• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제38권3호
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• pp.215-220
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• 2005

Objective : Many researchers believe that the hypothermia shows neuro-protective effect on brain injury. To understand the molecular mechanism of the hypothermic treatment, this study investigated its effects on the expression of cell death or survival related proteins such as p53, Bcl-2 and Bax in the rat traumatic brain injury[TBI] model. Methods : Twenty rats [Spraque Dawley, $200{\sim}250g$] were subjected to the brain injury of moderate severity [$2.4{\sim}2.6atm$] using the fluid percussion injury device and five rats were received only same surgery as controls. During 30minutes after the brain injury, the hypothermia group was maintained the body temperature around $34^{\circ}C$ while the control group were maintained that of $36^{\circ}C$. Five rats in each group were sacrificed 12h or 24h after brain injury and their brain sections was analyzed for physical damages by H-E stains and the extent of apoptosis by TUNEL assay and immunohistochemical stains. The tissue damage after TBI was mainly observed in the ipsilateral cortex and partly in the hippocampus. Results : Apoptosis was observed by TUNEL assay and the Bax protein was detected in both sample which harvested 12h and 24h after TBI. In the hypothermia treatment group, tissue damage and apoptosis were reduced in HE stains and TUNEL assay. In hypothermia treatment group rat shows more expression of the Bcl-2 protein and shows less expression of the Bax protein, at both 12h and 24h after TBI. Conclusion : These results show that the hypothermia treatment is an effective treatment after TBI, by reducing the apoptotic process. Therefore, it could be suggested that hypothermia has a high therapeutic value for treating tissue damages after TBI.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제29권4호
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• pp.461-470
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• 2000

Objective : Many investigators have demonstrated the protective effects of hypothermia following traumatic brain injury(TBI) in both animals and humans. It has long been recognized that mild to moderate hypothermia improves neurologic outcomes as well as reduces histologic and biochemical sequelae after TBI. In this study, two immunohistochemical staining using terminal deoxynucleotidyl-transferase-mediated biotin dUTP nick end labeling(TUNEL), staining of apoptosis, and ${\beta}$-amyloid precursor protein(${\beta}$-APP), a marker of axonal injury, were done and the authors evaluated the protective effects of hypothermia on axonal and neuronal injury after TBI in rats. Material and Method : The animals were prepared for the delivery of impact-acceleration brain injury as described by Marmarou and colleagues. TBI is achieved by allowing of a weight drop of 450gm, 1 m height to fall onto a metallic disc fixed on the intact skull of the rats. Fourty Sprague-Dawley rats weighing 400 to 450g were subjected to experimental TBI induced by an impact-acceleration device. Twenty rats were subjected to hypothermia after injury, with their rectal temperatures maintained at $32^{\circ}C$ for 1 hour. After this 1-hour period of hypothermia, rewarming to normothermic levels was accomplished over 30-minute period. Following 12 hours, 24 hours, 1 week and 2 weeks later the animals were killed and semiserial sagittal sections of the brain were reacted for visualization of the apoptosis and ${\beta}$-APP. Results : The density of ${\beta}$-APP marked damaged axons within the corticospinal tract at the pontomedullary junction and apoptotic cells at the contused cerebral cortex were calculated for each animal. In comparison with the untreated controls, a significant reduction in ${\beta}$-APP marked damaged axonal density and apoptotic cells were found in all hypothermic animals(p<0.05). Conclusion : This study shows that the posttraumatic hypothermia result in substantial protection in TBI, at least in terms of the injured axons and neurons.

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권8호
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• pp.626-632
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• 2006

배경 : 만성폐색전증으로 인한 폐동맥고혈압은 국내에 잘 알려져 있지 않으나 매우 나쁜 예후를 보이는 질환이다, 내과적인 치료는 그 효과가 적으며 고식적인 치료방법으로 사용된다. 폐동맥 내막절제술은 수술 술기 및 술 후 관리의 발달에 따라 이 질환의 가장 좋은 근본적인 치료방법으로 알려져 있다. 대상 및 방법: 2001년 l월에서 2005년 12월 사이에 11명의 환자에서 폐동맥 내막절제술을 시행하였다. 모든 환자는 만성적인 호흡곤란과 운동불내성(exercise intolerance)을 나타냈다. 진단은 심장초음파, 폐관류스캔, 컴퓨터 단층촬영을 통해 이루어졌다. 수술 전 한 명의 환자를 제외한 모든 환자에서 하대정맥필터를 삽입하였다. 수술은 극저체온상태에서 전신순환정지를 통해 폐동맥의 최대한 원위부까지 내막절제술을 시행하였다. 중등도 이상의 삼첨판 역류증은 수술 중에 판막성형술로 교정하였다. 결과: 수술사망 및 만기사망은 없었다. 우심실수축기압은 수술 전 $91{\pm}21$ mmHg 에서 수술 후 $40{\pm}17$ mmHg로 의미 있게 감소하였다(p=0.001). NYHA class 및 삼첨판역류증도 수술 후 호전을 보였다. 경도의 재관류 손상이 3예, 수술 후 섬망이 1예 있었으나 후유증 없이 회복하였다. 결론: 폐동맥 내막절제술은 낮은 사망률과 유병률 그리고 좋은 임상결과를 보임으로써 폐동맥색전증으로 인한 폐동맥고혈압 환자에서 안전하고도 효과적인 치료로 생각된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제30권3호
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• pp.253.1-262
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• 1997

가토의 적출폐장보고시험의 모델을 이용하여 폐세척웅액과 폐장보존용액의 온도를 제 1군은 4$^{\circ}C$로 제 2군은 1$0^{\circ}C$로 하여 6시간동안 적출폐장보존후에 재관류시켜 각각의 온도차이에 따른 폐기보존효과를 비교 실험하였으며 각 군은 10례씩으로 하였다. 폐정맥혈액산소분압, 폐포-동맥간 산소분압 차, 폐동 맥압 및 폐혈관저항은제 1군보다제 2군이 재관류동안에 성적이 우수하였으며 기도내압, 폐탄성도및 폐부종의 정도는 두 군간에 통계학적 유의성은 없었다. 결론적으로 가토의 적출폐기 보존온도에 따른 실험에서 1$0^{\circ}C$의 폐수*용액과 폐기보존온도가 4$^{\circ}C$보다 재순환시 폐기능의 회복이 우수하였다.

• 대한약리학회지
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• 제19권1호
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• pp.15-35
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• 1983

Although it has been well known that ventricular fibrillation is the most important complication during hypothermia, much investigation has failed to show the exact nature of the etiology of ventricular fibrillation. Recently, there has been considerable research on the relationship between sympathetic activity and ventricular fibrillation under hypothermia. Cardiac muscle normally contains a certain amount of norepinephrine and the dramatic effect of this catecholamines on the cardiac muscle is well documented. It is, therefore, conceivable that cardiac catecholamines might exert an influence on the susceptibility of heart muscle to tachycardia, ventricular fibrillation and arrhythmia, under hypothermia. Hypothermia itself is stress enough to increase tonus of sympatheticoadrenal system. The normal heart is supplied by an autonomic innervation and is subjected to action of circulating catecholamines which may be released from the heart. If the reaction of the heart associated with a variable amount of cardiac catecholamines is. permitted to occur in the induction of hypothermia, the action of this agent on the heart has not to be differentiated from the direct effects of cooling. The studies presented in this paper were designed to provide further information about the cardio-physiological effects of reduced body temperature, with special reference to the role of catecholamines in ventricular fibrillation. Healthy cats, weighing about 3 kg, were anesthetized with pentobarbital(30 mg/kg) intraperitoneally. The trachea was intubated and the endotracheal tube was connected to a C.F. Palmer type A.C. respirator. Hypothermia was induced by immersing the cat into a ice water tub and the rate of body temperature lowering was $1^{\circ}C$ per 5 to 8 min. Esophageal temperature and ECG (Lead II) were simultaneously monitored. In some cases the blood pH and serum sodium and potassium were estimated before the experiment. After the experiment the animals were killed and the hearts were excised. The catecholamines content of the cardiac muscle was measured by the method of Shore and Olin (1958). The results obtained are summarized as follows. 1) In control animal the heart rate was slowed as the temperature fell and the average pulse rates of eight animals were read 94/min at $31^{\circ}C$, 70/min at $27^{\circ}C$ and 43/min at $23^{\circ}C$ if esophageal temperature. Ventricular fibrillation was occurred with no exception at a mean temperature of $20.3^{\circ}C(21-l9^{\circ}C)$. The electrocardiogram revealed abnormal P waves in each progressive cooling of the heart. there was, ultimately, a marked delay in the P-R interval, QRS complex and Q-T interval. Inversion of the T waves was characteristic of all animals. The catecholamines content of the heart muscle excised immediately after the occurrence of ventricular fibrillation was about thirty percent lower than that of the pre-hypothermic heart, that is, $1.0\;{\mu}g/g$ wet weight compared to the prehypothermic value of $1.41\;{\mu}g/g$ wet weight. The changes of blood pH, serum sodium and potassium concentration were not remarkable. 2) By the adrenergic receptor blocking agent, DCI(2-3 mg/kg), given intramuscularly thirty minutes before hypothermia, ventricular fibrillation did not occur in one of five animals when their body temperature was reduced even to $16^{\circ}C$. These animals succumbed at that low temperature, and the changes of heart rate and loss of myocardial catecholamines after hypothermia were similar to those of normal animals. The actual effect of DCI preventing the ventricular fibrillation is not predictable. 3) Administration of reserpine(1 mg/kg, i.m.) 24 hours Prior to hypothermia disclosed reduced incidence of ventricular fibrillation, that is, six of the nine animals went into fibrillation at an average temperature of $19.6^{\circ}C$. By reserpine myocardial catecholamines content dropped to $0.045\;{\mu}g/g$ wet weight. 4) Bretylium pretreatment(20 mg/kg, i.m.), which blocks the release of catecholamines, Prevented the ventricular fibrillation under hypothermia in four of the eight cats. The pulse rate, however, was approximately the same as control and in some cases was rather slower. 5) Six cats treated with norepinephrine(2 mg/kg, i.m.) or DOPA(50 mg/kg) and tranylcypromine(10 mg/kg), which tab teen proved to cause significant increase in the catecholamines content of the heart muscle, showed ventricular fibrillation in all animals under hypothermia at average temperature of $21.6^{\circ}C$ and the pulse rate increased remarkably as compared with that of normal. Catecholamines content of cardiac muscle of these animals markedly decreased after hypothermia but higher than control animals. 6) The functional refractory periods of isolated rabbit atria, determined by the paired stimulus technique, was markedly shortened by administration of epinephrine, norepinephrine and isoproterenol. 7) Adrenergic beta-blocking agents, such as pronethalol, propranolol and sotalol(MJ-1999), inhibited completely the shortening of refractory period induced by norepinephrine. 8) Pretreatment with either phenoxftenbamine or phentolamine, an adrenergic alphatlocking agent, did not modify the decrease in refractory period induced by norepinephrine. From the above experiment it is possible to conclude that catecholamines play an important role in producing ventricular fibrillation under hypothermia. The shortening of the refractorf period of cardiac muscle induced by catecholamines mar be considered as a partial factor in producing ventriculr fibrillaton and to be mediated by beta-adrenergic receptor.

• 대한약리학회지
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• 제22권1호
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• pp.34-44
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• 1986

본 실험실에서는 한국 특산인 매자나무 (Berberis koreana Palibin)의 뿌리에서 majarine(isoquinoline alkaloid)을 분리하여 여러 가지의 약리작용을 검토한 바 있다. 현재는 majarine의 화학적 구조를 변화시켜 그 유도체의 약리작용을 검색하고 있으며, 그 중 majarine의 isoquinoline ring에 치환되어 있는 두 methoxy group 중 하나를 hydroxy기로 치환된 majarol을 합성하였다. Majarol을 흰쥐 정맥내로 투여하여 혈압 및 심박동수의 변화와 epinephrine, phentolamine, isoproterenol, propranolol, atropine, diphenhydramine과 hexamethonium 등에 대한 약물 상호작용을 관찰하였으며 또 적출 개구리 심장에 대한 작용을 관찰하여 다음과 같은 성적을 얻었다. Majarine을 저용량(0.5-2 mg/kg)에서 용량의존적으로 현저하고 일시적인 혈압 강하와 약간의 심박동수 감소를 나타냈으며, 고용량(>5mg/kg)에서는 이차적으로 지속적인 혈압강하와 심박동수 감소를 나타냈다. 일시적인 혈압강하작용은 atropine sulfate, diphenhydramine과 hexamethonium에 의해 억제되지 않았고, epinephrine의 혈압 상승작용은 majarol의 전처치로 현저하게 차단되었으며, majarol 투여시 나타나는 지속적인 혈압 강하는 심박동수 감소에 수반되어 나타났고 이는 propranolol에 의해 억제되지 않았으며, isoproterenol의 positive chronotropic effect는 majarol 전처치로 차단되지 않았다. majarol은 저용량에서 적출개구리 심장의 수축기 장력을 증가시켰으며 고용량에서는 개구리 적출심장에 대해 억제적으로 작용하였다. 이러한 결과로 보아 majarol의 일시적이고 현저한 혈압강하작용은 ${\alpha}$-adrenoceptor 차단작용에 의한 것으로 사료되고, 이차적으로 나타나는 지속적인 혈압강하작용은 심박동수의 감소와 동시에 나타나는 것으로 보아 심장에 대한 작용인 것으로 추정되며, majarol의 심장에 대한 작용을 ${\beta}$-adrenoceptor에 대한 작용보다는 심근에 대한 직접적인 작용인 것으로 추정된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제32권2호
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• pp.130-137
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• 1999

배경: 심장 수술시 저온 요법은 심근 보호에 있어서 가장 기본적인 요소로 인식되었고 널리 사용되어 왔으나 여러 가지 장점에도 불구하고 효소기능, 세포막 안정성, 조직의 산소이용, ATP 생성과 이용, 심근세포 보존에 해를 끼치는 등 단점이 있다. 1989년 이러한 단점을 없앤 심장의 전기 기계적 정지, 연속적인 온혈 심정지액의 관류에 의한 정온 호기 상태의 심정지에 기초를 둔 새로운 심근 보호법이 개발되었다. 이러한 연속 온혈 심정지액의 사용에 있어서 적절한 관상정맥동의 주입속도, 압력, 연속 심정지액의 사용시 중단 가능한 시간, 심정지액의 온도 등에 대한 논쟁이 계속되어 왔으며 심정지액의 온도를 37$^{\circ}C$, 34$^{\circ}C$, 33$^{\circ}C$ 및 29$^{\circ}C$ 등의 변화를 주어 각각에 대한 연구 보고가 있어 왔다. 대상 및 방법: 저자들은 1994년 10월부터 1995년 2월까지 연속 온혈 심정지액을 사용하여 판막수술을 받은 18명의 환자와 1996년 5월부터 1997년 7월까지 연속 미온혈 심정지액을 사용하여 판막수술을 받은 17명의 환자를 임상적으로 비교 분석하였다. 결과: 저자들의 결과는 심폐기 가동시간, 대동맥 차단시간, 대동맥 차단 해제부터 심폐기 이탈시간, 체외순환중 혈중 최고치 칼륨 농도, 술후 인공호흡기 이탈시간, 술후 1시간 및 12시간 심근 효소 검사, 술후 심근 수축제 및 혈관 확장제의 사용 등에서 양군간에 차이가 없었으나, 술중 소변 배출량 및 술후 12시간 동안의 소변량은 연속 온혈 심정지액을 사용한 군에서 많이 배출되었고, 대동맥 차단 해제후 자연 심박 재개율은 연속 온혈 심정지액군에서 높았다. 결론: 이상과 같은 결과들을 통해서 본 교실에서는 성인 심장 판막수술시 연속 미온혈 심정지액을 이용한 방법은 적어도 연속 온혈 심정지액의 심근보호 효과만큼은 얻을 수 있었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제34권9호
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• pp.653-661
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• 2001

배경 : 역행성 뇌관류는 대동맥궁 수술에서 이용되는 뇌보호법중의 하나이다. 저자는 이에 대한 연구결과를 이미 발표한 바 있으나, 그 안전성 여부에 대하여는 아직 논의가 필요한 부분이다. 역행성 뇌관류 연구를 진행하면서, 조기 뇌손상을 시사한다고 알려진 여러 인자들을 조사하였다. 대상 및 방법 : 25~30kg 돼지를 이용하여 120분간 역행성 뇌관류를 시행하였다. 심폐기 이탈을 시행하고 2시간 동안 생존을 유도하였으며, 전기간에 걸쳐 직장체온, 내경정맥 산소포화도, 중심정맥압 등을 관찰하였다. 조직학적 소견을 관찰하였고, 혈중 neuron-specific enolose(NSE) 및 S100베타 단백치를 측정하였다. 역행성 뇌관류 시행 중 중심정맥압은 20~25mmHg를 유지하였다. 결과 : 역행성 뇌관류 속도 (ml/min)는 224.3$\pm$87.5(20분), 227.1$\pm$111.0(40분), 221.4$\pm$119.5(60분), 230.0$\pm$136.5(80분), 234.3$\pm$146.1(100분), 184.3$\pm$50.5(120분)으로 나타났으며 혈중 NSE 농도는 역행성 뇌관류 후에 관류전에 비해 유의한 증가를 보이지 않았다. 혈중 S100 베타 단백치(ng/ml)는 0.12$\pm$0.07(마취시작), 0.12$\pm$0.07(심폐바이패스직후), 0.19$\pm$0.12(심폐기가동 20분), 0.25$\pm$0.06(역행성뇌관류 20분), 0.29$\pm$0.08(40분), 0.41$\pm$0.05(60분), 0.49$\pm$0.03(80분), 0.51$\pm$0.10(100분), 0.46$\pm$0.11(120분), 0.52$\pm$0.15(심폐기 재가동 30분), 0.62$\pm$0.15(60분), 0.76$\pm$0.17(심폐기이탈 30분), 0.81$\pm$0.20(60분), 0.84$\pm$0.23(90분) and 0.94$\pm$0.33(120분)를 보였고 이는 역행성 뇌관류 전에 비해 유의하게 증가된 소견이었다(p<0.05). 뇌신피질, 기저핵, 해마에서 전자현미경 조직 소견을 관찰하였으며 마이토콘드리아의 부종을 관찰할 수 있었다. 결론 : 역행성 뇌관류 120분 후에 S100 베타 단백의 유의한 증가를 관찰할 수 있었으며 뇌조직 손상과의 관련성은 좀 더 연구되어야 할 부분으로 생각된다. 장기 생존 모델을 통한 재평가가 필요하다고 사료되며 심폐바이패스 시행 등의 교란 인자도 고려해야 할 것이다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제33권6호
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• pp.445-468
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• 2000

Background: Retrograde cerebral perfusion(RCP) is currently used for brain protection during aorta surgery, however, for the safety of it, various data published so far are insufficient. We performed RCP using pig and investiaged various parameters of cerebral metabolism and brain injury after RCP under deep hypothermia. Material and Method: We used two experimental groups: in group I(7 pigs, 20 kg), we performed RCP for 120 minutes and in group II (5 pigs, 20 kg), we did it for 90 minutes. Nasopharyngeal temperature, jugular venous oxygen saturation, electroencephalogram were continuously monitored, and we checked the parameters of cerebral metabolism, histological changes and serum levels of neuron-specific enolose(NSE) and lactic dehydrogenase(LDH). Central venous pressure during RCP was mainained in the range of 25 to 30 mmHg. Result: Perfusion flow rates(ml/min) during RCP were 130$\pm$57.7(30 minutes), 108.6$\pm$55.2(60 minutes), 107.1$\pm$58.8(90 minutes), 98.6$\pm$58.7(120 minutes) in group I and 72$\pm$11.0(30 minutes), 72$\pm$11.0(60 minutes), 74$\pm$11.4(90 minutes) in group II. The ratios of drain flow to perfusion flow were 0.18(30 minutes), 0.19(60 minutes), 0.17(90 minutes), 0.16(120 minutes) in group I and 0.21, 0.20, 0.17 in group II. Oxygen consumptions(ml/min) during RCP were 1.80$\pm$1.37(30 minutes), 1.72$\pm$1.23(60 minutes), 1.38$\pm$0.82(90 minutes), 1.18$\pm$0.67(120 minutes) in group I and 1.56$\pm$0.28(30 minutes), 1.25$\pm$0.28(60 minutes), 1.13$\pm$0.26(90 minutes). We could observe an decreasing tendency of oxygen consumption after 90 minutes of RCP in group I. Cerebrovascular resistance(dynes.sec.cm-5) during RCP in group I incrased from 71370.9$\pm$369145.5 to 83920.9$\pm$49949.0 after the time frame of 90 minutes(p<0.05). Lactate(mg/min) appeared after 30 minutes of RCP and the levels were 0.15$\pm$0.07(30 minutes), 0.18$\pm$0.10(60 minutes), 0.19$\pm$0.19(90 minutes), 0.18$\pm$0.10(120 minutes) in group I and 0.13$\pm$0.09(30 minutes), 0.19$\pm$0.03(60 minutes), 0.29$\pm$0.11(90 minutes) in group II. Glucose utilization, exudation of carbon dioxide, differences of cerebral tissue acidosis between perfusion blood and drain blood were maintained constantly during RCP. Oxygen saturation levels(%) in drain blood during RCP were 22.9$\pm$4.4(30 minutes), 19.2$\pm$4.5(60 minutes), 17.7$\pm$2.8(90 minutes), 14.9$\pm$2.8(120 minutes) in group I and 21.3$\pm$8.6(30 minutes), 20.8$\pm$17.6(60 minutes), 21.1$\pm$12.1(90 minutes) in group II. There were no significant changes in cerebral metabolic parameters between two groups. Differences in serum levels of NSE and LDH between perfusion blood and drain blood during RCP showed no statistical significance. Serum levels of NSE and LDH after resuming of cardipulmonary bypass decreased to the level before RCP. Brain water contents were 0.73$\pm$0.03 in group I and 0.69$\pm$0.06 in group II and were higher than those of the controls(p<0.05). The light microscopic findings of cerebral neocortex, basal ganglia, hippocampus(CA1 region) and cerebellum showed no evidence of cerebral injury in two groups and there were no different electron microscopy in both groups(neocortex, basal ganglia and hippocampus), but they were thought to be reversible findings. Conclusion: Although we did not proceed this study after survival of pigs, we could perform the RCP successfully for 120 minutes with minimal cerebral metabolism and no evidence of irreversible brain damage. The results of NSE and LDH during and after RCP should be reevaluated with survival data.

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권6호
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• pp.434-439
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• 2006

배경: 대동맥궁 이상 수술 시 완전 순환정지 방법은 신경학적 문제나 심근의 손상을 줄 수 있다. 이를 피하기 위해서 저자들은 대동맥궁 이상이 동반된 선천성 심장병 수술 시 뇌 및 심장의 국소 관류법을 사용하고 있으며 이번 조사를 통하여 그 결과를 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 2000년 3월부터 2004년 12월까지 대동맥궁 이상이 동반된 선천성 심장병으로 양심실 일차 완전 교정을 시행한 62명의 신생아 및 영아를 대상으로 하였다. 대동맥궁 이상은 축착이 46명, 대동맥 단절이 12명, 좌심실 저형성 증후군 2명, 총동맥관 2명이었으며 동반된 심기형은 심실중격 결손 51명, 총정맥 환류 이상 1명, 부분 정맥 환류 이상 1명, 방실 중격 결손 2명 있었다. 수술시 대동맥궁 기형 교정하는 동안 모든 환자에서 무명동맥과 관상 동맥 혈류를 유지하였다 결과: 국소 관류 시간은 평균 $28{\pm}10$분이었다. 수술 사망은 없었고, 평균 11개월의 관찰 기간동안 1명의 만기 사망(1.6%)이 있었다. 술 후 신경계 합병증은 1명에서 일시적인 무도증이 발생한 것 외에는 없었다. 대동맥궁 기형 교정과 관계된 재수술은 없었다. 1명에서 대동맥궁 기형 교정과 관계되어 기관지 합병증이 발생하였으며 대동맥고정(aortopexy)으로 교정되었다. 결론: 국소 순환법을 이용한 대동맥궁 기형 교정 방법은 완전 순환 정지사용 시 야기될 수 있는 신경 및 심근의 손상을 최소화 할 수 있는 방법이다.