glucocorticoid, NSAIDs, anti-inflammatory effect,cortisol 생리기전

Glucocorticoid, NSAIDs의 항염증 기전

염증반응은 흔히 상처받은 세포에서 healing을 위해 발생하는 자연적인 일이다.

각 염증가 발생하는 단계마다 NSAIDs와 steroid의 작용점이 다르다.

Regardless of the nature of injury, the sequence of events is remarkably similar. A brief review of this process is essential to better distinguish the actions of steroidal versus nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDS).

NSAIDs는 vasular phase를 막아서 염증 반응을 가라앉히고 glucocorticoid는 vascular & celluar phase 모두를 억제한다. (따라서 steroid가 anti-inflammatory & immunosuppressant 역할)

 

 

Basic and Clinical Pharmacology of Glucocorticosteroids

 

Both the analgesic and anti-inflammatory effects of NSAIDS are credited to their ability to inhibit synthesis of prostaglandins. They have less anti-inflammatory efficacy than the glucocorticoids, but their side effects are less severe. This is of particular importance if prolonged use is anticipated.

= NSAIDs는 다들 알다시피 PG의 합성을 억제하여 진통 & 항염증 효과를 나타낸다. glucocorticoid보다는 less effect하지만 ADR 역시 less severe하다.

Vascular phase	혈관 이완(열, 발적)과 혈관 내피 세포 사이의 간극이 넓어지면서 투과도 증가 → Extravasation(통증, 붓기)
Cellular phase	백혈구가 혈관 내피 세포에 안착하고(margination), 넓어진 간극 사이를 통과하고(diapedesis), 염증반응이 일어날 세포로 이동(emigration)

 

Glucocorticoid 생리기전

HPA(Hyphothalamic-Pituharthical-adrenal) 축(aixs) 그림

 

이 그림에서 검은 화살표는 자극을 나타내고, 점선 화살표는 억제를 나타낸다.

시상하부(hypothalamus)는 CRF를 분비하는데, 이 인자는 pituitary를 자극하여 corticotropin을 분비한다. corticotropin은 부신피질을 자극하여 cortisol을 합성하고 분비한다.

 

생리 기전	약리 기전
면역과 염증 반응에 관여	항염증 / 면역 억제
Gluconeogenesis (포도당 신생 합성)	고혈당
Catecholamine의 효력 증강	고혈압
RBC 증가	RBC 증가
중등도 Na+/H2O 저류	부종

 

(1) 혈청 농도가 적절할 경우(생리적 농도)

cortisol은 중요한 생리적 기능을 수행하고 HPA axis의 추가 활동을 억제한다.

혈청 코티솔 수치는 오전 8시에 최고조에 달하며 12-16시간 동안 점차적으로 감소한다.  그 결과 aixs의 억제가 약해진다. 이러한 작용으로 cortisol cycle이 순환되는 것이다. 이를 circadian or diurnal rhythm이라고 부른다.

10-20 mg의 cortisol은 정상적인 분비량이지만, 저혈당, 외상, 스트레스 등의 다른 요인에 의해 cortisol 요구량이 증가되면 해당 cycle은 제대로 작동하지 못하게 된다.

 

(2) supraphysiologic doses(비생리적 농도)

외부 효과로 인해 cortisol이 고농도로 존재하게 되면 HPA axis의 지속적인 억제(sustained negative feedback)로 인해 부신피질 위축(adrenal atrophy)이 발생한다.

 

항염증 작용+α

glucocorticoid에 의한 항염증 반응은 주로 targeted cell 안의 receptor에 결합되어(receptor-steroid complex) 핵 안의 DNA와 결합하여 단백질을 합성하는데서 시작된다. inflammatory autacoids & immune-related cytokines들이 합성된다.

단백 합성과 관련되어 있기 때문에 delayed onset of effect(6-8 hr)이다.

뿐만 아니라 백혈구의 기능을 억제하는 측면에서 면역억제 효과도 가진다. macrophage를 억제하고 T 림프구의 수와 활동력을 감소시킨다. 하지만 humoral immunity에는 영향을 덜 끼친다. 즉, 기존 항체 수준은 크게 감소시키지 않고 항원에 대한 B세포 반응도 억제되지 않는다.

glucocorticoid 과잉은 euphoria, psychosis, 결핍은 무기력, 우울증을 초래한다. 이러한 발현 중 일부는 노출 후 몇 분 이내에 발생할 수 있으며 아직 알려지지 않은 막 결합 수용체에 의해 매개되는 것으로 생각된다.

 

 

 

reference : 

(1) Becker, Daniel E. "Basic and clinical pharmacology of glucocorticosteroids." Anesthesia progress 60.1 (2013): 25-32.

 

*해당 figure는 모두 reference (1)에 수록된 그림