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Effects of Sweet Bee Venom on cardiovascular system in the conscious telemetered Beagle Dogs
Effects of Sweet Bee Venom on cardiovascular system in the conscious telemetered Beagle Dogs
Journal of Pharmacopuncture. 2010. Jul, 13(3): 15-46
Copyright ©2010, KOREAN PHARMACOPUNCTURE INSTITUTE
  • Received : August 23, 2010
  • Published : July 30, 2010
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About the Authors
Chung-San Lim
Kwang-Ho Lee
Ki-Rok Kwon
beevenom@paran.com

Abstract
Objectives
This study was performed to analyse the effects of Sweet Bee Venom(Sweet BV) on cardiovascular system in the conscious telemetered Beagle Dogs.
Methods
All experiments were conducted at Biotoxtech Company, a non-clinical studies authorized institution, under the regulations of Good Laboratory Practice (GLP). Male Beagle dogs of 13-19 months old were chosen for the pilot study and surgical implantation was performed for conscious telemetered Beagle dogs. And after confirming condition of Beagle dogs was stable, Sweet BV was administered 4 times(first: 0.0 ㎎/㎏, 2nd: 0.01 ㎎/㎏, 3rd: 0.1 ㎎/㎏, and forth: 0.5 ㎎/㎏, one time/week) in thigh muscle of Beagle dogs. And blood pressure, heart rate, electrocardiography and clinical responses were measured. Equal amount of normal saline to the Sweet BV experiment groups was administered to the control group.
Result
1. In the analysis of body weight and taking amount, Beagle dogs did not show significant changes. 2. In the clinical observation, responses of pain and edema were showed depend on dosage of Sweet BV. 3. In the analysis of blood pressure, treatment with Sweet BV did not show significant changes in the dosage of 0.01 ㎎/㎏, but in the dosage of 0.1 ㎎/㎏ and 0.5 ㎎/㎏, treatment with Sweet BV increased blood pressure significantly. 4. In the analysis of heart rate, treatment of Sweet BV did not show significant changes in all dosage and period. 5. In the analysis of electrocardiography, treatment of Sweet BV was not showed significant changes in all dosage and period.
Conclusion
Above findings suggest that Sweet BV is relatively safe treatment in the cardiovascular system. But in the using of over dosage, Sweet BV may the cause of increasing blood pressure. Further studies on the subject should be conducted to yield more concrete evidences.
Keywords
I. 서론
약침요법은 침구요법과 약물요법을 결합한 新鍼療法의 일종이다. 침구요법은 經絡論을, 약침요법은 氣味論을 바 탕으로 하므로 약침요법은 經絡論과 氣味論을 근간으로 한다. 시술과정에서 주사기를 사용하나 치료 약물의 선정 은 氣味論, 치료 부위의 선정은 經絡論을 위주로 하므로 약침요법은 과학기술 및 의료기기의 발달로 탄생한 한국 한의학의 독특한 치료기술이라고 할 수 있다 1 ).
약침요법의 하나인 봉약침요법은 살아 있는 꿀벌(Apis melifera)의 독낭에 들어있는 독을 인위적으로 추출·정 제하여 질병과 유관한 부위 및 경혈에 주입함으로써 자침 의 효과와 벌의 독이 지니고 있는 생화학적인 약리작용을 질병의 치료에 이용하는 신침요법을 말한다.
벌의 독은 진통, 소염, 2 - 3 )항암 4 ) 효과 등이 있어 퇴행성 관절염5-7)이나 류마티스 관절염 8 - 9 ), 추간판 탈출증 10 - 12 ), 중 풍 후유증 등 13 - 14 )에 유효한 것으로 알려져 있다. 하지만 시 술 후에 나타나는 알레르기 반응과 벌의 독에 과민한 체질 에서 발생하는 전신 알레르기 반응(anaphylactic shock) 등의 문제로 인해 대중화에 어려움을 겪고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것이 Sweet Bee Venom(특허 제 10-0744755, 이하 Sweet BV)이 다 15 ). Sweet BV는 건조 봉독에서 약 40-50%를 차지하는 분자량 2840의 순수 melittin으로 16 ), gel filtration이라 는 단백질 분리기법을 이용하여 얻을 수 있다 15 ). 이미 melittin은 소염, 진통, 항암 효과 등이 있음이 많은 연구 보고17-18)를 통하여 알려져 있으며, 김 등 19 )이 “Sweet BV 의 rat에 대한 단회 근육시술 독성시험”을 보고한 바와 같 이 봉독에 비하여 독성이 매우 약화되어 안전한 약침제제 임을 알 수 있다.
이에 저자는 Sweet BV에 대한 연속 연구의 일환으로 식품의약품 안전청의 독성시험기준 20 )에 근거하여 특수 독 성 시험평가 항목 중의 하나인 심혈관계에 미치는 영향을 확인하고자 비설치류인 비글견에 수술을 통해 원격송신기 를 삽입한 후, 무 마취, 무 구속 상태에서 시술 전과 시술 후에 나타나는 혈압과 심박 수 및 심전도 등을 측정하여 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
II. 재료 및 방법
- 1. Sweet BV의 조제
시험물질을 전자저울 (LA230S, CP323S, Sartorius, Germany)로 측량하여 조제병에 넣고, 부형제(Normal Saline)를 일부 넣어 vortex mixer로 용해시키고, 실험에 적절한 농도로 만들어 사용하였다. Sweet BV는 시술 당 일에 조제하여 사용하였다.
- 2. 실험동물
- 2.1 실험동물 및 사육 환경
실험에 사용된 동물은 13∼19개월 령의 Beagle 견 (Beijing Marshall Biotechonology, China)으로 수컷 5마리를 입수하여 사용하였다(Appendix 1 - 2 ). 입수 시 수컷의 체중은 10.08∼11.60㎏이었고, 입수 후 6일간의 검역·순화 기간 중 매일 1회씩 일반증상을 관찰하였고, 순화 종료일에 체중을 측정하였으며, 검역기간 종료 후에 도 건강상태를 확인하였다. 실험실의 온도는 17.3∼21.2 °C, 습도는 41.5∼69.6%를 유지하였고, 실험동물용 개 사료(Agribrands Purina, Korea)는 마리당 250g씩, 물 은 충분히 공급하였다. 모든 실험은 식품의약품안전청고시 제2005-79호(비임상시험 관리기준)의 Good Laboratory Practice (이하 GLP) 규정 23 )을 준수하여 비임상시험 인증 기관인 (주)바이오톡스텍에서 시행하였다.
실험 개시 시 수컷의 체중은 10.39∼12.26㎏이었고, 각 개체의 식별카드가 부착된 사육 상자에 개별적으로 수 용하여 실험에 임하였다.
- 2.2 군의 분리
군 분리는 실험의 특성상 분리하지 않았고, 단계별로 시 술 용량을 설정한 후 1주일에 한번 씩 용량을 증가하면서 실험을 진행하였다.
- 2.3 1회 시술 용량의 설정 및 시술방법
Sweet BV의 임상적용 예정용량인 약 0.1∼0.4 ㎎ /human/회 (성인 60 kg 기준시 최대 0.007 ㎎/㎏)을 참 조하여 임상적용 예정용량과 유사한 0.01 ㎎/㎏을 2차 용 량으로 설정하였고, 1주일 간격으로 0.1 ㎎/㎏ 그리고 0.5 ㎎/㎏을 3차 및 4차 용량으로 설정하였다. 1차 시술은 부 형제인 Normal Saline을 시술하였다. 모든 시술량은 0.1 ㎖/㎏으로 설정하였고, 개체별 시술량은 시술 당일의 체중 을 기준으로 환산하였다. 이후 1주일 간격으로 아래와 같 은 방법으로 비글견의 대퇴부 근육층에 시술하였다.
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- 3. 송신기 삽입 수술 및 회복
- 3.1 송신기 삽입 수술
개체의 선별기준에 적합하다고 판단된 5마리의 비글견 의 정맥에 pentobarbital sodium(30 ㎎/㎏, Entobar injection, Hanlim Phrm. Co. Ltd, Korea)을 주입하여 마 취를 시킨 후 수술 부위인 대퇴부와 복부의 제모를 시행하 였다. 송신기의 본체 삽입이 충분하도록 좌측 복부를 절개 하여 pouch를 만들고 송신기를 삽입하였다. 또한 좌측 대 퇴부를 절개하여 대퇴 동맥을 확보한 후, pressure catheter를 대퇴동맥에 삽입하고 복대 동맥까지 밀어 넣었다.
좌측면의 흉곽 아랫부분과 우측면의 흉곽 윗부분을 절 개하고, 송신기 본체로부터 positive ECG lead(red line) 는 좌측 절개부위, negative ECG lead(clear line)는 우 측 절개부위 쪽으로 피하로 관통시켜 위치시킨 후 비흡수 성 봉합사로 고정하였다. 절개된 피하조직은 흡수성 봉합사 로, 피부 조직은 비흡수성 봉합사로 봉합하였다. 이후 송신기 로부터 혈압, 심박 수 및 심전도의 파형을 recording room 에서 monitoring하여 송신상황을 확인하였다( Fig. 1 ).
- 3.2 회복
수술 직후부터 수술 부위가 치유될 때가지 비글견에 elizabeth collar를 씌워 수술 부위를 보호하였고, 포비돈 요오드 액으로 수술 부위를 매일 소독하였다. 또한 감염 방 지를 위해 항생제(Tardomyocel®comp. Ⅲ injection, Bayer Korea Inc., Korea)를 수술 당일부터 1일 1회 총 4회 근육 주사하였다.
- 3.3 개체의 선별기준
개체의 선별은 다음의 기준을 충족하는 개체 4마리를 선 정하여 실험에 임하였다.
  • - 관리되던 기간 중 일반 증상 및 행동 관찰에서 이상이 없고,
  • - 동일 월령의 동물 데이터 및 각 개체의 수술 전 검사 의 데이터와 차이가 없으며,
  • - 24시간동안 얻어진 혈압, 심박 수 및 심전도의 데이터 에 이상이 없고,
  • - wash-out의 기간이 충분하게 주어진 비글견
- 4. 관찰 및 체중 측정
- 4.1 일반증상 관찰
관찰 기간 중 1일 1회 이상 외관. 일반 상태, 운동성 및 배설물 등에 대한 증상을 관찰하였다. 각 시술일의 시술 약 1 시간 전부터 24 시간까지는 사육실을 출입하지 않았고, 감시용 카메라와 비디오(SVR1630, Samsung Techwin Co. Ltd., Korea)로 동물의 행동을 녹화하여 데이터의 해 석 시 참고자료로 활용하였다.
- 4.2 체중측정 및 사료섭취량
체중은 시술당일 (시술 전), 2회 측정하였다.
- 5. 혈압, 심박 수 및 심전도의 평가
- 5.1 데이터의 측정 시점
데이터의 측정시점은 Sweet BV에 대한 혈중 농도의 추이를 참조하여 시술 전(0시간), 시술 후 30분, 1, 2, 3, 4, 6, 8 및 24시간으로 설정하였다.
- 5.2 데이터의 취득
데이터 취득시스템(Dataquest A.R.T.TM Gold Acq-uisition Version 4.00, Data Science Int., USA)을 이 용하여 시술 약 24시간 전부터 시술 후 24시간까지의 혈 압, 심박 수 및 심전도 데이터를 5분 간격으로 20초 동안 취득하였고, 각 취득 시점에서 혈압과 심박수의 데이터는 20초 동안의 평균값으로 기록하였다. 시술 1시간 전까지 의 취득 데이터는 signal quality의 확인 및 평가를 위한 참고 데이터로 활용하였다.
- 5.3 데이터의 선택 및 분석
- 5.3.1 혈압 및 심박 수
혈압 및 심박 수의 취득 데이터는 분석 프로그램( Dataquest A.R.T.TM Gold Acquisition Version 4.00, Data Science Int., USA)을 이용하여 엑셀 파일로 전환하였고, 각 측정 시점의 수축기 혈압(systolic blood pressure: SBP), 이완기 혈압(diastolic blood pressure: DBP) 및 심박 수(heart rate)는 아래와 같이 취득 데이터 의 선택 구간에서 5분 간격으로 취득된 모든 데이터의 평 균 값으로 하였다. 단, 사람의 출입시 및 quality 사의 문제 로 인해 해석하기 어려운 취득데이터는 제외하였다. 또한 평균 혈압(mean blood pressure: MBP)은 수축기 및 이 완기 혈압을 다음의 공식에 대입하여 계산하였다.
MBP = DBP + (SBP-DBP)/3
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* 각 개체의 시술 시간에 가장 가깝게 취득한 데이터의 시간
- 5.3.2 심전도
심전도(electrocardiogram: ECG)의 취득 데이터는 분석 프로그램(Ponemah physiology plantform Version 4.60, DSI/PONEMAH, USA)을 사용하여 시술 전 (0시간), 시술 후 30분, 1, 2, 3, 4, 6, 8 및 24시간째의 20 초 구간에서 취득된“snapshot”intervals(PR, QRS, QT, RR, QT C# )을 계측한 후 평균값을 구하였다.
- 5.3.3 데이터의 평가
Sweet BV 시술 시의 각 측정 시점에서 심혈관계의 parameters(혈압, 심박 수 및 심전도)는 부형제의 시술시 동일 측정시점과 비교하여 Sweet BV의 영향을 평가하였다.
- 6 통계처리
실험에서 얻어진 혈압, 심박 수의 실측치와 심전의 파형 계측치에 대한 통계는 SAS(version 9.1.3, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 사용하여 검증하였 다. One-way analysis of variance(ANOVA)를 실시한 결과 유의성이 관찰되어 Normal Saline 시술과 비교하여 Sweet BV 시술이 어떠한 영향을 미치는가를 확인하기 위해 유의수준 양측 5% 및 1% 범위 내에서 Dunnett's t-test의 다중 검증을 실시하였다.
III. 결과
- 1. 일반증상 관찰
각 시술단계에서 Sweet BV 시술 직후부터 시술 후 24 시간째의 일반증상 관찰 및 영상자료를 통한 행동관찰 결 과, 대조군 1례(ID: 1102, 시술 후 18 시간 34 분), 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서 2례(ID: 1101; 시술 후 18 시간 9분, ID: 1102; 18 시간 6분) 및 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 1례 (ID: 1101; 시술 후 2 시간 31분)에서 구토 증상이 관찰되 었다.
0.1 ㎎/㎏ 용량 시술시의 1례(ID: 1104)에서 연변(soft stool)이 관찰되었고, 0.1 및 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술시 모든 개체에서 시술 부위의 종창이 관찰되었으며, 0.1 ㎎/㎏ 용 량 시술시의 2례(ID: 1101; 시술 후 6-26 분, ID: 1104; 시술 후 1 시간 40 분) 및 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 모든 개 체에서 보행 이상이 관찰되었다.
그 외의 실험기간 동안에는 모든 개체에서 우발적인 구 토 증상과 1례(ID: 1101)에서 연변이 관찰되었다(Table 1 & 2 .).
- 2. 체중변화
관찰기간 동안 모든 개체에서 특이한 체중의 변화는 관 찰되지 않았다( Table 3 .).
- 3. 혈압에 미치는 영향
Normal Saline 시술 후 30 분에서 24 시간 동안의 수 축기 혈압의 변동범위는 123.4 ± 6.9∼134.5 ± 7.9 ㎜ Hg로 나타났다.
Sweet BV 시술 시에는 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서 129.0 ± 8.0∼135.8 ± 13.3 ㎜Hg를, 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 133.8 ± 8.3∼166.0 ± 19.4 ㎜Hg를, 그리고 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 130.1 ± 3.0∼175.9 ± 25.7 ㎜Hg를 나타내었다.
0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 시술 후 30 분과 1 시간, 그리 고 2 시간째에 Normal saline 시술 시에 비하여 유의하게 혈압이 증가되었고(p<0.05), 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 시 술 후 30 분과 1 시간, 2 시간, 그리고 4 시간째에 Normal saline 시술 시에 비하여 유의하게 혈압이 증가되었다 (p<0.05).
Normal Saline 시술 후 30 분에서 24 시간 동안의 이 완기 혈압의 변동범위는 68.2 ± 7.5∼75.7 ± 2.5 ㎜Hg 로 나타났다.
Sweet BV 시술 시에는 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서 68.1 ± 7.1∼80.8 ± 9.6 ㎜Hg를, 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술 에서 69.6 ± 2.9 ∼ 96.8 ± 6.3 ㎜Hg를, 그리고 0.5 ㎎/ ㎏ 용량 시술에서 68.3 ± 6.9 ∼ 105.5 ± 13.6 ㎜Hg를 나타내었다.
0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 시술 후 30분과 1 시간, 그리 고 2 시간째에 Normal saline 시술 시에 비하여 유의하게 혈압이 증가되었고(30분과 1 시간: p<0.05, 2 시간: p<0.01), 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 시술 후 30분과 1시간, 2시간, 그리고 4시간째에 Normal saline 시술 시에 비하 여 유의하게 혈압이 증가되었다(4 시간: p<0.05, 30분과 1 시간, 2 시간: p<0.05).
Normal Saline 시술 후 30분에서 24시간 동안의 평균 혈압의 변동범위는 87.9 ± 6.1∼95.3 ± 3.6 ㎜Hg로 나 타났다.
Sweet BV 시술 시에는 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서 88.4 ± 7.0∼99.1 ± 10.3 ㎜Hg를, 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술
에서 91.0 ± 4.5 ∼ 119.9 ± 10.6 ㎜Hg를, 그리고 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 88.9 ± 5.3 ∼ 129.0 ± 17.6 ㎜ Hg를 나타내었다.
0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 시술 후 30분과 1 시간, 그리 고 2 시간째에 Normal saline 시술 시에 비하여 유의하게 혈압이 증가되었고(30분과 2 시간: p<0.05, 1 시간: p<0.01), 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 시술 후 30분과 1 시 간, 2 시간, 3 시간 그리고 4 시간째에 Normal saline 시 술 시에 비하여 유의하게 혈압이 증가되었다(3 시간: p<0.05, 30분과 1 시간, 2 시간, 4 시간: p<0.01)( Fig. 2 , Table 4. & Appendix 3 ).
- 4. 심박 수에 미치는 영향
Normal Saline 시술 후 30 분에서 24 시간 동안의 심 박 수의 변동범위는 80.8 ± 9.6∼98.1 ± 16.3 beat/ min으로 나타났다.
이에 대하여 Sweet BV 시술 시에는 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서 80.6 ± 9.0∼103.1 ± 12.2 beat/min을, 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 81.4 ± 8.0∼107.0 ± 24.3 beat /min을, 그리고 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 80.3 ± 5.4 ∼ 99.5 ± 23.3 beat/min을 나타내어 모든 측정 시점에서 Normal Saline 시술 시와 비교하여 유의한 차이를 나타 내지 않았다( Fig. 3 , Table 5 . & Appendix 4 ).
- 5. 심전도
Normal Saline 시술 후 30 분에서 24 시간 동안의 PR interval의 변동범위는 89.5 ± 9.0 ∼ 98.7 ± 7.9 m/sec으로 나타났다.
이에 대하여 Sweet BV 시술 시에는 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서 92.5 ± 8.1 ∼ 97.4 ± 5.9 m/sec으로, 0.1 ㎎ /㎏ 용량 시술에서 89.2 ± 5.3 ∼ 97.6 ± 3.3 msec으 로, 그리고 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 90.7 ± 4.4 ∼ 98.6 ± 8.6 msec를 나타내어 모든 측정 시점에서 Normal Saline 시술 시와 비교하여 유의한 차이를 나타내지 않았 다( Fig. 4 , Table 6 & Appendix 5 ).
Normal Saline 시술 후 30 분에서 24 시간 동안의 QRS interval의 변동범위는 43.6 ± 3.4 ∼ 46.3 ± 3.3 msec으로 나타났다.
이에 대하여 Sweet BV 시술 시에는 0.01 ㎎/㎏ 용량시술에서 43.6 ± 3.4 ∼ 46.7 ± 3.3 msec으로, 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 43.1 ± 2.3 ∼ 45.8 ± 2.9 msec으로,그리고 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 43.4 ± 3.4 ∼ 46.6 ±3.2 msec를 나타내어 모든 측정 시점에서 Normal Saline시술 시와 비교하여 유의한 차이를 나타내지 않았다.
Normal Saline 시술 후 30 분에서 24 시간 동안의QT interval의 변동범위는 198.9 ± 5.9 ∼ 215.5 ± 11.8 msec으로 나타났다.
이에 대하여 Sweet BV 시술 시에는 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서 200.2 ± 15.7 ∼ 218.6 ± 3.9 msec으로, 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 189.6 ± 14.1 ∼ 211.6 ± 9.2 msec으로, 그리고 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 200.4 ± 8.6 ∼ 215.6 ± 5.0 msec를 나타내어 모든 측정 시점에서Normal Saline 시술 시와 비교하여 유의한 차이를 나타 내지 않았다.
Normal Saline 시술 후 30 분에서 24 시간 동안의RR interval의 변동범위는 678.3 ± 52.1 ∼ 790.2 ± 124.4 msec으로 나타났다.
이에 대하여 Sweet BV 시술 시에는 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서 655.0 ± 129.5 ∼ 834.2 ± 124.1 msec으로, 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 592.3 ± 97.7 ∼ 803.7 ± 142.5 msec으로, 그리고 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 700.0 ± 81.1 ∼ 785.5 ± 107.7 msec를 나타내어 모든 측정 시점에서 Normal Saline 시술 시와 비교하여 유의한 차이 를 나타내지 않았다.
Normal Saline 시술 후 30 분에서 24 시간 동안의 QTc interval의 변동범위는 226.5 ± 7.7 ∼ 235.4 ± 7.8 msec으로 나타났다.
이에 대하여 Sweet BV 시술 시에는 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서 223.5 ± 7.5 ∼ 233.3 ± 8.4 msec으로, 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술에서 223.7 ± 6.1 ∼ 232.9 ± 2.2 msec으로, 그리고 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 225.2 ± 11.5 ∼ 236.3 ± 10.1 msec를 나타내어 모든 측정 시점 에서 Normal Saline 시술 시와 비교하여 유의한 차이를 나타내지 않았다.
IV. 고찰
어떤 물질에 대한 독성을 평가하기 위해서는 그 물질이 일으킬 수 있는 급성 또는 만성적인 유해 작용과 이들 유해작용 각각의 용량-반응관계를 확인해야 하는데 이러한 정 보를 얻는데 가장 중요한 것이 바로 동물을 이용한 시험성 적이다. 즉, 독성실험은 의약품 등의 시험물질 안전성 평가 를 하기 위하여 중요한 기초자료이며, 필수적이라 할 수 있 다 20 ).
독성연구의 주요목적은 신약의 안정성을 평가하여 임상 적 용약의 안전을 확보하기 위해 시행하는 것으로, 독성실 험은 크게 급성 독성실험(단회 투여 독성시험), 아급성 독 성실험(4주 반복투여 독성시험), 그리고 만성독성실험(3 개월 이상 반복투여 독성시험)으로 나누고 있다 21 ).
화학물질의 원치 않는 독성효과에 대한 기준을 마련하 기 위해서도 이미 오랜 기간 독성의 성적 수집을 촉진시키 는 일련의 시험계획지침서(testing protocol guideline) 와 급·만성 도는 특수 독성 시험에 관한 지침이 공포되어 적용되고 있다. 이 중 심혈관계의 독성 실험은 특수 독성 시험에 해당된다.
식품의약품 안전청에서도 독성시험기준 20 )을 엄격하게 제안하고 있고, 이러한 시험은 모두 GLP 규정에 의해 평 가되어야 인정을 받을 수 있다 22) . 또한 의약품의 품목 허가 신고ㆍ심사 규정 20) 에서도 의약품의 안전성·유효성 심사 를 위하여 제출해야 하는 자료로 첫째, 기원 및 발견의 경 위(배합목적 및 용도에 관한 자료 포함), 둘째, 물리화학적 성질, 규격에 관한 자료, 셋째, 안정성에 관한 자료, 넷째, 독성에 관한 자료(보존제 및 타르색소의 경우에는 신약의 첨부자료에 준하며 그 외에는 4주 반복 투여독성, 반복투 여독성, 기타 필요한 독성시험자료)를 제출해야 한다고 규 정하고 있다. 이 중 심혈관계에 미치는 영향은 특수 독성 시험평가 항목 중의 하나에 해당된다.
봉약침요법은 살아 있는 꿀벌(Apis melifera)의 독낭에 들어있는 독을 인위적으로 추출·정제하여 질병과 유관한 부위 및 경혈에 주입함으로써 자침의 효과와 벌의 독이 지 니고 있는 생화학적인 약리작용을 질병의 치료에 이용하는 신침요법으로 1) , 봉약침의 원료인 봉독은 크게 효소, 펩티 드, 저분자 유기물질로 구성되어 있고 현재까지 약 40여개 의 물질이 보고되고 있다 16) .
그동안의 연구 보고에 의하면 봉약침은 진통 소염효과 2 - 3 )가 있고, 면역계에 작용하며 8 - 9 ) 이미 많은 임상 보고를 통 하여 퇴행성 슬관절염 5 - 6 )이나 고관절염 7 ), 류마티스 관절염 8 - 9 ), 요추간판 탈출증 10 - 12 ), 중풍 후유증 13 - 14 )등의 질환 등에 유 의한 치료효과가 있음이 보고되고 있다.
그러나 대부분의 독과 같이 벌의 독에 노출되었을 때도 과민한 면역반응이 나타날 수 있고, 특히 치명적인 아낙필락시 반응은 봉약침의 임상 사용에 중요한 걸림돌이 되고 있어 23 - 24) 이러한 문제를 개선하고자 봉약침의 항원역할을 하는 효소인 phospholipase A2(이하 PLA2)나 hyaluronidase 등의 고분자 물질과 histamine 등의 저분자 물 질을 함께 제거하고, 벌의 독에서 가장 주된 성분인 melittin만을 분리 정제한 Sweet BV가 개발되었고 15) , 선행 연 구를 통하여 봉약침에 의한 아나필락시 반응의 위험과 국 소 알레르기 반응을 낮출 수 있음이 보고 25 - 27) 된 바 있다.
또한 이전의 보고 18 , 28) 에서 melittin은 nuclear factor-κ B(이하 NF-κB)의 활성을 조절하여 lipopolysaccharide( LPS), tumor necrosis factor-α(TNF-α), 그리고 sodium nitroprusside(SNP)의 활성을 저해하여 염증의 활성을 억제하는 것으로 알려져 있다.
하지만 melittin을 근육에 시술하였을 때 심혈관계에 어 떠한 영향을 미치는지에 대한 연구는 보고된 바가 없었다.
이에 저자는 이전의 결과 19) 를 바탕으로 Sweet BV의 임 상적용 용량인 약 0.1∼0.4 ㎎/human/회 (성인 60 kg 기 준시 최대 0.007 ㎎/㎏)을 참조하여 임상적용 용량과 유사 한 0.01 ㎎/㎏와, 0.1 및 0.5 ㎎/㎏을 시술 용량으로 설정 한 후, 혈압, 심박 수 및 심전도의 관찰을 용이하게 하기 위 하여 수컷 비글견의 대퇴부와 복부에 송신기의 본체를 삽 입하고, 좌측 대퇴동맥에 pressure catheter를 삽입하는 수술을 시행하였다.
성공적으로 수술이 시행되었음을 확인한 후 충분한 회 복 후에 Sweet BV 시술 전 후에 나타나는 심혈관계의 parameters( 혈압, 심박 수 및 심전도)를 관찰하고자 하였다.
동물의 순환계는 심장과 혈관, 임파계 그리고 혈액으로 구성되어 있다 29) . 특히 인체의 모든 조직은 항상 물질대사 를 하고 있으므로 이에 필요한 영양분과 산소를 공급하고 CO 2 와 노폐물은 폐와 신장 등을 통하여 체외로 배설시키 고 있다. 따라서 인체는 이러한 물질들의 운반을 위하여 일 정한 관을 통하여 액체를 순환시키고 있는데, 이를 순환계 (circulatory system)라고 한다. 순환계는 혈액을 운반하 는 혈관계와 임파를 운반하는 임파계로 구성되어 있고, 이 들은 도관으로 형성되어 있으므로 맥관계라고도 한다. 이 중 혈액의 움직임과 직접적으로 관련한 것이 바로 심혈관 계(cardiovascular system)이다.
심혈관계의 변화를 직접적으로 관찰할 수 있는 지표가 바로 혈압과 심박 수, 그리고 전기적 자극에 대한 반응을 관찰하는 진단기기인 심전도의 양상이다.
저자는 무 구속, 무, 마취 상태에서 Sweet BV가 심혈 관계에 어떠한 영향을 일으키는지를 관찰하고자 무선 송신 시스템을 비글견에 장착한 후 Sweet BV 시술 전·후의 변화를 비교 관찰하였다.
그 결과 일반증상의 관찰 및 영상자료를 통한 행동관찰 에서 일부 개체에서 구토 증상이 관찰되었으나, 대조군에 서도 유사한 사례가 나타나 Sweet BV 시술과 직접적인 관련성을 확인하기는 어려웠다.
모든 개체에서 시술 부위에 종창이 나타났고, 0.1 ㎎/㎏ 와 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서는 모든 개체에서 보행 이상이 관찰되었다. 또한 일부 개체에서는 연변(soft stool)이 관 찰되기도 하였다.
체중의 변화를 관찰한 결과, 시험기간 동안 모든 개체에 서 특이한 체중의 변화는 관찰되지 않았다.
혈압에 미치는 영향을 평가한 결과 Sweet BV 시술 시 0.01 ㎎/㎏ 용량 시술에서는 유의한 차이가 나타나지 않았 으나 0.1 ㎎/㎏ 용량 시술과 0.5 ㎎/㎏ 용량 시술에서 시술 후 30분에서 2시간 혹은 4시간까지 Normal saline 시술 시에 비하여 유의하게 혈압이 증가됨을 알 수 있었다. 이러 한 결과는 용량이 증가할수록 혈압의 상승이 증가하는 경 향을 나타내어 Sweet BV의 시술이 혈압의 상승에 영향 을 미치는 것을 알 수 있었다. 이러한 원인은 다음의 두 가 지의 가능성을 추측할 수 있다. 첫째는 Sweet BV 자체가 혈압의 상승을 유발할 수 있고, 둘째는 상당한 고용량의 Sweet BV 시술 시 유발되는 시술 부위의 통증이 긴장성 고혈압을 유발하여 혈압의 상승을 나타내는 것도 추정할 수 있다.
Sweet BV의 시술이 심박 수에 어떠한 영향을 미치는 가를 관찰한 결과 모든 측정 시점에서 시술량에 상관없이 Normal Saline 시술 시와 비교하여 유의한 차이를 나타 내지 않았다.
Sweet BV의 시술이 심장에 미치는 영향을 관찰하고자 심전도를 평가하였다. 심전도는 심장의 움직임이 전기적 자극에 의해 이루어지며, 심전도는 흥분파가 움직이는 방 향을 관찰하는 검사방법으로 흥분파가 전극에 가까이 다가 갈 때는 (+)wave로, 전극에서 멀어질 때에는 (-)wave로 기록된다 30) . 심장의 주위에 전극을 설치하게 되면 흥분이 전해지는 방향에 따라 심장의 상태를 관찰할 수 있게 된다. 심전도의 한 눈금은 0.04초(5눈금이 0,2 sec)이고 각각의 파형에 대한 정상수치는 P wave: 0.08, PR interval: 0.12-0.20, QRS duration: 0.04-0.10, QT interval: 0.4, 그리고 T wave 0.16으로 볼 수 있다. 이중 P wave 는 심방의 수축을, QRS wave는 심실이 수축할 때의 탈분 극을 그리고 T wave는 심실이 수축한 후의 재분극을 나타낸다
본 실험에서 Normal Saline과 Sweet BV 시술 후 나 타나는 심전도의 변화를 30 분에서 24 시간 동안 PR interval, QRS interval, QT interval, RR interval 그 리고 QTc interval 등을 측정하여 비교 분석한 결과 모든 측정 시점에서 Normal Saline 시술 시와 비교하여 유의 한 차이를 나타내지 않아 Sweet BV는 심장에 큰 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다.
이상의 연구 결과 Sweet BV는 0.01 ㎎/㎏ 이하의 용 량에서 심혈관계에 어떠한 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었고, 0.1 ㎎/㎏ 이상의 용량에서는 혈압을 상승시키는 작용이 있음을 알 수 있었다.
V. 결론
본 연구는 Sweet BV(melittin)가 심혈관계에 어떠한 영향을 미치는가를 관찰하고자 비글견에 무 구속, 무 마취 상태에서 혈압과 심박 수 그리고 심전도 등을 측정하여 분 석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 1. Sweet BV의 시술은 체중의 변화나 사료의 섭취량 에 영향을 주지 않았다.
  • 2. 시술 후 일반증상의 관찰에서 용량·의존적으로 통증 과 부종이 관찰되었다.
  • 3. 혈압의 측정에서 0.01 ㎎/㎏ 이하의 용량에서는 영향 을 미치지 않았으나 0.1 ㎎/㎏ 이상의 용량에서는 용량·의 존적으로 혈압을 상승시키는 작용이 있음을 알 수 있었다.
  • 4. 심박 수에 미치는 영향을 관찰한 결과 Sweet BV의 시술은 심박 수에 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.
  • 5. 심전도를 측정하여 분석한 결과 Sweet BV의 시술 은 심장에 특별한 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.
이상의 연구 결과 Sweet BV는 심혈관계에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 하지만 고용량의 시술에 서는 혈압의 상승을 유발할 수 있으므로 이에 대한 주의가 필요함을 알 수 있었다. 향후 이에 대한 보다 다양한 연구 가 진행되어야 할 것으로 사려된다.
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Process of cardiovascular test for the conscious telemetered Beagle dogs.
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Effects of Sweet BV on blood pressure in the conscious telemetered Beagle dogs.
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Effects of Sweet BV on blood pressure in the conscious telemetered Beagle dogs.
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Effects of Sweet BV on heart rate in the conscious telemetered Beagle dogs.
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Effects of Sweet BV on electrocardiography in the conscious telemetered Beagle dogs.
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Effect of Sweet BV(mellittin) on Clinical oservation in the conscious telemeterd beagle dogs
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Effects of Sweet BV(melittin) on observation of post-dosing behavior in the conscious telemetered beagle dogs
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Effects of Sweet BV(melittin) on body weight in the conscious telemetered beagle dogs(Body weight at administration day)
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Effects of Sweet BV(melittin) on blood pressure in the conscious telemetered beagle dogs(Group summary)
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