살인을 시도하는 내용이 나온다.^[1]
• 아가사 크리스티의 소설에서는 화요 클럽의 "성 베드로의 손가락 자국", 헤라클레스의 모험의 "크레타 섬의 황소", 카리브해의 비밀(미수) 등에서 아트로핀이 자주 사용된다.^[1]
• 야마구치 죠지의 만화 《마을 장례》(원안 협력: 키구치 긴)에서는, 삼신과 마을의 제사를 본뜬 인체 실험에서 구출된 소노야마가, 같은 실험으로 폭도화된 리카에 의해 분무된 VX 가스를 흡입할 우려가 있어 응급 처치로 벨라돈나 잎을 먹는 장면이 묘사되었다.^[1]

참조

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