• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권4호
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• pp.319-327
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• 1994

연구배경: 폐포-모세혈관 투과성의 증가에 의한 폐부종을 특징으로하는 성인성 호홉곤란증후군(ARDS)의 발병기전은 아직 명확히 밝혀져 있지 않다. 폐포-모세혈관 투과성의 증가는 폐 혈관 내피세포의 손상에 의한 것으로 알려져 있어 폐포-모세혈관 투과성 증가의 기전을 이해하기 위해서는 폐혈관 내피세포 손상의 기전을 규명하는 것이 필요하다. 혈관 내피세포 손상은 주로 활성화된 호중구에서 분비된 염증매개성 물질에 의한다고 생각되고 있다. 그러나 최근 들어 내피세포 손상에서 호중구와 무관한 새로운 기전의 존재를 시사하는 결과들이 알려지고 있다. 본 연구에서는 호중구나 활성화된 보체의 도움없이 내독소만에 의해 혈관 내피세포의 손상이 발생하는 지, 내독소에 의해 혈관 내피세포에서 산소기가 유리되는 지를 관찰하고, 이것이 혈관 내피세포의 손상에 관여하는지를 규명하고자 하였다. 방법: 내독소가 호중구의 도움없이 혈관 내피세포에 손상을 가져오는지를 관찰하기 위해 내독소 투여후 세포독성지표를 측정하였다. 이때 산소기가 관여하는지를 평가하기 위해 여러 항산화제로 전처치한 후 내독소에 의한 세포독성을 측정하였다. 다음 단계로 내독소에 의한 혈관 내피세포에서의 산소기 분비 유무를 관찰하고자 내독소 처치후 배양액내의 과산화수소 농도를 측정하였다. 마지막으로 과산화수소의 세포독성 유무를 관찰하고자 과산화수소 처치후 세포독성검사를 시행하였다. 모든 실험에서 일차 배양한 HUVE의 제4세대 계대배양 세포를 사용하였고 세포독성검사는 51Cr유리법을 사용하였다. 결과: 1) 내독소 단독 처치시 혈관 내피세포의 손상이 관찰되었는데, 이는 용량-반응관계를 보였다. 2) 내독소에 의한 혈관 내피세포의 손상은 catalase와 DMTU에 의하여 각각 유의하게 억제되었다. 3) 내독소에 의해 혈관 내피세포로 부터 과산화수소가 용량-반응관계를 보이면서 분비되었다. 4) 과산화수소는 혈관 내피세포독성을 보이고 이는 catalase와 DMTU 전처치로 완화되었다. 결론: 내독소는 단독으로 혈관 내피세포독성을 보이며 이때 혈관 내피세포에서 분비된 산소기가 세포독성에 관여할 것으로 생각된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제2권5호
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• pp.617-628
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• 1998

In order to understand the pathogenetic mechanism of adult respiratory distress syndrome (ARDS), the role of phospholipase A2 (PLA2) in association with oxidative stress was investigated in rats. $Interleukin-1{\alpha}\;(IL-1,\;50\;{\mu}g/rat)$ was used to induce acute lung injury by neutrophilic respiratory burst. Five hours after IL-1 insufflation into trachea, microvascular integrity was disrupted, and protein leakage into the alveolar lumen was followed. An infiltration of neutrophils was clearly observed after IL-1 treatment. It was the origin of the generation of oxygen radicals causing oxidative stress in the lung. IL-1 increased tumor necrosis factor (TNF) and cytokine-induced neutrophil chemoattractant (CINC) in the bronchoalveolar lavage fluid, but mepacrine, a PLA2 inhibitor, did not change the levels of these cytokines. Although IL-1 increased PLA2 activity time-dependently, mepacrine inhibited the activity almost completely. Activation of PLA2 elevated leukotriene C4 and B4 (LTC4 and LTB4), and 6-keto-prostaglandin $F2{\alpha}\;(6-keto-PGF2{\alpha})$ was consumed completely by respiratory burst induced by IL-1. Mepacrine did not alter these changes in the contents of lipid mediators. To estimate the functional changes of alveolar barrier during the oxidative stress, quantitative changes of pulmonary surfactant, activity of gamma glutamyltransferase (GGT), and ultrastructural changes were examined. IL-1 increased the level of phospholipid in the bronchoalveolar lavage (BAL) fluid, which seemed to be caused by abnormal, pathological release of lamellar bodies into the alveolar lumen. Mepacrine recovered the amount of surfactant up to control level. IL-1 decreased GGT activity, while mepacrine restored it. In ultrastructural study, when treated with IL-1, marked necroses of endothelial cells and type II pneumocytes were observed, while mepacrine inhibited these pathological changes. In histochemical electron microscopy, increased generation of oxidants was identified around neutrophils and in the cytoplasm of type II pneumocytes. Mepacrine reduced the generation of oxidants in the tissue produced by neutrophilic respiratory burst. In immunoelectron microscopic study, PLA2 was identified in the cytoplasm of the type II pneumocytes after IL-1 treatment, but mepacrine diminished PLA2 particles in the cytoplasm of the type II pneumocyte. Based on these experimental results, it is suggested that PLA2 plays a pivotal role in inducing acute lung injury mediated by IL-1 through the oxidative stress by neutrophils. By causing endothelial damage, functional changes of pulmonary surfactant and alveolar type I pneumocyte, oxidative stress disrupts microvascular integrity and alveolar barrier.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제49권6호
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• pp.703-714
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• 2000

연구배경 : ARDS에 있어서 surfactant의 역할은 복합적이지만 표면장력의 이상이 ARDS의 병태생리에 부분적으로 기여하여 폐탄성의 감소와 환기와 관류사이의 균형을 악화시킨다. SP-A는 surfactant의 분비, 합성 및 재순환에 있어 중요한 역할을 한다. 따라서 ARDS의 주요원인이 되는 내독소가 SP-A에 영향을 미쳐 ARDS로 발전에 기여할 가능성이 높아, 이에 저자들은 ARDS의 중요한 매개물의 하나인 내독소를 실험 동물의 복강내 투여후 내독소의 투여양과 작용시간에 따라 SP-A 유전자와 총 SP-A단백량이 어떻게 발현하는지를 관찰하기 위하여 이 연구를 시행하였다. 방법 : 저자들은 내독소를 백서에 투여후 SP-A의 유전자 발현양상을 filter hybridization방법으로, 총 SP-A단백량을 double sandwich ELISA 방법으로 각각 검색 하고 내독소의 투여양과 작용시간에 따라 SP-A의 실험동물내 유전자 발현과 총 SP-A단백량에 대한 내독소의 효과를 관찰하였다. 결과 : 1) 내독소 투여량에 따른 SP-A mRNA량은 내독소 2mg/kg 및 5mg/kg를 투여한후 24시간에 대조군에 비하여 50.9%, 27.3%가 각각 유의하게 증가하였다(P<0.001, P<0.025). 2) 내독소 작용시간에 따른 SP-A mRNA량은 내독소 5mg/kg를 투여후 24 시간에 대조군에 비하여 26.5%가 유의하게 증가하였다(P<0.01). 3) 폐의 SP-A단백량은 5mg/kg의 내독소투여후 144시간에 대조군에 비하여 51.4%가 유의하게 감소 하였다(P<0.01). 결론 : 이상의 결과는 SP-A mRNA는 내독소의 투여양과 작용시간에 따른 실험동물내 SP-A 유전자의 발현 및 SP-A 단백량의 변화가 특이하다는것을 알 수 있다. 이러한 특이한 SP-A 유전자의 발현양상과 SP-A단백량의 감소가 기능적인 면에서 어떠한 영향을 미치는지에 대해서는 더 연구 할 과제라고 생각된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제32권3호
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• pp.270-275
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• 1999

배경: 저자들은 흉부 손상환자에서 심손상이 예상되는 경우 심전도, 혈중내 CK, CK-MB분획 변화를 선별하여 이상이 있는 경우 이면성 심초음파검사를 실시하여 이상유무로 심타박상 및 심좌상으로 분류하여 임상적 고찰을 해보기로 하였다. 대상 및 방법: 1997년 1월부터 1998년 3월까지 15개월간 심손상이 의심되어 본교실에 입원치료한 24명을 대상으로 병력, 내원당시 심전도 및 혈중내 CK, CK-MB 분획을 연속적 선별검사를 실시하여 이상이 있는 경우 심초음파검사를 하였다. 결과: 연령분포는 20∼40대가 58.3%로 가장 많았으며, 남여비는 3 : 1 이었다. 원인은 교통사고가 15례(62.5%)로 가장 많았다. 동반손상의 경우 다발성 늑골골절, 흉골골절 순이었다. 심전도 검사상 심타박상의 경우 정상이 가장 많았으며, 심좌상에서는 ST-T변화가 가장 많았다. CK-MB분획은 심좌상에서 높았으며, 내원 당일은 통계학적 유의성은 없었으나 내원 1, 2, 3일에는 통계학적 유의성이 있었다. 재원기간은 심타박상에서 평균 9.22일이었고, 심좌상에서 26.18일이었다(p=0.0075). 합병증은 급성폐부전이 7례로 가장 많았으며, 이중 5례에서는 인공호흡기 치료를 하였으며 사망한 경우는 없었다. 결론: 저자들은 흉부손상환자에서 심손상이 의심되는 경우 심전도, CK, CK-MB분획을 연속 선별검사하여 이상이 있는 경우 심초음파를 실시하여 심좌상의 유무를 진단하는 것이 좋을 것으로 사료된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제36권8호
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• pp.545-558
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• 2003

급성 폐 손상을 초래하는 성인호흡곤란증후군(ARDS)은 높은 치사율 때문에 많은 임상의들의 관심과 연구대상이 되어왔다. 그동안 선행 연구자들의 지속적인 노력에도 불구하고 유아 및 소아그룹의 ARDS에 관한 병태생리학적 규명은 여전히 미흡한 실정이다. 본 연구는 어린 토끼(생후 약 8주)를 실험적 내독소성 급성폐손상 모델로 사용하여 유소아 그룹의 급성폐손상 병태생리의 시간적 진행양상을 규명하기 위해 전향적으로 계획되었다. 대상 및 방법: 연구목적에 따라 실험용 토끼를 대조군(n=8)과 실험적 급성폐손상을 위한 내독소 투여군으로 나눈 후, 검체의 채취시간에 따라 내독소 투여군을 다시 3, 6, 12 및 24시간 군으로 아그룹화하였다(시간대별 각 군의 n=8). 토끼의 귀정맥을 통해 대장균 내독소(Escherichia coli serotype O55. B5)를 0.50 mg/kg 투여한 후, 각 군별로 혈액 및 기관지폐포 세척액을 채취하여 백혈구계의 동태, 면역학적 인자들, 단백질 농도를 측정하였고, 폐의 병리조직학적 소견도 함께 관찰하였다. 결과: 내독소 투여군들에서 3시간 및 6시간대에 혈액 내 호중구, 림프구, 단 구, 그리고 호산구 수 감소에 기인한 총 백혈구 수의 유의한 감소가 있는 반면, 12시간 및 24시간 때 호중구 수 증가에 기인한 총 백혈구수의 증가가 있었다(p <0.05). Tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) 및 interleukin-1 ${\beta}$ (IL-1 ${\beta}$ )의 혈중농도는 대부분의 시간대에 내독소 투여군들이 대조군보다 유의하게 높았다(p <0.05). Superoxide dismutase (SOD) 농도는 3시간 및 6시간 때에는 내독소 투여군들이 대조군보다 높았으나(p<0.05) 12시간 때에는 오히려 낮았다(p <0.05). 기관지폐포 세척액 내 총 백혈구 수와 단백질 농도는 내독소 투여군들이 전 시간대에 걸쳐 대조군보다 유의하게 높았다(p<0.05). 내독소 투여군들의 경우 기관지폐포 세척액의 출혈성 경향을 보였다. 내독소 투여군들은 페간질 및 실질조직 내 주로 림프구와 단구로 구성된 염증성 세포들의 심한 침윤, 폐포 내 약간의 호중구 격절, 그리고 간질의 비후와 같은 폐 손상 징후를 보였다. 이러한 현상은 내독소 투여 6시간대에 가장 심하였으나 시간경과에 따라 조금씩 호전되었다. 내독소 투여군들의 면역학적 표식자들(TNF-${\alpha}$, IL-1${\beta}$, SOD)과 기괸지폐포 세척액 변수들 간에 여러 시간대에 걸쳐 유의한 양 혹은 음의 상관관계를 보였다(p<0.05). 결론: 내독소는 어린 토끼에 있어 급격하고 치명적인 급성염증성 폐손상을 일으키며 그 병태생리학적 진행이 6시간대까지는 시간의존성으로 격심해지고 이후부터 완화되는 경향을 보였다. 이러한 내독소 기인성 급성폐손상의 발생과 진행에는 혈액학적, 면역학적, 생화학적 변수들이 복합적으로 관여하였으며, 어린 토끼는 혈액 내 투여된 내독소에 대해 매우 민감하고 신속한 반응을 보임으로써 향후 유아 및 소아그룹 연구를 위한 실험동물모델로서의 이용 가능성을 보여주었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제40권2호
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• pp.104-111
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• 1993

연구배경 : 그람 음성균의 내독소는 ARDS를 유발하는 제일 흔한 원인으로 알려져 있으며 그 기전중에 내독소에 의해서 폐로의 유입이 증가되고 활성화된 호중구에서 분비하는 산소기가 증가하여 모세혈관 내피세포등에 손상을 입히기 때문이라는 설이 유력하다. 그러한 증가된 산소기를 처리하는 항산화효소가 내독소를 대량 투여하거나 소량 반복투여시 어떻게 변화하는지 알아보고자 본 실험을 하였다. 방법 : 250~300g 되는 쥐에 내독소 대량투여군은 7mg/kg body weight로 내독소를 1회 복강내 주사하였고 소량 반복투여군은 1 mg/kg body weight로 10일간 매일 복강내 주사하였다. 대량투여군은 주사후 6, 12, 24시간후에, 소량 반복투여군은 주사후 3, 7, 10일에 각각 기관지 폐포세척술을 시행하고 살해하였다. 폐동맥을 통하여 생리 식염수를 주입하여 적혈구를 제거한후 양측 폐를 들어내고 무게를 잰후 무게의 5배되는 용량의 50 mM potassium phosphate 완충액하에 3분 간 homogenize시켰다. 이들 $4^{\circ}C$ 에서 60분간 100,000g의 속도로 원심분리하여 상충액을 $-70^{\circ}C$에 보관하였다가 Cu, Zn SOD, Mn SOD, catalase, GSH-Px와 albumin 농도를 측정하였다. 결과: 1) 폐의 wet/dry 무게비 및 기관지 폐포세척액내 albumin 농도는 내독소 대량투여후 12시간에 최고로 증가하였고 기관지 폐포세척액내 호중구는 내독소 대량투여후 6 시간에 최고로 증가하였다. 2) Cu, Zn SOD (IU/mg protein)는 대조군 ($66.7{\pm}26.3$)에 비해 대량투여군에서 6시간후 ($21.86{\pm}5.79$)와 12시간후 ($31.96{\pm}9.54$)에 각각 의의있는 감소를 나타냈으며 소량 반복투여군에서는 큰 변화가 없었다. 3) Mn SOD, catalase, GSH-Px의 양은 대량 또는 소량투여군 모두에서 특별한 변화를 관찰할 수 없었다. 결론: 내독소를 대량투여시 급성 폐부종의 소견과 함께 폐조직내 Cu, Zn SOD가 6시간 및 12시간후에 현저히 감소함을 관찰할 수 있었는데 이러한 현상은 내독소에 의해서 폐의 세포가 손상을 받은 때문으로 생각된다. 따라서 SOD를 외부에서 보충해주거나 폐내에서 합성을 증가시키는 방법으로 급성 폐손상의 진행을 막을수 있는지에 대한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권6호
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• pp.462-469
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• 2006

배경: 염증성 폐질환을 위한 전폐절제술은 동반된 합병증률과 사망률로 인해 흉부외과의에게는 난제이며 늑막외전폐절제술의 경우는 더욱 그러하다. 이 연구의 목적은 늑막외전폐절제술을 시행 받은 환자에서의 수술 성적과 합병증 등을 단순 전폐절제술을 받은 환자와 비교분석하고 이들 환자에서의 합병증 발생에 영향을 미치는 요인에 대해 알아보고자 보고자 하였다. 대상 및 방법: 1992년 1월부터 2004년 12월까지 만성염증성폐질환으로 전폐절제술을 시행 받은 98명을 대상으로 후향적 분석을 시행하였다. 늑막외전폐적출술(A군)은 48명에서, 단순 전폐절제술(B군)은 50명에서 시행되었다. 두 군 환자의 임상적 특징, 수술 후 성적 및 합병증 등을 비교 분석하고 늑막외전폐절제술(A군)을 받은 환자에서 수술 후 합병증 발생에 영향을 미치는 인자를 수술 전, 수술 중 요인으로 나누고 이들의 유의성을 단변량 및 다변량 분석을 통하여 평가하였다. 결과: 수술로 인한 조기 사망은 1명으로 수술 후 성인성 호흡곤란증후군(adult respiratory distress syndrome, ARDS)으로 인한 경우였다. 21명(21.4%)의 환자에서 23예의 주요 수술 후 합병증을 나타내었다. 가장 흔한 합병증으로는 수술 후 출혈로 인해 재개흉이 필요했던 경우 8예, 농흉(기관지-흉막루 포함)의 발생 8예였다. A군 48명 중 14명(29.2%)의 환자에서, B군 50명 중 7명(14.0%)에서 각각 합병증을 보였다. 높은 합병증을 보인 A군의 경우, 농흉(기관지-흉막루 포함)의 발생 6예, 수술 후 출혈로 인해 재개흉이 필요했던 경우 6예로 가장 흔한 합병증이었고, 수술 후 합병증 발생의 위험인자를 알기 위해 단변량 분석을 시행한 결과, 우측 전폐절제술(p=0.0022), 완성전폐절제술(p=0.023), 1,000 mL 이상의 출혈(p=0.005), 수술 중 흉강 내 오염(p=0.035) 등이 위험인자로 판명되었고, 다변량 분석에서는 수술 중 흉막강 내 오염이 되었던 경우가 통계적 유의성을 보였다(p=0.028). 결론: 만성 염증성 폐질환의 치료를 위한 전폐절제술은 만족할 만한 사망률과 합병증률을 보였다. 그러나 늑막외전폐절제술은 수술 술기상 고난도이며 고위험군의 수술임을 확인할 수 있었다. 특히 수술 중 세심한 박리 조작으로 폐병소부위의 파열로 인한 흉막강 내의 오염의 발생을 최소화하기 위한 수술 중의 특별한 노력이 필요함을 알 수 있었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권2호
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• pp.360-378
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• 1997

연구배경 : 그람음성균 외세포벽 구성체의 일부인 리포다당질(lipopolysaccharide)로 구성된 내독소는 그람 음성균 유발 감염으로 발생원 염증 반응을 설명하는 주요소이다. 내독소(리포다당질)는 특히 호중구의 조직내 침윤을 특정으로 하는 급성 폐손상을 조장하며, 이러한 폐손상 발생 기전의 하나로서 내독소 자극에 의한 폐장내 효과세포(effector cells)의 cytokines 발현이 알려져 있다. 이때 유리된 cytokines은 다시 염증세포 및 폐장내 기질세포등에 영향을 주어 급성 폐손상이 초래되는 것으로 설명되어지고 있다. 저자들은 실험백서에서 아치사량의 내독소를 정맥내 주입한 유발된 급성 폐손상에서 내독소 주입후 시간에 따른 폐손상의 변화를 관찰하고 이틀 염증세포가 폐손상에 미치는 영향을 보고자 하였다. 방 법 : 체중 200g내외의 건강한 백서의 미부 정맥을 통하여 내독소를 5mg/kg 용량으로 주입후 각각 0, 3, 6, 24, 72시간째 기관지폐포세척술을 시행하여 총 세포수 및 분획 세포수를 산출하고, 총 단백량 및 $TNF{\alpha}$와 IL-6 측정과 동시에 조직소견의 검색을 각기 비교, 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결 과 : 기관지폐포세척 총 백혈구수와 단백 농도는 각각 3시간에 유의한 증가를 보였다(p < 0.05). 72시간에 총 백혈구수의 유의한 감소에도(p < 0.05) 불구하고 단백농도는 계속 증가되있는 소견을 보였다. 기관지폐포 세척 총 백혈구수와 단백 농도와는 유의한 상관관계를 나타내었다(r = 0.65, p < 0.001). 기관지폐포세척 총 백혈구수와 호중구 및 단핵구수 간에는 유의한 상관관계를 보였으며(r = 0.97, p < 0.001 ; r = 0.61, p < 0.001), 단백농도와 호중구 및 단핵구수 간에도 유의한 상관관계를 보였다(r = 0.55, p < 0.005 ; r = 0.64, p < 0.001). 기관지폐포세척 단핵구는 관찰기간동안 계속 유의한 증가를 보였으나 호중구는 72시간에 의미있는 감소를 보여 폐손상 과정에서 단핵구는 지속적인 역할을 할 것으로 생각되었다. IL-6와 TNF 농도는 3 및 6시간째에 각각 최대치를 보였으며 24 및 72시간군과 비교하여 유의한 감소를 보였다(p < 0.05). 이들 상호간에 관련성은 없었으며, 특히 급성 폐손상 3 및 6시간군까지의 초기 관찰 기간중 $TNF{\alpha}$와 총 백혈구수 및 단핵구수 각각에서 유의한 상관관계를 보였다(r = 0.61, p < 0.05 ; r = 0.67, p < 0.05). 조직 소견의 검색 결과 폐장내 침윤 염증 세포수와 폐포벽 두께 정도와는 유의한 상관성이 관찰되었다(r=0.61, p<0.000). 3시간에는 단지 염증 세포의 침윤만이 유의한 증가를 보여(p < 0.001) 폐손상 초기에는 염증 세포의 침윤이 간질조직의 변화를 선행하는 것으로 사료되었으며, 72시간에서는 폐포벽의 두께만이 유의하게 감소된 결과(p < 0.005)를 보여 폐손상후 재생 과정중 폐포벽의 부종이 가장 먼저 감소되는 것으로 사료되었다. 결 론 : 내독소 유발 급성 폐손상에서 (1) 호중구는 주된 염증 세포로 작용하나 단핵구/폐포대식세포 및 폐장내 비면역세포등이 폐손상의 발생 및 진행에 중요한 역할을 할 것으로 사료되었다. (2) 기관지폐포세척 IL-6는 $TNF{\alpha}$와 비종속 관계를 보였고 조기에 최대치를 보여, 특히 IL-6 분비는 폐장내 다양한 세포에서 유래될 것으로 사료되었다.